Резинобитумная композиция

Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций, используемых в дорожном строительстве в качестве вяжущих для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных и гидроизоляционных работ. Композиция включает битум и не менее 8 мас.% механоактивированной резиновой крошки с характерным размером 0,5 мм. При этом в процессе модификации при температуре 120-130°С в течение 20-30 мин композиция подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности 0,5-1,5 Вт/см3. Техническим результатом является увеличение количества введенной в композицию резиновой крошки, снижение температуры модификации битума и сокращение длительности процесса, ускорение пропитки резиновой крошки и получение модифицированного битума в виде высокогомогенизированного продукта. 2 пр.

 

Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций из крошки отходов вулканизованной резины и битума. Битумно-резиновые композиции могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве вяжущих для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных и гидроизоляционных работ.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемая битумно-резиновая композиция включает битум и механоактивированную резиновую крошку, полученную при размоле вулканизованной резины до частиц, с характерным средним размером 0,5 мм, прямоточным сдвиговым воздействием (Balabekov М., Balabekov S., Jovanovic D. Comminution of granulated material. Patent Application WO/2002/005963, 2002). При механоактивации резиновая крошка распушивается и приобретает существенно большую внутреннюю удельную поверхность, чем полученная традиционным путем (Клищенко В.П., Пославский А.П., Сорокин В.В. Методы комплексной утилизации отработанных изделий транспортных средств из резины и резиносодержащих отходов. Прогрессивные технологии в транспортных системах. 2011. № 1. С. 135-141) с использованием одной из распространенных мельниц, крошка такого же гранулометрического состава, эффективнее взаимодействует со средой за счет появления свободных радикалов на механоактивированной поверхности. В процессе приготовления битумно-резиновых композиций на разработанном нами ранее оборудовании (Шершнев О.К., Рухман А.А. Устройство для приготовления резинобитумных композиционных вяжущих материалов. Патент №: 134178, 2012 г.), резинобитумные вяжущие подвергаются действию мощного низкочастотного ультразвука, увеличивающего текучесть битума, что позволяет увеличить количество введенной в композицию резиновой крошки, снизить температуру его модификации со (160÷170)°С до (120÷130)°С и сократить длительность процесса со (120÷180) до 20±4 минуты, ускорить пропитку крошки и получить модифицированный битум в виде высокогомогенизированного продукта, и при этом за счет снижения давления на входе насоса избежать кавитационной эрозии поверхности его деталей.

Известна композиция из битума и крошки вулканизированной резины с размером частиц (2÷10) мм из отработанных автомобильных шин, включающая обработанную до полной диссоциации частицы резины, минеральный наполнитель и нафталиновую фракцию каменноугольной смолы. (Алексеенко В.В., Кижняев В.Н., Житов Р.Г., Митюгин А.В. Асфальтобетонная смесь. Патент № RU 2374198, 2008). Однако при полной диссоциации частиц резины теряется возможность регулирования свойств композиции сочетанием свойств битума и измельченной резины.

Известна битумно-резиновая композиция, включающая кроме резиновой крошки и битума активный модификатор - соединение из ряда парабановых кислот, а в процессе получения битумно-резиновой композиции, битум перед смешиванием с резиновой крошкой предварительно подогревают до температуры 190-205°С, а резиновую крошку загружают в две стадии (Марьев В.А., Немцев В.А., Чернов О.Н., Руденский А.В. Битумно-резиновая композиция и способ ее получения. Патент RU №2223990, 2002). Применение высоких температур, дополнительного модификатора и многостадийность процесса существенно усложняет и удорожает получение резинобитумной композиции по описанию к указанному патенту.

Известна битумно-резиновая композиция, включающая битум и крошку из вулканизованной резины и содержащая дополнительно органические основания - ароматические или гетероароматические амины или фосфины, выбранные из группы пиридин, N-фенил-2-нафтиламин, трифенилфосфин и/или неорганические основания - карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов. Кроме того, в процессе приготовления композиции ее компоненты смешиваются в герметичном реакторе при температуре 160-230°С с последующим удалением легколетучих продуктов (Розенберг Б.А., Эстрин Я.И., Эстрина Г.А. Битумно-резиновая композиция и способ ее получения. Патент №2164927, 1998). Недостатком композиции и способа ее получения является необходимость введения в ее состав дополнительных соединений, использование высоких температур, обеспечивающих реализацию процесса, не непрерывность процесса получения битумно-резиновой композиции.

Известна битумно-резиновая композиция и способ ее получения, включающий смешивание частиц резины с углеводородным маслом, термическое и механическое воздействие на размягченные и набухшие частицы резины, диспергирование частиц резины в битуме, введение дополнительных веществ для включения резины в битум (Лианг Жи Жонг, Вудхэмс Р.Т. Способ получения битумной композиции RU 2162475, 1993). К недостаткам композиции относится введение в ее состав дополнительных составляющих, а также усложняющее и удорожающее композицию применение при ее получении высоких температур и специального смесительного оборудования.

