Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси

Изобретение относится к области производства и применения стабилизирующих добавок для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для дорожных покрытий. Стабилизирующая добавка в виде гранул включает, мас.%: 85-90 целлюлозное волокно и 10-15 продукт взаимодействия высших карбоновых кислот с полиэтиленполиамином и органическим растворителем, причем реагенты для получения продукта взаимодействия берут при следующем соотношении компонентов, мас.%: высшие карбоновые кислоты 30-60, полиэтиленполиамин 5-15, органический растворитель 35-60. Технический результат - разработка стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, позволяющей эффективно стабилизировать щебеночно-мастичную асфальтобетонную смесь, улучшить эксплуатационные свойства вяжущего за счет образования внутреннего коагуляционного каркаса в битуме, увеличить адгезию битума к поверхности минерального материала и качественно повысить физико-механические характеристики щебеночно-мастичного асфальтобетона. 4 табл.

 

Изобретение относится к области производства и применения стабилизирующих добавок для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для дорожных покрытий.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, включающая природный волокнистый структурообразователь и битум, где в качестве структурообразователя берут средневолокнистую гумусобитумную фракцию из сухого измельченного торфа с добавлением адгезионной присадки (см. Патент РФ №2479524, МКИ С04В 26/26, С08L 95/00, опубл. 2013 г.).

Однако торф, используемый для приготовления добавки, представляет собой малоэффективное для качественной стабилизации асфальтобетонной смеси волокно, а адгезионная присадка может снизить термостабильность самой добавки. Нестабильность свойств целлюлозного волокна может привести к сегрегации ЩМАС и появлению битумных пятен.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси и способ ее получения, включающая битум, предварительно обработанную льняную солому и реагент Неозон Д (см. Патент РФ №2312116, МКИ C08L 95/00, С04В 26/25, опубл. 2007 г.)

Известная добавка обладает недостаточно стабильными свойствами ввиду отсутствия промышленного освоения волокон из данного вида сырья. Также применение в качестве связующего компонента битума реагента Неозон Д может отрицательно повлиять на свойства битума.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, включающая в масс. %: 80-85 целлюлозное волокно, 10-15 кубовый остаток масложирового производства, 0,4-0,8 гидроксид натрия и вода-остальное (см. Патент РФ №2458950, МКИ С08L 95/00, опубл. 2012 г.).

Данная стабилизирующая добавка будет гигроскопична и легко разрушаться под воздействием атмосферной влаги. Также недостатком является сложный процесс

получения данной добавки с большим водооборотом и металлоемким производством. Предложенная нами добавка гидрофобна к влаге, а гидрофобизирующий агент на целлюлозном волокне будет выступать в качестве модификатора битума. Используемое нами целлюлозное волокно обладает развитой поверхностью и большой сорбционной емкостью, что позволяет эффективно стабилизировать смесь от сегрегации.

Задачей изобретения является разработка стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, позволяющей эффективно стабилизировать щебеночно-мастичную асфальтобетонную смесь, улучшить эксплуатационные свойства вяжущего за счет образования внутреннего коагуляционного каркаса в битуме, увеличить адгезию битума к поверхности минерального материала и качественно повысить физико-механические характеристики щебеночно-мастичного асфальтобетона.

Поставленная задача решается путем создания стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающей целлюлозное волокно и продукт взаимодействия высших карбоновых кислот с полиэтиленполиамином и органическим растворителем, при следующем соотношении компонентов, масс. %: целлюлозное волокно 85-90, указанный продукт взаимодействия 10-15, причем реагенты для получения продукта взаимодействия берут при следующем соотношении компонентов, масс. %: высшие карбоновые кислоты 30-60, полиэтиленполиамин 5-15, органический растворитель 35-60.

Для получения стабилизирующей добавки в качестве целлюлозного волокна берут, например, целлюлозу сульфатную небеленую хвойную по СТО 05711131-015-2009 или по ТУ 5411-098-00279410-2007, целлюлозу беленую хвойную по ГОСТ 9571-89, полуцеллюлозное волокно по ТУ 5411-356-05765670-2009, целлюлозу беленую лиственную по ГОСТ 28172-89, целлюлозно-бумажные отходы по ГОСТ 10700-97.

