Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей и способ его получения

Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано в дорожном строительстве для обустройства качественных покрытий автомобильных дорог. В способе получения активированного минерального порошка для асфальтобетонной смеси путем совместного измельчения минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора с одновременным перемешиванием, до равномерного распределения гидрофобизатора по поверхности минерального компонента, предварительно готовят гидрофобизатор путем добавления Агидол-1 в смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов при температуре 70-80°C при постоянном перемешивании из расчета 0,01% от массы жирных кислот, используют центробежно-ударный способ сухого измельчения с получением угловатых зерен с высокой шероховатостью поверхности и осуществляют динамическую классификацию готового продукта с получением требуемого модуля крупности зерна при следующем соотношении компонентов, мас. %: гидрофобизатор - 0,5-0,7, минеральный компонент - остальное. Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, содержащий однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и включающего смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов с кислотным числом не менее 180 мг КОН/г и антиокислитель жирных кислот «Агидол-1 технический» из расчета 0,01% от массы жирных кислот, полученный указанным выше способом. Технический результат - снижение битумоемкости, повышение прочности и снижение окислительных процессов. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.

 

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к составу активированного минерального порошка, и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонной смеси.

Минеральный порошок является одной из необходимых составляющих асфальтобетона. Минеральный порошок в асфальтобетоне заполняет пустоты песчано-щебеночного каркаса, повышает плотность минерального остова, а также превращает нефтяной битум в прочное асфальтовое вяжущее вещество. Минеральный порошок добавляет асфальтобетону необходимую эластичность, повышая его прочность и износостойкость, увеличивает способность к различным деформациям (упругим и пластическим), что служит существенному улучшению качества дорожного покрытия, продлевает срок его службы и дает значительную экономию при эксплуатации.

Минеральный порошок представляет собой продукт тонкого помола (70% частиц - меньше 71 мкм) известняков, доломитов и некоторых других материалов. Требования к качеству минеральных порошков для асфальтобетона регламентируются ГОСТом Р 52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей».

Одним из способов улучшения свойств минеральных порошка является его физико-химическая активация, путем обработки порошка небольшим количеством активирующей смеси.

Известен активированный минеральный порошок (патенты RU 2112759, С04В 26/26, 1998; 2160238, С04В 26/26, 2000), содержащий минеральный порошок и активирующую смесь из анионных поверхностно-активных веществ (АПВА) и битума, причем в качестве АПВА используются жировой гудрон, синтетические жирные кислоты, их кубовый остаток, госсиполовая смола. Активирующая смесь дополнительно может содержать кубовый остаток дистилляции капролакта, а вместо битума использоваться битумно-каучуковое вяжущее.

Приготовление активированного минерального порошка проводили следующим образом: щебень сушили в сушильном барабане и подавали в смеситель, куда одновременно подавали битум и активирующую смесь. Далее активированный щебень подавали в накопительный бункер, где он остывал, и направляли в шаровую мельницу, где его измельчали в порошок, готовый к употреблению при изготовлении асфальтобетона.

Недостатками порошков являются значительные затраты при их приготовлении и подверженность процессам окислительного старения, что сказывается на снижении его долговечности при эксплуатации, и избыточное водонасыщение минерального порошка в составе асфальтобетона при длительной эксплуатации.

Известен состав активированного минерального порошка для асфальтобетонной смеси (патент RU 2515277, С04В 26/26. 2012), содержащий в качестве минерального компонента измельченную карбоновую породу, в качестве ПВА продукт переработки соапстока кислотно-катализируемым гидролизом с кислотным числом от 100 до 140 единиц (0,7-1,8%) и тяжелый вакуумный гудрон в качестве гидрофобизатора. Данный порошок готовят по обычной технологии. Одним из недостатков данного порошка является необходимость использования стабилизирующих добавок при производстве асфальтобетона.

Известен активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей (патент RU 2570158, C04в 26/26.2014), содержащий порошок из известняковой породы и активирующая смесь (ПАВ и каучуковое вяжущее). В качестве ПАВ используют соапсток производства растительных масел (0,5-1,0%) и в качестве каучукового вяжущего - кубовый остаток перегонки бутадиена при производстве синтетического каучука. Известняковую породу (щебень) измельчают в шаровой двухкамерной мельнице. Полученный минеральный порошок соответствует ГОСТ З 52129-2003. В него путем смешивания вводят активирующую смесь. Применение в составе активирующей смеси соапстока производства растительных масел позволяет заменить применяемые дорогостоящие реагенты активаторы (олеиновая кислота) на отходы производства и обеспечить новые технологические эффекты (показатели по прочности асфальтобетона и увеличение гидрофобности поверхности измельченного минерального порошка). Однако в тонкой пленке активатора возникают окислительные процессы, что сказывается на снижении его долговечности при эксплуатации.

