Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси (варианты) и асфальтобетонная смесь

Изобретения относятся к дорожно-строительным материалам. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая (мас. %): термопластичный полимер 71-90, сополимер этилена, имеющий по меньшей мере одну из следующих функциональных групп: гидроксильную, карбоксильную, карбонильную и эпоксидную 1-28, целлюлозное волокно 0,5-20. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, характеризующаяся тем, что она получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Рак (Тетра Пак) и содержит (мас. %): полиэтилен 75-88, сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15, целлюлозное волокно 2-10, измельченная алюминиевая фольга 2-20. Асфальтобетонная смесь, содержащая (мас. %): щебень фракций 5-40 мм 38-80, песок 5,0-53, минеральный порошок 3,8-20, битум 4,0-7,5, указанная выше сыпучая добавка 0,4-1,0. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - упрощение технологии, повышение прочности при 50°С, повышение стойкости к циклическим нагрузкам. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретения относятся к дорожно-строительным материалам, а именно к сыпучим добавкам для асфальтобетонной смеси и асфальтобетонной смеси, используемым при сооружении автомобильных дорог и аэродромных покрытий.

Для улучшения показателей качества асфальтобетонных смесей широко используются различные добавки - модификаторы и (или) стабилизаторы.

Известна сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая 28,0-38,0 мас.% битума БНД 60/90, 31,0-35,0 мас.% полиамидного волокна, 30,0-35,0 мас.% полимерно-армирующего ингредиента, содержащего отход гидроизоляции трубопроводов - АрмПЭВА, представляющего собой отход двухслойной ленты усадочного материала для изоляции труб, состоящий из слоя адгезионной активной композиции клея-расплава на основе сополимера этилена с винилацетатом и слоя радиационно-сшитого полиэтилена, обработанного электронами, с нанесенным на него термоплавким клеем, и 1,0-2,0 мас.% поверхностно-активного вещества катионного типа - КАДЭМ-ВТ, представляющего собой катионный реагент, изготовленный из кислот растительного или животного происхождения фракций C16-C20 и полиэтиленполиамина (RU 2272795, 2006 г.).

Также в RU 2272795 описана асфальтобетонная смесь, содержащая 93,35-94,65 мас.% минеральной части, 5,0-6,0 мас.% битума и 0,35-0,65 мас.% указанной сыпучей добавки.

При изготовлении асфальтобетонной смеси с известной добавкой необходимо предварительное перемешивание этой добавки со щебнем и дробленым песком и последующее добавление минерального порошка и битума с дополнительным перемешиванием для получения однородной смеси, что усложняет технологию изготовления асфальтобетонной смеси. Кроме того, асфальтобетон, получаемый из известной асфальтобетонной смеси, имеет сравнительно низкий предел прочности при 50°C.

Задачей настоящей группы изобретений является обеспечение сыпучей добавки для асфальтобетонной смеси, позволяющей упростить технологию изготовления асфальтобетонной смеси, и повышение предела прочности при 50°C асфальтобетона, изготовленного с использованием такой добавки, и повышение его стойкости к циклическим нагрузкам, а именно стойкости к образованию колеи.

Решением задачи является сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая (мас.%):

термопластичный полимер 72-90
сополимер этилена, имеющий по меньшей мере
одну из следующих функциональных групп:
гидроксильную, карбоксильную, карбонильную
и эпоксидную, или полиэтилен с привитым
малеиновым ангидридом 1-28
целлюлозное волокно 0,5-20

В качестве термопластичного полимера, который может быть продуктом переработки твердых отходов, предпочтительно использовать полиэтилен как низкой, так и высокой плотности, полипропилен, полиамид, полиэтилентерефталат или полистирол.

Решением задачи также является сыпучая добавка, характеризующаяся тем, что она

получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Pak (Тетра Пак) и

содержит (мас.%):

полиэтилен 75-88
сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15
целлюлозное волокно 2-10
измельченная алюминиевая фольга 2-20

Решением задачи также является асфальтобетонная смесь, содержащая (мас.%):

щебень фракций 5-40 мм 38-80
песок 5,0-53
минеральный порошок 3,8-20
битум 4-7,5
любая из вышеописанных сыпучих добавок 0,4-1,0

Термопластичный полимер способствует увеличению прочности асфальтобетона при 50°C и стойкости к циклическим нагрузкам, а именно стойкости к образованию колеи.

