Вяжущее (полиэтилен-гудроновое вяжущее с резиновой крошкой - пэгв-р) для дорожных покрытий


 


Владельцы патента RU 2519214:

Открытое акционерное общество "Газпромнефть - Московский НПЗ" (ОАО "Газпромнефть - МНПЗ") (RU)

Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для асфальтобетонного дорожного покрытия на основе прямогонного гудрона. Вяжущее содержит, в мас.%: глубокоокисленный гудрон - 30-40; полиэтилен высокого давления - 1,5-3,5; резиновую крошку - 1,5-3,5; серу элементарную - 0,15-0,45; прямогонный гудрон - до 100. Полученное вяжущее обладает как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При его производстве не используются дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к полимерно-битумным вяжущим. 2 табл.

 

Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для дорожного асфальтобетонного покрытия.

Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блок-сополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые разработан ГОСТ Р 52056-2003.

К числу основных эксплуатационных недостатков ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003 (помимо высокой себестоимости) следует отнести использование в качестве основы вяжущего материала битума строго определенного качества по ГОСТ 22245-90, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и снижается его уровень качества. Этот недостаток можно отнести ко всем российским полимерно-битумным вяжущим материалам на основе окисленного битума. Самым же серьезным недостатком российских ПБВ является использование дорогостоящих пластификатора (индустриального масла И-40) и полимеров-термоэластопластов, в качестве которых используют стирол-бутадиенстирольные каучуки (СБС).

Известно (Пат. РФ № 2299228, 2007) битумное вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум 44,4-98
Блок-сополимеры алкадиена и стирола 0,1-22,3
Масло индустриальное 1,9-3 3,3

Недостатком этого известного вяжущего также является необходимость использования пластификатора - индустриального масла, в качестве одного из компонентов окисленного битума марок БНД по ГОСТ 22245-90, обладающего невысокой устойчивостью к старению, а также дорогостоящего полимера - термоэластопласта - блок-сополимера алкадиена и стирола.

Известна (Пат. РФ № 2327719, 2008) битумно-резиновая композиция, которая может быть использована в качестве вяжущего в дорожном строительстве. Композиция включает, мас.%: битум - 70-80, крошку из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин - 15-25 и нафталиновую фракцию каменноугольной смолы - 5-10.

Недостатком этой композиции является использование окисленных битумов, о чем было сказано выше, а также использование крошки из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин, которая не связана никакими физическими или химическими связями с нефтяной основой, что не позволяет обеспечить кинетическую (седиментационную) устойчивость получаемого ПБВ. А это неизбежно приводит сначала к снижению и затем и к потере ими необходимого уровня основных эксплуатационных показателей качества.

Наиболее близким вяжущим, взятым за прототип, является полимерно-гудроновое вяжущее для дорожных покрытий, которое содержит, мас.%:

Гудрон или смесь гудронов с ВУ580=60-160 с 83,0-91,3
Масло индустриальное 5,0-12,0
Блок-сополимер алкадиена и стирола 3,5-5,0

(Пат. РФ № 2397187, 2010).

В данном вяжущем битум заменен на более дешевый материал с более высокой устойчивостью к старению - гудрон, однако это вяжущее имеет следующий недостаток: использование значительных количеств дорогостоящих пластификаторов (индустриальное масло) и полимера - термоэластопласта - блок-сополимера алкадиена и стирола, который способен образовывать собственный структурный каркас. Кроме того, эта структура также не связана с пространственной структурой гудрона, образованной его смолисто-асфальтеновыми компонентами.

Задачей предлагаемого изобретения являлась разработка вяжущего для дорожных покрытий, которое отличалось бы использованием более дешевых и доступных компонентов по сравнению с ПБВ, и по уровню своих основных эксплуатационных показателей было бы максимально приближено к значениям нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, обеспечивающих их надежную эксплуатацию в составе асфальтобетонных смесей. Но при этом обладало бы необходимым уровнем эластичности в отличие от окисленных битумов дорожных марок по ГОСТ 22245-90, лишенных этого свойства.

Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для асфальтобетонных дорожных покрытий на основе прямогонного гудрона, содержащее, в мас.%:

Глубокоокисленный гудрон 30-40
Полиэтилен ПЭВД 1,5-3,5
Резиновая крошка 1,5-3,5
Сера элементарная 0,15-0,45
Прямогонный гудрон до 100

Состав и назначение компонентов, образующих заявляемое вяжущее (полиэтилен-гудроновое вяжущее с резиновой крошкой - ПЭГВ-Р) для дорожных покрытий:

- прямогонный гудрон с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - ВУ580=60-160 с. Является кубовым остатком вакуумной перегонки мазутов и отличается от окисленных битумов и гудронов наличием компонентов с ненасыщенными углеродными связями, позволяющими проводить процесс прививки к ним молекул полимера с образованием устойчивой структуры модифицированного вяжущего. Кроме того, использование в качестве нефтяной основы такого маловязкого, по сравнению с окисленными дорожными битумами, компонента как прямогонный гудрон позволяет отказаться от использования для растворения полимера дорогостоящих пластификаторов;

- глубокоокисленный гудрон (битум нефтяной строительный марки БН 90/10 по ГОСТ 6617-90). Необходим для придания композиции прочностных свойств, т.е. необходимого уровня пенетрации;

- элементарная сера, в качестве которой используют серу техническую газовую комовую по ГОСТ 127.1-93. Является вулканизирующим агентом в композиции. Использование в композиции элементарной серы позволяет, кроме того, квалифицированно решать проблему ее утилизации, которая чрезвычайно актуальна с экологической точки зрения;

- резиновая крошка от переработанных автопокрышек, фракция 0÷0,63 мм. В девулканизированном виде сохраняет в своем составе реакционноспособные серные связи, а также соответствующие активаторы и ускорители вулканизации, которые необходимы для прививки молекул полимера к ненасыщенным компонентам прямогонного гудрона. Рациональная утилизация отработанных автопокрышек также является одной из приоритетных задач российской экологии;

- полиэтилен, который является термопластом, т.е. не обладает эластичностью. В композиции используют полиэтилен высокого давления ПЭВД по ГОСТ 16337-77. Является существенно более дешевым и доступным полимером по сравнению с термоэластопластами. Несмотря на то, что ПЭВД является термопластом и не обладает эластичностью как у термоэластопласта типа СБС, в предложенной композиции происходит прививка молекул полиэтилена с ненасыщенными связями к ненасыщенным связям прямогонного гудрона, структура которого обладает эластичностью, через серные связи элементарной серы и оставшиеся серные мостики в девулканизированной резиновой крошке. При этом получают композиции, которые имеют несколько более низкий уровень пластичности по сравнению с ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, но уже обладающие эластичностью.

ПЭГВ-Р для строительства и ремонта дорожных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем последовательного смешения примерно равных объемов прямогонного гудрона с девулканизированной при ~200°С в течение 1,0÷1,5 часов резиновой крошкой и с растворенной в нем при 140-160°С в течение 1,0÷1,5 часов элементарной серой, а затем с полиэтиленом при 160-180°С в течение 1,5-2,0 часов и далее - с глубокоокисленным гудроном. Процесс смешения проводят путем подачи дозировочными насосами компонентов в обогреваемые стационарные смесители.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было подготовлено 8 образцов композиций различного состава. Состав этих образцов вяжущего представлен в таблице 1.

В таблице 2 приведены сопоставительные данные о показателях качества исследуемых композиций и о требованиях к полимерно-битумным вяжущим (ПБВ) ГОСТ Р 52056-2003. Из данных таблицы 2 следует, что разработанные образцы вяжущего ПЭГВ-Р на основе смесей прямогонного и глубокоокисленного гудронов соответствуют требованиям стандарта к полимерно-битумным вяжущим по всем основным показателям прочности (значения пенетрации и температуры размягчения) и низкотемпературных характеристик (значения температуры хрупкости, пенетрации и растяжимости при 0°С). Более низкие (по сравнению с ПБВ) значения уровня эластичности ПЭГВ-Р (обеспеченные асфальтеновыми структурами прямогонного гудрона с привитыми молекулами полиэтилена), позволяют рекомендовать их для широкого использования в дорожном строительстве, вместо не имеющих эластических свойств и, следовательно, менее долговечных дорожных марок окисленных битумов. Аналогичные результаты получены и для образцов №№7 и 8.