Обзор вышеприведенных и многочисленных других доступных источников информации позволяет заключить:

- рекомендованная температура модификации битума резиновой крошкой не ниже 170°С, повышение температуры процесса смешения резиновой крошки с битумом не сопровождается улучшением совместимости компонентов, а при (230÷240)°С приводит к полному термическому разрушению резины, потере ею эластичных свойств;

- для модификации битума используется резиновая крошка, полученная традиционным методом измельчения с размером частиц (0,8÷1,5) мм и более;

- добавляют резиновую крошку в модифицируемый битум в количестве не менее 8% (по массе), причем увеличение содержания крошки приводит к повышению вязкости модифицированного битума, кроме того крошка, попадая в битум при 170°С, начинает разбухать, что также приводит к увеличению вязкости до (2.200÷2.500) мПа и необходимости увеличить время модификации битума до (2÷2.5) часов.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении необходимого разнообразия существующих резинобитумных композициий и способов их получения, что облегчает выбор наиболее подходящей из них для решения той или иной конкретной задачи, в частности подбора оптимального состава резинобитумной композиции для использования в интервале требуемых рабочих температур.

Предлагаемая резинобитумная композиция характеризуется тем, что включает битум и механоактивированную резиновую крошку в количестве не менее 8 мас.% с характерным размером 0,5 мм, а также тем, что в процессе приготовления композициия подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности (0,5÷1,5) Вт/см3, повышающего текучесть битума, (что позволяет увеличить количество введенной в композицию резиновой крошки до 50 мас.%, превращая ее в битумно-резиновую мастику), снизить температуру его модификации со (160÷170)°С до (120÷130)°С и длительность процесса со (120÷180) мин до (20÷30) минут.

Изобретение поясняется примерами, которые не носят ограничивающего характера.

Пример 1

Резиновую крошку с характерными размерами 0,8-1,2 мм, полученную измельчением на стандартной мельнице (RP-250), добавляют при постоянном перемешивании в предварительно нагретый до 170±5°С битум в количестве 10% по массе и подвергают перемешиванию до тех пор, пока вязкость композиции не перестанет меняться, что свидетельствует о завершении процесса модификации битума резиновой крошкой. В вышеуказанных условиях время, необходимое для завершения процесса модификации, составило 135 минут.

Пример 2

Механоактивированную резиновую крошку с характерным размером 0,5 мм, полученную при размоле вулканизованной резины в мельнице с прямоточным сдвиговым воздействием, добавляют при постоянном перемешивании в предварительно нагретый до 125±5°С битум в количестве 10% по массе и подвергают перемешиванию, совмещенному с воздействием ультразвуком с плотностью мощности 1,0 Вт/см3, до тех пор, пока вязкость композиции не перестанет меняться, что свидетельствует о завершении процесса модификации битума резиновой крошкой. В вышеуказанных условиях время, необходимое для завершения процесса модификации, составило 18 минут.

Из приведенных примеров следует, что ультразвуковое воздействие в процессе модификации битума позволяет в 5-6 раз сократить длительность процесса, существенно уменьшить расход энергии на нагревание битума и длительное поддержание его в состоянии, нагретом до высоких температур, а также увеличить длительность эксплуатации битума, т.к. чем ниже температура модификации битума, тем полнее сохраняются летучие компоненты битума, предотвращающие растрескивание его композиций.

Предлагаемая резинобитумная композиция характеризуется тем, что включает битум и механоактивированную резиновую крошку с характерным размером 0,5 мм, а также тем, что в процессе приготовления композиция подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности (0,5÷1,5) Вт/см3, увеличивающего текучесть битума, что позволяет увеличить количество введенной в композицию резиновой крошки до 50%, превращая в резино-битумную мастику, снизить температуру его модификации со (160÷170)°С до (120÷130)°С и длительность процесса со (120÷180) мин до (20÷30) минут, а также увеличить длительность эксплуатации битума за счет сохранности летучих компонентов битума, предотвращающих растрескивание его композиций.