В качестве высших карбоновых кислот берут, например, олеиновую кислоту марки Б14 и ОМ по ГОСТ 7580, олеиновую кислоту техническую по ТУ 020-700-7-91, жировую композицию по ТУ 9147-137-00336562-2008, флотогудрон по ТУ 9147-146-00336562-2008.

Для получения продукта взаимодействия используют низкомолекулярные полиэтиленполиамины (ПЭПА), например тетраэтиленпентамин (ТЭПА), пентаэтиленгексамин (ПЭГА), гексаэтиленгептамин (ГЭГА), диэтилентриамин

(ДЭТА) или их смесь - ПЭПА марки А по ТУ 2413-357-00208-447-99, ПЭПА марки Б по ТУ 6-02-594-85, ПЭПА по ТУ 2413-214-00203312-2002.

В качестве органического растворителя берут, например, толуол нефтяной по ГОСТ 14710-78, толуол по ГОСТ 5789-78, толуол каменноугольный по ГОСТ 9880-76, сольвент нефтяной Нефрас - А 130-150 по ГОСТ 10214-78, Нефрас - С4 150-200 по ТУ 38.1011026-85, Нефрас - С4 155-200 по ГОСТ 3134-78, этилбензольную фракцию (ЭБФ) по ТУ 6-01-10-37-78, ксилол нефтяной по ГОСТ 9410-78.

Для получения продукта взаимодействия в лабораторных условиях расчетное количество полиэтиленполиамина смешивают с расчетным количеством высших карбоновых кислот и расчетным количеством органического растворителя. Температуру реакции повышают до 200-220°С с одновременным удалением реакционной воды.

Стабилизирующую добавку готовят обработкой разволокненной целлюлозы с предварительно полученным продуктом взаимодействия с последующим гранулированием добавки с помощью механического пресс-гранулятора с периодическим дозированием добавки в питательную шнековую зону аппарата через штуцер с водяным паром и последующим гранулированием.

Приводим конкретные примеры приготовления продукта взаимодействия. Для приготовления продукта взаимодействия исходные реагенты берут при следующем соотношении компонентов, масс. %: 30-60 высших карбоновых кислот, 5-15 ПЭПА и 35-60 органического растворителя.

В реакционную двухгорлую колбу, емкостью 0.5 л, снабженную насадкой Дина-Старка, обратным холодильником, термометром, помещают 10,0 г ПЭПА, добавляют 45,0 г флотогудрона, 45,0 г толуола. Затем реакционную смесь доводят до кипения и кипятят до полного прекращения азеотропного выделения образовавшейся реакционной воды. Время реакции 6 часов. Затем температуру постепенно повышают до 200-220°С и синтез ведут в течение 2 часов. При этом из реакционной смеси удаляют реакционную воду. Продукт взаимодействия представляет собой вязкую массу коричневого цвета (см. табл. 1, пример 1).

Примеры 2-5 готовят аналогичным способом, изменяя виды реагентов и их количества.

Качество заявляемой стабилизирующей добавки оценивают на ЩМА - 15. Стабилизирующую добавку в ЩМА вводят в количестве 0,3-0,5 масс. % сверх 100% смеси минеральных компонентов с помощью линии пневмотранспорта в смеситель для приготовления ЩМА в гранулированном виде. В процессе сухого перемешивания с минеральным компонентом стабилизирующая добавка равномерно распределяется в смеси, после чего в смесь подают битум. Адсорбированный на поверхности целлюлозного волокна продукт взаимодействия активирует минеральный компонент, который при контакте с битумом увеличивает адгезию и качество дорожного покрытия.

В таблице 2 приведены содержание компонентов и физико-химические характеристики стабилизирующей добавки.

В таблице 3 приведен расход материалов для приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси ЩМА-15.

В таблице 4 приведены физико-механические характеристики ЩМА-15, приготовленных с заявляемой стабилизирующей добавкой (СД), состав которой приведен в примере 1 таблица 2 в количестве 0,3, 0,4 и 0,5 масс. % и добавкой по прототипу.