Таким образом, заявленная композиция, благодаря сочетанию предлагаемых компонентов в определенных соотношениях, позволяет получить вяжущее для дорожных покрытий, обладающее как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При этом не используют дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2.

Таблица 1
Состав композиций вяжущего ПЭГВ-Р

п/п
Наименование компонента Содержание компонентов вяжущего, мас.%
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Глубокоокисленный гудрон (битум БН 90/10) 40,0 40,0 40,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 Полиэтилен (ПЭВД) 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 1.5 3.5
3 Резиновая крошка 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 1.5 3.5
4 Сера элементарная 0,15 0,30 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,45
5 Гудрон прямогонный До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100

Вяжущее для асфальтобетонных дорожных покрытий на основе прямогонного гудрона, содержащее в мас.%:

глубокоокисленный гудрон 30-40
полиэтилен высокого давления 1,5-3,5
резиновая крошка 1,5-3,5
сера элементарная 0,15-0,45
гудрон прямогонный до 100.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно - к вяжущим материалам для создания асфальтобетонного дорожного покрытия на основе прямогонного гудрона.

Изобретение относится к асфальтодорожному строительству и непосредственно касается способов обработки асфальтобетонных покрытий с применением композиций на основе битумполимерных вяжущих.
Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов.
Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отрасли и может быть применено при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-кварцевых асфальтобетонов.
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к пластификаторам, используемым в производстве битумов. Пластификатор представляет собой продукт взаимодействия 15,0-15,5 мас.% стирола, 2,4-4,0 мас.% пероксида циклогексанона, 3,1-6,0 мас.% 10%-ного раствора нафтената кобальта в стироле и переокисленного битума - остальное.
Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, в частности получению битумно-резиновых композиций связующего для дорожного покрытия на основе битума, и может быть использовано для строительства, ремонта и капитального ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий, а также для устройства и ремонта слоев проезжей части мостов и путепроводов.

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов от коррозии, в дорожном строительстве, для аккумуляторной промышленности, в машиностроении и гражданском строительстве.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к горячим мелкозернистым асфальтобетонным смесям, и может быть использовано для изготовления плотного асфальтобетона темно-коричневого цвета, применяемого для устройства верхних слоев автомобильно-дорожных покрытий в районах I, II и частично III дорожно-климатических зон, характеризующихся холодным и влажным климатом.

Изобретение может быть использовано в создании дорожных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, соляную кислоту, эмульгатор - циклический амин формулы , где R=СH3-С3H7, стабилизатор, в качестве которого используют блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида, и воду.
Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов.

Изобретение относится к области полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п. надземных и подземных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлических конструкций и трубопроводов. Мастика включает нефтяной битум БНД 60/90, бутадиен-стирольный полимер ДСТ 30-01, эмульгатор Тамин Т4, тонкомолотый минеральный наполнитель, в качестве которого используется отход мокрой магнитной сепарации (ММС), предварительно измельченный, и воду. Соотношение компонентов следующее, мас.%: битум нефтяной БНД 60/90 - 49-51; полимер ДСТ 30-01 - 6; эмульгатор Тамин Т4 - 2,5; минеральный наполнитель - 10-13; вода - остальное. Мастика обладает повышенными физико-механическими свойствами, такими как адгезия к бетону и водопоглощение, стойкостью в большом диапазоне эксплуатируемых температур, а также низкой себестоимостью изготовления, что позволяет повысить качество и долговечность гидроизоляции, снизив издержки на содержание искусственных сооружений. 5 ил., 1 пр.