Проведенные нами дополнительные исследования по варьированию различных физических параметров процесса (температура, плотность мощности ультразвука, соотношение битум-резиновая крошка, ее характерный размер), при поиске оптимальных режимов модифицирования битума резиновой крошкой показали, что при изменении каждого из указанных параметров как в сторону увеличения, так и уменьшения (при постоянстве остальных параметров) снижалась эффективность модифицирования. Исследования показали, что параметры заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, оптимальны и изобретение может быть осуществлено с помощью описанных в заявке средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

В результате проведенного анализа уровня техники получения резинобитумной композиции, источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку применение ультразвука позволяет снизить температуру модификации битума резиновой крошкой, предотвратить термическое разрушение резины и битума, снизить эффективную вязкость резинобитумной композиции и сократить длительность процесса и потребление энергии на гомогенизацию композиции. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Резинобитумная композиция для строительства, характеризующаяся тем, что включает битум и не менее 8 мас.% механоактивированной резиновой крошки с характерным размером 0,5 мм и в процессе модификации при температуре 120-130°С в течение 20-30 мин подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности 0,5-1,5 Вт/см3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам мастик на основе битума, которые могут быть использованы в строительстве, например, для герметизации швов. Мастика содержит битум, кислоту ортофосфорную и полиизобутилен в виде вязкой клейкой жидкости с молекулярной массой ниже 50000 или измельченный на частицы до 1-2 мм каучукоподобный полиизобутилен с молекулярной массой 100000-200000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум - 51,5-56,7, кислота ортофосфорная - 0,3-0,5, полиизобутилен - 43,0-48,0.

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 способу получения полимер-битумного вяжущего для строительной отрасли, которое может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и щебеночно-мастичных смесей, а также при устройстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов.

Изобретение относится к области приготовления дорожных битумов путем окисления, может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к профилактическим смазкам, предназначенным для защиты металлической поверхности горно-транспортного оборудования от примерзания влажных сыпучих пород.

Изобретение относится к области аналитической химии, нефтехимии, химии лаков и красок и предназначено для выделения вяжущего компонента из растворов битумных композиций, битумных эмульсий, битумных лаков, а также любых других смесей, содержащих в качестве вяжущего битумную составляющую и дальнейшего его анализа или использования.

Изобретение относится к способу получения сшитой битум-полимерной композиции (PmB) со сниженным выбросом H2S, а также к производственной единице для осуществления такого процесса.

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, в частности к получению полимерного модификатора и битумно-полимерного вяжущего на его основе, применяемых в дорожном и гражданском строительстве для устройства дорожных асфальтобетонных покрытий, герметизации швов автодорожного полотна, устройства кровли и гидроизоляции строительных конструкций.

Изобретение относится к технологии защиты, сохранения и частичного восстановления асфальто-бетонных покрытий и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа, а также для ремонта и сохранения бетонных поверхностей различных конструкций.

Изобретение относится к эластомерной композиции в виде гранул с хорошей сыпучестью для производства, хранения и применения. Сырая эластомерная композиция в гранулированной форме с сыпучестью содержит сырой эластомер с молекулярной массой от 50000 дo 400000 Да и 1-15 мас.% от общей массы антиадгезива, содержащего неорганические наполнители.
Изобретение относится к способам изготовления резиновой плитки, резиновой брусчатки, используемых для сооружения дорожек, тротуаров, покрытий на детских, спортивных и других площадках.

Изобретение относится к способу регенерации вулканизатов на основе сшитого серой каучука с получением регенерированных продуктов. Способ регенерации включает применение регенерирующего вещества, выбранного из группы, состоящей из дитиофосфорил-полисульфидов и силанов, содержащих полисульфановую группу.

Изобретение относится к области получения и использования регенерированной резины из вулканизированной резиновой крошки, такой как резина из отходов. Способ регенерации включает стадии увеличения скорости вала ротора для повышения температуры смеси, состоящей из вулканизированной резиновой крошки и смазочного материала до достижения температуры девулканизации; понижения температуры смеси до более низкой температуры в течение второго периода времени.
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 эластомерной композиции невысыхающего типа и может быть использовано в отраслях промышленности для герметизации, гидроизоляции и антикоррозионной защиты металлических конструкций и сварных швов.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления массивных резинотехнических изделий. .
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ.

Изобретение относится к переработке нефтесодержащих отходов (нефтешламов или мазута) и может быть использовано для их утилизации с целью получения водоэмульсионного (гидратированного) топлива.

Изобретение относится к получению битумно-резиновых композиций, используемых в дорожном строительстве в качестве вяжущих для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных и гидроизоляционных работ. Композиция включает битум и не менее 8 мас. механоактивированной резиновой крошки с характерным размером 0,5 мм. При этом в процессе модификации при температуре 120-130°С в течение 20-30 мин композиция подвергается действию низкочастотного ультразвука с плотностью мощности 0,5-1,5 Втсм3. Техническим результатом является увеличение количества введенной в композицию резиновой крошки, снижение температуры модификации битума и сокращение длительности процесса, ускорение пропитки резиновой крошки и получение модифицированного битума в виде высокогомогенизированного продукта. 2 пр.

Наверх