Присутствующая в сополимере этилена по меньшей мере одна из таких функциональных групп, как гидроксильная, карбоксильная, карбонильная или эпоксидная группа, или присутствующая в полиэтилене с привитым малеиновым ангидридом карбонильная группа связывается с асфальтенами битума и с термопластичным полимером, за счет чего происходит совмещение термопластичного полимера с битумом. Такое совмещение увеличивает механическую прочность асфальтобетона и его устойчивость к циклическим нагрузкам. Кроме того, такое совмещение позволяет более эффективно работать термопластичному полимеру в составе асфальтобетонной смеси, что обеспечивает более высокие показатели прочности асфальтобетона при малом количестве добавки.

Также важной характеристикой взаимодействия битума и минерального материала является их сцепление. Минеральный материал для приготовления асфальтобетонной смеси характеризуется различным содержанием кремнезема. По содержанию SiO2 породы разделены на ультраосновные - SiO2 в породе меньше 45%, основные - содержание SiO2 находится в диапазоне от 45% до 54%, средние - содержание SiO2 находится в диапазоне от 54 до 65% и кислые - содержание SiO2 больше 65%. Сцепление битума с кислыми породами значительно слабее, чем с основными.

Роль сополимеров этилена с наличием указанных функциональных групп или полиэтилена с привитым малеиновым ангидридом заключается в увеличении уровня сцепления между битумом и минеральным материалом (щебнем) благодаря взаимодействию указанных функциональных групп с SiO2 на поверхности щебня.

Целлюлозное волокно используется для предотвращения отекания битума в асфальтобетонной смеси.

Сыпучая добавка по настоящему изобретению может быть получена с помощью обычных механических способов - путем перемешивания сырья в экструдере с образованием гранул или путем агломерации с образованием агломерата.

Во втором варианте сыпучая добавка по настоящему изобретению может быть получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Pak (Тетра Пак) и содержать (мас.%):

полиэтилен 75-88
сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15
целлюлозное волокно 2-10
измельченная алюминиевая фольга 2-20

В этом случае дополнительно обеспечиваются утилизация указанной упаковки, низкая стоимость сыпучей добавки и расширение сырьевой базы для получения добавки.

В таблице 1 приведены примеры сыпучей добавки по настоящему изобретению.

В таблице 2 приведены физико-механические показатели асфальтобетона, полученного при использовании сыпучей добавки по настоящему изобретению (образцы №1-7 таблицы 1), взятой в количестве 0,5 мас. % от массы асфальтобетонной смеси, и сравнительный пример без сыпучей добавки. Асфальтобетонные смеси изготавливали с учетом ГОСТ 31015-2002 (ЩМА-15) и ГОСТ 9128-2009 (Тип А) на битуме нефтяном дорожном БНД 60/90 производства Московского НПЗ. Все ингредиенты, нагретые (за исключением сыпучей добавки) в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-2009 или 31015-2002, подавали в смеситель в произвольном порядке с последующим перемешиванием до получения однородной смеси в течение времени, достаточного для перехода полимерных компонентов сыпучей добавки в вязкотекучее состояние. При этом битум может быть нагрет до температуры 120-190°C, минеральные ингредиенты на выходе из сушильного барабана - до 160-250°C в зависимости от заданной температуры выпускаемой асфальтобетонной смеси, а время перемешивания составляет 40-120 секунд.

Как следует из таблицы 2, асфальтобетон, изготовленный с использованием сыпучей добавки по настоящему изобретению, имеет улучшенные физико-механические показатели. Кроме того, присутствие измельченной алюминиевой фольги в добавке не влияет отрицательно на эти показатели.

В таблице 3 приведены физико-механические показатели следующих асфальтобетонов (был использован битум нефтяной дорожный БНД 60/90 производства Московского НПЗ): ЩМА-15 и Тип А без добавки, с разным содержанием образца №1 сыпучей добавки по настоящему изобретению в асфальтобетонной смеси (образец №1 в виде гранул был получен путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Pak (Тетра Пак)) и с известной сыпучей добавкой (RU 2272795) в асфальтобетонной смеси.

Как следует из таблицы 3, предел прочности при сжатии при 50°C для асфальтобетона с сыпучей добавкой по настоящему изобретению выше, чем для асфальтобетона с сыпучей добавкой по RU 2272795.

Кроме того, для образца №1 сыпучей добавки по настоящему изобретению было проведено определение показателя сцепления. Сущность метода заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на предварительно покрытой им поверхности минерального материала при воздействии воды. Цель определения заключалась в оценке способности сыпучей добавки (образец №1) по настоящему изобретению влиять на показатель сцепления битума и минерального материала. Определение было проведено в соответствии с методикой ГОСТ 11508-74, но в режиме бурного кипения. Суть метода заключается в том, что сначала щебень полностью покрывают битумом, потом кипятят в воде, далее оценивают, какая доля площади поверхности щебня осталась покрытой после воздействия кипящей водой.