Исходя из полученных результатов исследований щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь в композиции с разработанной нами стабилизирующей добавкой с концентрацией от 0,3% до 0,5% удовлетворяет требованиям ГОСТ 31015-2002. Из анализа таблицы видно, улучшение показателя водонасыщения до 30% по сравнению с прототипом, которое возникает вследствие увеличения сцепления вяжущего с поверхностью каменного материала из-за наличия в составе стабилизирующей добавки продукта взаимодействия, проявляющего свойства поверхностно-активного вещества. Проникновение воды внутрь дорожного покрытия - одна из главных причин его разрушения, поскольку увлажненное покрытие неизменно приводит к потере прочности. Так как продукт взаимодействия в составе комплексной добавки помимо того, что модифицирует битум, является и адгезионной добавкой, что позволяет легче смачивать поверхность минерального материала и увеличивать сцепление битума с поверхностью щебня. Прочная адгезия зерен щебня препятствует проникновению воды в граничную область фаз, что, несомненно, увеличит долговечность покрытия. Сцепление также зависит от когезионной прочности битумных пленок и их адгезии к поверхности минерального материала. Вследствие этого и возрастает показатель водонасыщения и длительной водостойкости.

Показатель трещиностойкости зависит от способности ЩМА работать в пределе области обратимых деформаций, в процессе эксплуатации также зависит от многих факторов: водной среды, циклов замораживания - оттаивания, старение асфальтобетона которые ведут к изменению физико-механических свойств асфальтобетона. Для добавок СД-1, СД-2, СД-3 этот показатель, как и коэффициент внутреннего трения схож с показателем ЩМА с добавкой прототипа.

Предел прочности при температуре 20°С и 50°С отражает условие работы асфальтобетона в покрытии в теплый период года, и характеризует препятствие к образованию пластических деформаций. Увеличение данного показателя для температуры 20° почти в 2 раза и 50°С до 87% свидетельствует об увеличение теплостойкости покрытия, повышенной прочности композиционного материала ЩМА с добавками СД-1, СД-2, СД-3 и увеличение интервала температурной пластичности, который позволит эксплуатировать покрытие в широком диапазоне температур.

Сдвигоустойчивость ЩМА характеризует степень взаимодействия минеральных материалов с битумом. Сцепление при сдвиге при температуре 50°С у образцов ЩМА с добавкой СД-1, СД-2, СД-3 выше на 21% и 28% соответственно, чем у ЩМА с добавкой прототипа. В результате увеличения коэффициента внутреннего трения и сцепления при сдвиге повышается сдвигоустойчивость покрытия во время эксплуатации в период высоких температур окружающей среды. Это во многом возникает из-за увеличения давления в порах асфальтобетона, в результате чего снижается сдвигоустойчивость и появление в ходе чередования морозов и оттепелей трещин.

Из таблицы 4 можно сделать вывод, что заявляемая нами добавка удовлетворяет требованиям ГОСТ 31015-2002 по показателю стекания вяжущего. Добавки СД-1, СД-2, СД-3, состоящие из 85 - 90% целлюлозного волокна и 10-15% связующего компонента, показывают лучший результат - на 60% ниже прототипа, так как на стекание вяжущего влияет в основном природа целлюлозного волокна.

Таким образом, предлагаемая нами стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси по показателям в соответствии с ГОСТ 31015-2002 превосходит известную добавку и расширяет арсенал средств в области стабилизаторов ЩМА.

Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающая целлюлозное волокно и продукт на основе отхода масложирового производства, отличающаяся тем, что в качестве продукта на основе отхода масложирового производства добавка содержит продукт взаимодействия высших карбоновых кислот с полиэтиленполиамином и органическим растворителем при следующем соотношении компонентов, мас.%:

целлюлозное волокно 85-90

указанный продукт взаимодействия 10-15,

при этом реагенты для получения продукта взаимодействия берут при следующем соотношении компонентов, мас.%:

высшие карбоновые кислоты 30-60

полиэтиленполиамин 5-15

органический растворитель 35-60



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению полимерных композиций, содержащих полиэтилен и биоразлагаемый наполнитель, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов, с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками.

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов в виде матов, а именно сырьевой смеси, предназначенных для строительства, в частности для многослойных стеновых вертикальных и горизонтальных панелей, и для теплоизоляции различных сооружений.