Известен состав активированного армированного минерального порошка и способ его получения (патент RU 2568620, С04В 26/26,2014). Данный порошок содержит однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы, преимущественно кубовидной формы, армирующей добавки и гидрофобизатора (0,1-5,0%) в виде жирной кислоты с температурой плавления не более 85°С, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и армирующей добавки.

Способ получения данного порошка, характеризуется тем, что карбонатную породу (щебень), гидрофобизатор (жидкий или порошкообразный) и армирующую добавку совместно измельчают в центробежной мельнице при температуре 60-90°С и одновременно перемешивают до равномерного распределения по поверхности минерального компонента гидрофобизатора.

Использование порошкообразных или жидких жирных кислот (0,1-5,) мас. %) придает порошку полную гидрофобность и он не слеживается при длительном хранении, а при использовании порошка при изготовлении асфальтобетона приводит к снижению расхода битума. Использование жирных кислот приводит к подверженности процессам окислительного старения, что сказывается на снижении его долговечности при эксплуатации.

С одной стороны задача изобретения улучшить эксплуатационный характеристики и физико-механические свойства асфальтобетона, полученного с применением активированного минерального порошка. С другой стороны, удорожание произведенного асфальтобетона из-за добавления активаторов должно быть меньше удешевления за счет экономии самого дорогостоящего компонента - битума.

Технический результат: снижение битумоемкости асфальтобетонной смеси, увеличение предела прочности и снижение окислительных процессы в тонкой пленке активатора.

Технический результат достигается тем, что в способе получения активированного минерального порошок для асфальтобетонной смеси путем совместного измельчения минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора с одновременным перемешиванием, до равномерного распределения гидрофобизатора по поверхности минерального компонента, согласно изобретению, предварительно готовят гидрофобизатор путем добавления Агидол-1 в смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов при температуре 70-80°C при постоянном перемешивании из расчета 0,01% от массы жирных кислот, используют центробежно-ударный способ сухого измельчения с получением угловатых зерен с высокой шероховатостью поверхности, и осуществляют динамическую классификацию готового продукта с получением требуемого модуля крупности зерна при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гидрофобизатор - 0,5-0,7
минеральный компонент - остальное

Заявленный активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, содержащий однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и включающего смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов с кислотным числом не менее 180 мг КОН/г и антиокислитель жирных кислот «Агидол-1 технический» из расчета 0,01% от массы жирных кислот, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гидрофобизатор 0,5-0,7
минеральный компонент остальное,

характеризуется тем, что он получен способом по п. 1.

На фиг. приведены показатели влияния технологии измельчения минерального порошка на свойства асфальтобетонной смеси (тип Б, марка I); на фиг. показано влияние гидрофобизации минерального порошка на свойства асфальтобетона.

Активированный минеральный порошок производится с применением перспективной технологии разлома частиц карбонатных пород методом раскола об отбойные плиты центробежной мельницы с одновременным нанесением на свежеразломанные частицы минерального порошка в момент их наибольшей химической активности (максимальной способности к адгезии со сторонним веществом) эффективных активирующих веществ, смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов с кислотным числом не менее 180 мг КОН/г и антиокислителя жирных кислот «Агидол-1 технический», способствующих в дальнейшем существенному улучшению физико-технологических показателей производимых с применением активированного таким образом минерального порошка асфальтобетонных смесей. Основу данной жиро-кислотной смеси составляют пальметиновая, линолевая, олеиновая и стеариновая кислоты (массовая доля кислот в безводном продукте 98,43%, кислотное число 190 мг КОН/г), производства ОАО «Евдаковский масложировой комбинат».

Используется присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный-бутилфенол с температурой плавления не ниже 70,1°C (Агидол-1 технический) производства ОАО «Стерлитамакский Нефтехимический завод». Агидол-1 добавляется в жирные кислоты при температуре 70-80°C при постоянном перемешивании из расчета 0,01% от массы жирных кислот.