Испытания проводили на образцах габбро-диоритового и габбро-диабазового щебня. Щебень измельчили, через металлические сита отсеяли фракцию размером от 2 до 5 мм. Кусочки с полированной поверхностью отделили. Остальное промыли дистиллированной водой и просушили при 105-110°C в течение 5 ч.

Были использованы битум марки БНД 60/90 производства Московского НПЗ и битум марки БДУС 70/100 производства Киришского НПЗ. Измеряли сцепление как с битумом без указанной сыпучей добавки, так и с битумом с такой добавкой. Сыпучую добавку добавляли в битум следующим образом:

- битум разогревали до 180°C;

- постепенно добавляли сыпучую добавку в расплавленный битум при постоянном помешивании;

- перемешивали композицию до полного растворения полимерной составляющей сыпучей добавки.

Полученные результаты имеют 4 градации от худшего до лучшего:

- «не соответствует» означает покрытие битумом менее 1/2 поверхности минерального материала после воздействия воды;

- "Контрольный образец №3" означает покрытие битумом более 1/2, но менее 3/4 поверхности минерального материала после воздействия воды;

- "Контрольный образец №2" означает покрытие битумом более 3/4 покрытия поверхности минерального материала после воздействия воды;

- "Контрольный образец №1" означает полное покрытие поверхности минерального материала после воздействия воды.

Результаты определения показателя сцепления минерального материала с битумными композициями представлены в таблице 4.

Как следует из таблицы 4, сыпучая добавка по настоящему изобретению увеличивает показатель сцепления битума со щебнем габбро-диоритовых, габбро-диабазовых и гранитных пород.

1. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая (мас. %):

термопластичный полимер 71-90
сополимер этилена, имеющий по меньшей мере
одну из следующих функциональных групп:
гидроксильную, карбоксильную, карбонильную и эпоксидную 1-28
целлюлозное волокно 0,5-20

2. Сыпучая добавка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сополимера этилена с карбонильной группой выбран полиэтилен с привитым малеиновым ангидридом.

3. Сыпучая добавка по п. 1, отличающаяся тем, что термопластичный полимер является продуктом переработки твердых отходов.

4. Сыпучая добавка по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что в качестве термопластичного полимера выбран полимер из следующей группы: полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, полиамид, полиэтилентерефталат, полистирол.

5. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, характеризующаяся тем, что она получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Рак (Тетра Пак) и содержит (мас. %):

полиэтилен 75-88
сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15
целлюлозное волокно 2-10
измельченная алюминиевая фольга 2-20

6. Асфальтобетонная смесь, содержащая (мас. %):

щебень фракций 5-40 мм 38-80
песок 5,0-53
минеральный порошок 3,8-20
битум 4,0-7,5
сыпучая добавка по любому из пп. 1-3 или по п.4 0,4-1,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области битумов, в частности к битумно-полимерным композициям, использующимся в промышленности и/или в дорожном строительстве. Для получения композиции битум/полимер используют маточный раствор, не содержащий масла минерального происхождения, содержащий по меньшей мере одно масло растительного и/или животного происхождения, от 20 до 50 мас.% сополимера, основанного на конъюгированных диеновых единицах и ароматических моновиниловых углеводородных единицах, по отношению к массе маточного раствора, содержащий или не содержащий по меньшей мере один сшивающий агент, где указанное масло растительного и/или животного происхождения является кислотой, причем показатель кислотности, измеренный по стандарту NF EN ISO 660, составляет от 50 до 300 мг КОН/г.

Изобретение относится к способу получения битумов нефтяных дорожных и может быть использовано в дорожной, строительной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения битумов нефтяных дорожных и может быть использовано в дорожной, строительной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ. В способе приготовления резинобитумной композиции смесь резиновой крошки и битума активируют ультразвуком при соотношении, мас.%: резиновая крошка - 13-50, битум - остальное.
Изобретение относится к добавкам, которые предназначены для применения в битуме и модифицированном полимером битуме. Добавка получена путем смешивания друг с другом: (a) серы, (b) вулканизированного каучука, например отходов из вулканизированного каучука; (c) жирной кислоты и (d) битума.
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано для ремонта аэродромных и дорожных покрытий, в частности, для выполнения оперативного, аварийного восстановления разрушенных участков асфальтобетонных покрытий.