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению материалов дорожностроительного назначения с использованием вяжущего на основе битума с применением в качестве модификатора битума резиновой крошки из отходов резин общего, в том числе шинного назначения. Асфальтобетонная смесь, содержащая щебень, отсев щебня, песок и нефтяной битум БНД 90/130, наномодифицированный механоактивированной смесью резиновой крошки с добавкой, где для модификации битума используют резиновую крошку размером 0,25 мм, а в качестве добавки - природный цеолит, при следующем соотношении ингредиентов, % масс.: указанный битум 93,0 от массы резинобитумной смеси, указанная крошка 7,0 от массы резинобитумной смеси, природный цеолит 2,0 от массы резиновой крошки. Технический результат - повышение пластичности при отрицательных температурах. 1 пр., 6 табл.
Изобретение относится к составам асфальтобетонных смесей и может быть использовано при производстве износостойких долговечных дорожных покрытий с регулируемыми эксплуатационно-технологическими свойствами. Технический результат - повышение водостойкости асфальтобетонных смесей. Асфальтобетонная смесь, содержащая нефтяной вязкий битум, наполнитель, песок фр. до 5 мм, щебень и добавку, содержит в качестве щебня гранитный щебень фр. 5-15 мм, песка - отсев дробления горных пород, наполнителя - шлам водоподготовки ТЭЦ и в качестве добавки - однородное короткофиберное целлюлозное волокно и органоминеральный модификатор, содержащий шлам водоподготовки ТЭЦ, портландцемент, полимерную добавку Butonal NS 198 и пирофосфат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяной вязкий битум 6,3-6,9, гранитный щебень фр. 5-15 мм 62,8-67,5, отсев дробления горных пород фр. 0-5 мм 13,5-17,6, однородное короткофиберное целлюлозное волокно 0,2, наполнитель - шлам водоподготовки ТЭЦ 12,47-12,48, шлам водоподготовки ТЭЦ 0,0158-0,0238, портландцемент 0,0016-0,00235, полимерная добавка Butonal NS 198 0,0024-0,00357, пирофосфат натрия 0,0002-0,00028. 2 табл.

Изобретение относится к получению полимерно-битумных композиций на основе нефтяных битумов. Получаемые композиции могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве вяжущего для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных, гидроизоляционных работ, для производства мастик и клеев. Способ включает нагревание при перемешивании битума и полимер-модификатора, причем полимер-модификатор получают непосредственно в среде битума путем радикальной полимеризации виниловых мономеров при температуре 60-80°С в присутствии инициатора радикальной полимеризации. Процесс получения композиции ведут в течение 2-4 часов при этой же температуре. При этом в качестве битума используют нефтяной битум. Соотношение компонентов следующее, мас.%: виниловый мономер - 2-10; инициатор, мас.% от массы мономера - 0,5-4; нефтяной битум - остальное. Результатом является расширение ассортимента полимерно-битумных композиций с улучшенными эксплуатационными характеристиками при упрощении технологии приготовления композиции, обеспечение возможности проведения процесса приготовления композиций в непрерывном режиме и отсутствие дорогостоящих ингредиентов при их получении. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству, используется для защиты от коррозии наружных поверхностей магистральных трубопроводов, а также для покрытия гипсоволокнистых, древесно-стружечных плит и деревянных поверхностей от разрушающего воздействия окружающей среды. Гидроизоляционный материал включает битумно-полимерный компонент HL, композиционную олифу в качестве пластификатора, минеральный мелкодисперсный наполнитель - природный мел, антикоррозионный пигмент в виде алюминиевой пудры и растворитель - ксилол. Изобретение обеспечивает сохранение прочности покрытия длительное время в широком диапазоне температур от +40°С до -40°С. 1 табл.
Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства дорожных покрытий II-III технических категорий. Щебеночно-мастичная ЩМ смесь для строительства и ремонта дорожных покрытий, содержащая минеральный материал, дисперсно-армирующую добавку - резиновый термоэластопласт РТЭП, и дорожный битум, где битум модифицирован добавками «Азол 1003» и поверхностно-активным веществом EVOTHERM®J-1, при их следующем соотношении, масс.%: битум БНД 60/90 98,6-99,3, «Азол 1003» 0,3-0,7, поверхностно-активное вещество EVOTHERM®J-1 0,4-0,7, при следующем соотношении компонентов, масс.%: минеральный материал 93,50-94,20, дисперсно-армирующая добавка РТЭП 0,2-0,4, модифицированный битум БНД 60/90 5,6-6,1. Технический результат - снижение температуры укладки и уплотнения ЩМ смесей и повышение их прочности, водостойкости, сцепления. 1 пр., 5 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а также к области утилизации отходов промышленного, медицинского и бытового назначения, которые могут быть использованы как для производства строительных материалов, так и для производства твердого топлива (экоугля). Высоконаполненный композиционный материал, содержащий в качестве компонентов отходы термопластичных полимеров, отработанное минеральное масло и битум, дополнительно содержит органический наполнитель, например, углеводородные сорбенты, такие как торф, водоросли, кора, а также отходы от ювелирной обработки янтаря - янтарную пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 1,0-60, минеральное отработанное масло 5,0-25, отходы термопластичных полимеров 1,0-8,5, органический наполнитель 25,0-70. Технический результат - расширение области применения. 4 пр.