Изобретение относится к области получения и применения композиций гидрофобизирующих агентов и стабилизаторов в продуктах на основе композиционных лигноцеллюлозных материалов.
Настоящее изобретение относится к составу для изготовления адгезива, композиции для изготовления адгезива и способу ее получения, а также к лигноцеллюлозному материалу, полученному с использованием указанных состава или композиции.
Настоящее изобретение относится к композиции для изготовления клея для древесины. Композиция получена одновременным смешиванием по меньшей мере одного изоцианата, по меньшей мере одного простого полиэфира и по меньшей мере одной аминной смолы.

Изобретение относится к производству плитных материалов типа древесноволокнистых плит из древесного сырья без использования связующих веществ и может быть использовано для изготовления изделий в строительной и мебельной отраслях.

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно к способу приготовления асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, содержащей битум в количестве 3-9 мас.%, гидролизный лигнин фракции от 0 до 2,5 мм влажностью 10-50% в количестве 3-10 мас.% и минеральный материал, включающий щебень в количестве 30-70 мас.% и песок из отсевов дробления - остальное, включает одновременную подачу гидролизного лигнина и разогретого до 130-150°С битумного вяжущего в смеситель с разогретым до 130-150°С минеральным материалом.

Изобретение относится к деревоперерабатывающей промышленности, а именно к технологии получения древесноволокнистых материалов для производства плит. Древесноволокнистый материал для плит содержит древесное волокно и связующее.

Группа изобретений относится к применению модифицированных наночастиц оксида кремния в древесно-стружечных плитах, к древесно-стружечной плите и к способу ее изготовления.

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе и может быть использовано для получения строительных, конструкционных и отделочных материалов, а также для изготовления мебели, товаров бытового и промышленного назначения.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия содержит, мас.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия содержит, мас.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения дорожного битума марки БНДУ 60. Способ получения дорожного битума БНДУ 60 включает окисление утяжеленного гудрона.

Изобретение относится к способу получения битумно-полимерного вяжущего, которое может быть использовано при получении асфальтобетонов, гидроизоляционных покрытий, мастик и рулонных кровельных материалов для строительных работ.

Изобретение относится к области получения смесей для дорожного строительства и может быть использовано для получения органоминерального порошка для изготовления асфальтобетонных покрытий дорог.

Изобретение относится к области производства модифицированных битумов, в том числе полимерно-битумных вяжущих (ПБВ). Устройство для производства модифицированного битумного вяжущего содержит емкость со змеевиками масляного обогрева, термоизоляцией, облицовкой гальванизированными металлическими листами, люком, узлом подачи модифицирующих компонентов и смесителем с электроприводом в виде лопастного устройства в цилиндрическом внешнем корпусе с забором смеси битума и модификатора из верхних слоев и подачей в низ емкости, обогреваемые термомаслом входные и выходные циркуляционные трубы с шаровыми кранами, битумный фильтр, электронасос с инвертером и пассивный гидродинамический диспергатор, а также узел промывки диспергатора в составе емкости для промывочного масла и масляного насоса, связанных трубами с входом и выходом диспергатора через трехходовые краны с обеспечением промывки диспергатора потоком масла в направлении, противоположном направлению потока через диспергатор в цикле модификации битума.

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция содержит битум, первую добавку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, линейную или разветвленную, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую добавку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь.
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.

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 химической технологии целлюлозно-бумажного производства и касается сухих целлюлозных волокон и способа их получения. Сухие целлюлозные волокна содержат по меньшей мере 50 мас.

Изобретение относится к области производства и применения стабилизирующих добавок для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для дорожных покрытий. Стабилизирующая добавка в виде гранул включает, мас.: 85-90 целлюлозное волокно и 10-15 продукт взаимодействия высших карбоновых кислот с полиэтиленполиамином и органическим растворителем, причем реагенты для получения продукта взаимодействия берут при следующем соотношении компонентов, мас.: высшие карбоновые кислоты 30-60, полиэтиленполиамин 5-15, органический растворитель 35-60. Технический результат - разработка стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, позволяющей эффективно стабилизировать щебеночно-мастичную асфальтобетонную смесь, улучшить эксплуатационные свойства вяжущего за счет образования внутреннего коагуляционного каркаса в битуме, увеличить адгезию битума к поверхности минерального материала и качественно повысить физико-механические характеристики щебеночно-мастичного асфальтобетона. 4 табл.

Наверх