Изобретение относится к способу получения поперечно-сшитых композиций полимера и битума без использования какого-либо сшивающего агента. В способе получения поперечно-сшитых композиций полимера и битума без использования какого-либо сшивающего агента по меньшей мере один битум и по меньшей мере одну полимерную композицию, содержащую по меньшей мере 80 мас.%, относительно массы полимерной композиции, диблок-сополимера моновинилароматического углеводородного блока и сопряженного диенового блока, обладающего молекулярной массой большей или равной 80000 г/моль и содержанием звеньев с двойными связями в положении 1-2, происходящих из сопряженного диена, большим или равным 15 мас.% относительно общей массы сопряженных диеновых звеньев, приводят в контакт при температуре от 180°C до 220°C, в течение периода времени от 8 ч до 48 ч.
Изобретение относится к составу и способу получения мастичной композиции, применяемой для защиты металлических поверхностей, резервуаров, бетонных и кирпичных поверхностей, а также в качестве компонента для производства антикоррозионных мастик, лаков, эмалей.
Изобретение относится к способу получения битумных композиций и может найти применение в дорожном строительстве, производстве кровельных материалов и гидроизоляции.

Изобретение относится к новым композициям для железнодорожных шпал и к способам их производства. Способ изготовления шпалы, включающей первую часть, изготовленную из первой композиции, и вторую часть, изготовленную из второй композиции, причем первая композиция включает 15-75 мас.% первого асфальтового компонента и 85-25 мас.% первого полимерного компонента, и вторая композиция включает 20-85 мас.% второго асфальтового компонента и 80-15 мас.% второго полимерного компонента, и каждый из полимерных компонентов включает смесь пригодной для переработки пластмассы и волокнистого армирующего материала, включает стадии: (i) отдельное приготовление и смешивание выбранных количеств асфальта и пластмассы для получения первой и второй смеси; (ii) отдельное плавление и переработка указанной первой и второй смеси в процессорах, способных нагревать и подавать указанные смеси отдельно в виде сложной асфальтово-пластмассовой композиции на насосные устройства, связанные с соэкструзионной фильерой; и (а) перекачивание первой композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение второй композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы или (b) перекачивание второй композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение первой композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. В способе приготовления черного щебня путем пропитки его под давлением ведут пропитку известнякового щебня деасфальтизатом тяжелых нефтяных остатков при содержании его 40-80 мас.
Изобретение относится к области получения товарных продуктов, а именно - гидрофобной добавки для асфальтобетонных смесей и асфальтобетонной смеси с ее использованием.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий.
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано для ремонта аэродромных и дорожных покрытий, в частности, для выполнения оперативного, аварийного восстановления разрушенных участков асфальтобетонных покрытий.

Изобретение касается дегтебетонных смесей для устройства и ремонта дорожек, тротуаров. Дегтебетонная смесь содержит, мас.%: песок кварцевый 47,0-54,0; каменноугольный деготь 6,0-8,0; андезитовая мука 40,0-45,0.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к стабилизирующим добавкам, которые используются в асфальтобетонных смесях и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА).

Изобретение относится к производству щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для устройства верхних слоев дорожных и аэродромных покрытий. Технический результат - повышение прочности и водостойкости асфальтобетона.
Изобретение относится к технологии защиты дорожных покрытий и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа. Смесь для защиты дорожных покрытий включает черное органическое вяжущее, модификатор отверждения и растворитель в соотношении, мас.%: черное органическое вяжущее пек 45-55%; модификатор отверждения ацетон 4-6%; адгезионная присадка СТАРДОП 130П 1-3 мас.%; растворитель сольвент остальное.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в качестве вяжущего материала цветного асфальтобетонного покрытия. Вяжущее для цветных асфальтобетонов включает нефтеполимерную смолу, индустриальное масло, синтетический полибутадиеновый каучук и дополнительно содержит вторичный полимер, представляющий собой смесь полиэтилена низкой плотности, частиц алюминиевой фольги и полиолефина с активными функциональными группами.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для ремонта покрытий автомобильных дорог и аэродромов, и может быть использовано для получения холодных асфальтобетонов с одновременной утилизацией нефтесодержащих отходов - нефтяных шламов.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления конструкций и изделий. Технический результат - повышение прочности.

Изобретения относятся к дорожно-строительным материалам. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, содержащая : термопластичный полимер 71-90, сополимер этилена, имеющий по меньшей мере одну из следующих функциональных групп: гидроксильную, карбоксильную, карбонильную и эпоксидную 1-28, целлюлозное волокно 0,5-20. Сыпучая добавка для асфальтобетонной смеси, характеризующаяся тем, что она получена путем переработки асептической картонной упаковки Tetra Рак и содержит : полиэтилен 75-88, сополимер этилена с метакриловой кислотой 6-15, целлюлозное волокно 2-10, измельченная алюминиевая фольга 2-20. Асфальтобетонная смесь, содержащая : щебень фракций 5-40 мм 38-80, песок 5,0-53, минеральный порошок 3,8-20, битум 4,0-7,5, указанная выше сыпучая добавка 0,4-1,0. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - упрощение технологии, повышение прочности при 50°С, повышение стойкости к циклическим нагрузкам. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Наверх