Группа изобретений относится к строительной технике и может применяться для ремонта кровли путем ее заливки горячей резинобитумной мастикой. Способ включает разогрев битума до температуры 90-120ºС в теплоизолированной емкости (1), добавление резиновой крошки и полиэтилена. Причем в емкость в битум добавляют резиновую крошку в количестве 10-20 мас.% и их перемешивают, а в дополнительную теплоизолированную герметичную емкость (14) засыпают полиэтилен в количестве 1-2 мас.% и заливают подаваемой самотеком смесью битума с резиновой крошкой. Потом полученную смесь подогревают до температуры 130-170ºС и при помощи шестеренчатого насоса (23) осуществляют многократную рециркуляцию смеси через теплоизолированную емкость. Устройство для приготовления мастики содержит теплоизолированную емкость (1) с нагревательным устройством (2), горловиной (3) и перемешивающим устройством (35), привод перемешивания (42), запорную задвижку (12), сливную магистраль (11) и трубопроводы. Причем между запорной задвижкой (12) и горловиной (3) ниже уровня емкости (1) установлена герметичная теплоизолированная дополнительная емкость (14) со вторым нагревательным устройством (19), к выходу из емкости (14) присоединен трубопровод рециркуляции (25) и шестеренчатый насос (23) с приводом (34), выход трубопровода (25) соединен с горловиной (3) емкости (1). Результатом является снижение стоимости мастики при повышении качества и долговечности кровельного мастичного покрытия. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, катионоактивный эмульгатор и кислоту или анионоактивный эмульгатор и щелочь, воду, отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу (ТПС) плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.%, и дополнительно содержит квантовый активатор топлив при следующих соотношениях компонентов, мас.%: битум - 20,0-70,0, эмульгатор - 0,1-5,0, реагент для нейтрализации эмульгатора - 0,5-3,0, ТПС - 0,4-8,0, вода - остальное. Результатом является повышение адгезии эмульсии с минеральным наполнителем, снижение затрат на приготовление, повышение эксплуатационных характеристик, снижение вредных испарений в процессе приготовления и применения. Квантовый активатор топлив растворяет асфальтены, смолы и парафины, тем самым увеличивая срок службы дорожного покрытия и снижая затраты электроэнергии на перемешивание эмульсии за счет снижения вязкости. Благодаря квантовому активатору топлив происходит более равномерное перемешивание битума в объеме водного раствора. 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к получению битумно-уретановых вяжущих для гидроизоляционных и антикоррозионных материалов и асфальтобетонных смесей. Вяжущее содержит битум, продукт алкоголиза отходов эластичных пенополиуретанов и изоцианатный компонент. Соотношение компонентов следующее, мас.ч.: битум - 100, продукт алкоголиза отходов эластичных пенополиуретанов - 5-13, изоцианатный компонент - 4-12. Для получения вяжущего нефтяной битум разогревают до температуры 90-110°C, при постоянном перемешивании в него вводят нужное количество продукта алкоголиза отходов эластичных пенополиуретанов, перемешивание осуществляют в течение 10-60 минут, затем вводят нужное количество изоцианатного компонента, после чего вяжущее перемешивают еще 10-30 минут при той же температуре. Способ приготовления вяжущего высокопроизводителен и безопасен. Полученное вяжущее имеет повышенную температуру размягчения, твердость, эластичность и гибкость при пониженных температурах. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Наверх