Активирующая добавка (гидрофобизатор) обволакивает каждую частицу минерального порошка тонкой пленкой, порядка 15 нанометров. Между активирующей добавкой и свежеобразованной минеральной поверхностью возникают прочные связи. В результате минеральная гидрофильная поверхность превращается в гидрофобную, а адгезия ее к битуму улучшается.

Центробежно-ударный способ сухого измельчения и динамический способ классификации готового продукта обеспечивают:

- размол сырья по естественным природным микротрещинам при 100% отсутствии зерен лощадной формы в готовой продукции;

- получение частиц одинаковой формы с высокой степенью дефектности (шероховатость и угловатость зерен);

- получение требуемого модуля крупности зерна за счет системы динамической классификации готового продукта;

Угловатые зерна с высокой шероховатостью поверхности находятся во взаимном зацеплении и прочнее связываются с битумом, что способствует повышению физико-механических характеристик асфальтобетона (Фиг. 1, табл. №1).

У большей части производителей гидрофобные свойства мирерального порошка исчезают уже через несколько недель. Причиной этого является естественный процесс окисления поверхности минерального порошка кислородом воздуха, что приводит к образованию новых классов органических соединений, таких как: кетоны, альдегиды, эпоксиды, гликоли. Наличие данных соединений приводит к потере гидрофобных свойств минерального порошка. Решает данную проблему введение в активирующую добавку антиоксиданта Агидол. Применение данной технологии позволяет сохранить у активированного минерального порошка гидрофобный эффект в течение 12 месяцев, с момента его производства.

Лабораторные испытания проводились на 4-х видах минерального порошка, произведенного на оборудовании ООО «ВЗМП»:

- неактивированного минерального порошка,

- активированного минерального порошка с содержанием 0,5% активирующей добавки, состоящей из жирных кислот с к.ч. - 185 г КОН и «Агидола-1»;

- активированного минерального порошка с содержанием 0,6% активирующей добавки, жирных кислот с к.ч. - 185 г КОН и «Агидола-1»;

- активированного минерального порошка с содержанием 0,7%

- активирующей добавки, жирных кислот с к.ч.- 185 г КОН и «Агидола-1».

Все виды порошка были изготовлены из отсева известнякового сырья Голиковского карьера.

Сравнительная характеристика указанных выше видов минерального порошка в составе песчаного асфальтбетона (тип Г марка П), приведена в таблице №2 (фиг. 2).

Как следует из таблицы 2, активация минерального порошка:

- Снижает битумоемкость асфальтобетонной смеси, что снижает себестоимость продукции;

- Снижает набухание, что улучшает эксплуатационные характеристики асфальтобетона;

- увеличивает предел прочности, что увеличивает срок эксплуатации дорожного полотна

Пример получения активированного минерального порошка.

Исходный материал погрузчиком загружается в приемный бункер с колосниковой решеткой. Из бункеров известняк поступает на конвейер, посредством которого транспортируется на грохот. После грохота материал поступает на конвейер, оборудованный магнитным сепаратором и весами и далее - в сушильный барабан. В барабане производится сушка материала до влажности не менее 0,4%. После прохождения сушильного барабана материал выгружается в шнек. Теплоноситель, проходя через барабан, уносит мелкие частицы (менее 160 мкм). Для очистки пылевоздушной смеси после барабана предусмотрен циклон-осадитель. Пыль после циклона поступает в шнек. Очищенный воздух после циклона выбрасывается в атмосферу, коэффициент очистки 99,8%. Материал после объединяющего пыль циклона и материал барабана шнека поступает на транспортирующий шнек. Далее материал направляется в элеватор и распределительный бункер с двумя отделениями. Из каждого отделения бункера ленточным питателем материал дозируется в измельчительный комплекс и туда же подается активирующая добавка (жирные кислоты смешенные с агидолом при температуре 65 градусов из расчета 0,01% агидола от массы жирных кислот). Тонкость помола готового продукта оперативно регулируется классификатором, углом наклона лопаток классификатора и скоростью движения воздушного потока. Материал после мельницы осаждается в циклонах. Воздух после циклонов проходит дополнительную степень очистки в рукавном фильтре. Пыль, осевшая в рукавном фильтре, транспортируется шнеком к материалу, осевшему в циклонах и направляется в силоса готовой продукции. Система аэрации бункеров продувки рукавных фильтров и пневмотранспорта готового продукта на склад обеспечивается централизованной компрессорной станцией. Готовый продукт (минеральный порошок) выгружается из бункера, находящегося под циклонами, в пневмокамерный насос, и далее по трубопроводу транспортируется в силосный склад готовой продукции емкостью 1200 тонн. Склад готовой продукции в мешках МКР предусматривает размещение 10000 тонн.

Производственная линия характеризуется чрезвычайно высокой степенью автоматизации. Работой измельчительного комплекса управляет центральный процессор, оператор лишь задает машине исходные параметры, а вмешивается в технологический процесс только в случае необходимости. Компьютеры и созданное специальное программное обеспечение контролируют толщину нанооболочки, модуль крупности, влажность конечного продукта, причем с возможностью адаптации по входному сырью. Это означает, что независимо от характеристик измельчаемой породы, управляющий процессор автоматически изменяет параметры технологического процесса для обеспечения ГОСТовских или заданных Заказчиком параметров.

1. Способ получения активированного минерального порошка для асфальтобетонной смеси путем совместного измельчения минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора с одновременным перемешиванием, до равномерного распределения гидрофобизатора по поверхности минерального компонента, отличающийся тем, что предварительно готовят гидрофобизатор путем добавления Агидол-1 в смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов при температуре 70-80°C при постоянном перемешивании из расчета 0,01% от массы жирных кислот, используют центробежно-ударный способ сухого измельчения с получением угловатых зерен с высокой шероховатостью поверхности и осуществляют динамическую классификацию готового продукта с получением требуемого модуля крупности зерна при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гидрофобизатор 0,5-0,7
минеральный компонент остальное

2. Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, содержащий однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и включающего смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов с кислотным числом не менее 180 мг КОН/г и антиокислитель жирных кислот «Агидол-1 технический» из расчета 0,01% от массы жирных кислот, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

гидрофобизатор 0,5-0,7
минеральный компонент остальное,

характеризующийся тем, что он получен способом по п. 1.



 

Похожие патенты:

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 минеральных материалов, используемых в строительной индустрии, в частности создании дорожных покрытий, и может быть использовано при подготовке к использованию одного из компонентов асфальтобетонных смесей, а именно минерального порошка.

Изобретение относится к получению композиционных резинобитумных вяжущих. Композиционные резинобитумные вяжущие могут быть использованы в дорожном строительстве для получения асфальтобетонных и битумоминеральных смесей, черного щебня, укрепления грунтов и смесей каменных материалов, подгрунтовки основания, в промышленном и гражданском строительстве - для проведения кровельных и гидроизоляционных работ, получения рулонных гидроизоляционных материалов и битумно-резиновых мастик.

Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат – повышение водостойкости и адсорбционной активности.

Изобретение относится к области строительства, а точнее, к области строительных материалов, и может быть использовано в производстве материалов для создания дорожных покрытий.

Изобретение относится к способам формования материалов для асфальтирования. Способ получения тонкого асфальтового покрытия, включающий следующие стадии: соединение асфальта-основы, оксидированного полиолефина и скелетного материала с целью образования материала для асфальтирования, установление при заданной толщине показателя колееобразования при высоких температурах сравнительного уплотненного асфальтобетонного материала, содержащего скелетный материала и асфальт-основу без оксидированного полиолефина и укладка слоя материала для асфальтирования на подложку и уплотнение материала для асфальтирования до толщины, которая меньше указанной заданной толщины сравнительного уплотненного материала для асфальтирования; при этом колееобразование при высоких температурах снижается или остается на прежнем уровне в сравнении с указанным показателем колееобразования при высоких температурах уплотненного материала для асфальтирования.

Изобретение относится к производству щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМАС), используемых для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к использованию производного фосфата для промотирования адгезии между битумом и заполнителями в композиции асфальта. Кроме того, изобретение относится к композиции, содержащей битум и производное фосфата.

Изобретение относится к способам получения полимерно-битумных вяжущих, которые могут быть использованы при строительстве дорог. Способ получения полимерно-битумного вяжущего заключается во введении при перемешивании в битум при температуре 140-150°С смеси гудрона с условной вязкостью при 80°С 60-300 с и дистиллятной фракции 540-610°С в соотношении 3:1, взятой в количестве 30-60 мас.% от массы композиции, а затем блок-сополимера алкадиена и стирола в количестве 3,0-3,5 мас.% до полного растворения.

Изобретение относится к полимербитумным добавкам, которые могут быть использованы в асфальтобетонах, тонкослойных защитных покрытиях, а именно для практического применения при изготовлении покрытия шоссейных дорог на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонов.

Группа изобретений относится к производству строительных материалов и может быть использована для получения декоративных бетонных фасадных изделий, твердеющих при тепловлажностной обработке.

Изобретение относится к способу получения алкилгидроксиалкилцеллюлоз и применение таких алкилгидроксиалкилцеллюлоз для получения строительных растворов и других систем на основе цемента.

Изобретение относится к способу получения алкилгидроксиалкилцеллюлоз и применение таких алкилгидроксиалкилцеллюлоз для получения строительных растворов и других систем на основе цемента.

Изобретение относится к полиуретановому связующему для композиционного материала на основе природного щебня и гравия из плотных горных пород, который может быть использован при строительстве и ремонте откосов железных и автомобильных дорог, берегоукрепительных сооружений, конусов насыпей, подходов к искусственным сооружениям, а также в производстве облицовочных строительных изделий - плиток, блоков, панелей.

Техническое решение относится к производству строительных материалов, а именно к способам изготовления известняковых строительных материалов, и может быть использовано для изготовления стеновых материалов.

Изобретение относится к области минеральных материалов, используемых в строительной индустрии, в частности создании дорожных покрытий, и может быть использовано при подготовке к использованию одного из компонентов асфальтобетонных смесей, а именно минерального порошка.

Изобретение относится к стеклошарикам, используемым для дорожной разметки. Способ нанесения покрытия из монтморрилонита и/или модифицированного монтморрилонита на стеклошарики включает приготовление суспензии монтмориллонита (ММТ) путем диспергирования ММТ в воде при 30-80°С при содержании 0,5-2% ММТ в суспензии.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для подготовки шлакового заполнителя при производстве легкого бетона. Способ подготовки заполнителя из топливного шлака для легкого бетона включает дробление топливного шлака на фракции 0,005-0,040 м, его увлажнение до влажности 15-30%, опудривание отходами хризотилцементного производства и обработку пленкообразующей композицией, состоящей из дисперсии ПВА 30-45%, жидкого стекла 45-65% и воды 5-10%.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для подготовки шлакового заполнителя при производстве легкого бетона. Способ подготовки заполнителя из топливного шлака для легкого бетона включает дробление топливного шлака на фракции 0,005-0,040 м, его увлажнение до влажности 15-30%, опудривание отходами хризотилцементного производства и обработку пленкообразующей композицией, состоящей из дисперсии ПВА 30-45%, жидкого стекла 45-65% и воды 5-10%.

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к составам для получения легких композиционных заполнителей для бетонов.

Изобретение относится к дорожному и аэродромному строительству и может быть использовано для стабилизации и укрепления грунтов при реконструкциях, ремонтах, для устройства дополнительных слоев оснований, оснований и покрытий со слоем износа всех типов дорожных одежд для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца до -30°C.

Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано в дорожном строительстве для обустройства качественных покрытий автомобильных дорог. В способе получения активированного минерального порошка для асфальтобетонной смеси путем совместного измельчения минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора с одновременным перемешиванием, до равномерного распределения гидрофобизатора по поверхности минерального компонента, предварительно готовят гидрофобизатор путем добавления Агидол-1 в смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов при температуре 70-80°C при постоянном перемешивании из расчета 0,01 от массы жирных кислот, используют центробежно-ударный способ сухого измельчения с получением угловатых зерен с высокой шероховатостью поверхности и осуществляют динамическую классификацию готового продукта с получением требуемого модуля крупности зерна при следующем соотношении компонентов, мас. : гидрофобизатор - 0,5-0,7, минеральный компонент - остальное. Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, содержащий однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы и гидрофобизатора, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и включающего смесь жирных кислот соапстоков светлых растительных масел и саломасов с кислотным числом не менее 180 мг КОНг и антиокислитель жирных кислот «Агидол-1 технический» из расчета 0,01 от массы жирных кислот, полученный указанным выше способом. Технический результат - снижение битумоемкости, повышение прочности и снижение окислительных процессов. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.

Наверх