Асфальтобетон
Владельцы патента RU 2731236:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)
Изобретение относится к дорожным строительным материалам, в частности к горячим мелкозернистым смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве покрытий и оснований автомобильных дорог предприятий в I-III климатических зонах, характеризующихся холодным и влажным климатом. Технический результат – расширение арсенала средств дорожно-строительных материалов. Асфальтобетон, содержащий отработанную формовочную смесь, используемую для получения литьевых форм при производстве стальных деталей, минеральный порошок для асфальтобетонных смесей и битум, дополнительно содержит отсев дробления карьера «Белый камень» при следующем соотношении компонентов, мас. %: отсев дробления карьера «Белый камень» 70-80, отработанная формовочная смесь 17-25, указанный минеральный порошок 3-5, битум (сверх 100% минеральной части) 5-6,3. 1 табл.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к горячим песчаным мелкозернистым асфальтобетонным смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве для устройства покрытий и оснований, автомобильных дорог промышленных предприятий в I-III климатических зонах, характеризующихся холодным и влажным климатом.
Известна асфальтобетонная смесь (Авторское свидетельство СССР №1574570, кл. С04В 26/26, 1990) включающая, мас. %: карбонатный минеральный порошок 4,0-6,0; силикатосодержащий отход регенерации отработанных формовочных смесей металлургических заводов 2,0-3,0; битум 6,0-7,0; песок остальное.
Недостатком известной смеси является использование регенерированных формовочных смесей металлургических отходов - твердых песчано-глинистых смесей, в которых глинистые частицы, как известно, способствуют снижению водоустойчивости асфальтобетонов.
Известна асфальтобетонная смесь (авторское свидетельство SU №1248986, МПК С04В 26/26, С04В 18/12, опубл. 07.08.1986), включающая, мас. %: битум 6,3-8,3; активированный жирными кислотами минеральный порошок 2,0-16,0; минеральный наполнитель (песок) - остальное; причем указанная асфальтобетонная смесь в качестве активированного минерального порошка содержит 98,6-99,8 мас. % отходов хвостов флотации первой стадии мокрой магнитной сепарации руды с содержанием магнетита 2-6 мас. % и 0,2-1,4 мас. % активирующего материала в виде отходов производства себациновой кислоты. Асфальтобетон, изготовленный на основе такой асфальтобетонной смеси, имеет повышенные коэффициенты трещиностойкости и водостойкости (0,91-1,00), высокую прочность при сжатии.
Недостатком известной асфальтобетонной смеси является необходимость применения активирующего материала для минерального порошка, что ведет к удорожанию получаемых смесей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является асфальтобетон типа Б марки I (патент RU №2697468), содержащий щебень, песок, минеральный порошок, битум, отработанную формовочную смесь, используемую для получения литьевых форм при производстве стальных деталей при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Щебень фракции от 5 до 20 мм | 46-50 |
| Отработанная формовочная смесь | 5-20 |
| Песок из отсева дробления щебня | 29-42 |
| Минеральный порошок | 3-5 |
| Битум (сверх минеральной части) | 5-5,3 |
Данный состав принят в качестве прототипа.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются - отработанная формовочная смесь, используемая для получения литьевых форм при производстве стальных деталей, минеральный порошок и битум.
Недостатком известного асфальтобетона, взятого за прототип, является многокомпонентность состава, что ведет к удорожанию получаемых смесей.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение недорогого асфальтобетона из недефицитного сырья, с соответствующими нормативным документам эксплуатационными характеристиками и физико-механическими свойствами: плотностью и прочностью материала, пористостью минерального состава, расширение арсенала средств дорожно-строительных материалов.
Поставленная задача была решена за счет того, что известный асфальтобетон, содержащий отработанную формовочную смесь, используемую для получения литьевых форм при производстве стальных деталей, минеральный порошок и битум, согласно изобретению дополнительно содержит отсев дробления карьера «Белый камень» при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Отсев дробления карьера «Белый камень» | 70-80 |
| Отработанная формовочная смесь | 17-25 |
| Минеральный порошок | 3-5 |
| Битум (сверх 100% минеральной части) | 5-6,3 |
Отличительными признаками предлагаемого изобретения от заявляемого по прототипу являются: содержание в нем отсева дробления карьера «Белый камень» количественное соотношение используемых ингредиентов, мас. %: отсев дробления карьера «Белый камень» - 70-80; отработанная формовочная смесь - 17-25; минеральный порошок - 3-5; битум (сверх 100% МЧ) - 5-6,3.
Введение в состав смеси отсева дробления карьера «Белый камень» и использование повышенного содержания отработанной формовочной смеси позволяет удешевить стоимость асфальтобетона и обеспечить соответствие асфальтобетона требованиям нормативных документов по эксплуатационным характеристикам и физико-механическим свойствам. При этом будет расширен арсенал средств дорожно-строительных материалов.
Для приготовления асфальтобетона используют следующие ингредиенты:
1. Отсев дробления карьера «Белый камень» Пермский край фракция от 0 до 5 мм в соответствии с ГОСТ 8735-2014 «Песок для строительных работ. Методы испытаний».
2. Отработанная формовочная смесь (ПЕСОК ФГ по ТУ 08.12.13-001-07533604-2018) - техногенный материал сталелитейного производства, представляет собой сыпучий мелкий песок темно-коричневого цвета, без образования конгломератов при длительном его хранении. Модуль крупности отработанной формовочной смеси Мк=1,25, полный остаток на сите №0,63=1,3%, что соответствует песку очень мелкому с процентным содержанием до 10 по требованию ГОСТ 8735-2014 «Песок для строительных работ. Методы испытаний». Истинная плотность отработанной формовочной смеси 2,70 г/см3. Отработанная формовочная смесь отвечает требованиям ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия».
3. Минеральный порошок неактивированный в соответствии ГОСТ 52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия». Истинная плотность неактивированного минерального порошка 2,69 г/см3. Средняя плотность 2,15 г/см, пористость 20%, набухание 0,32%.
4. Битум (сверх 100% МЧ) соответствует требованиям ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные. Технические условия». Глубина проникания иглы 0,1 мм при 25°С - 85.
Получение предлагаемой недорогой асфальтобетонной смеси обеспечено введением в состав смеси отсева дробления карьера «Белый камень» и повышенным содержанием в заявляемом составе отработанной формовочной смеси.
Для производства асфальтобетонной смеси не требуется изменять технологию его приготовления на асфальтобетонном предприятии.
Асфальтобетон готовят следующим образом.
Отработанную формовочную смесь с размерами частиц от 0,1 до 0,63 мм для обеспечения лучшего распределения в составе асфальтобетонной смеси тщательно перемешивают с минеральным материалом - отсевом дробления карьера «Белый камень», после чего смесь нагревают до температуры 165-175°С. После нагрева до необходимой температуры к смеси добавляют минеральный порошок, после чего вводят битум и перемешивают полученную смесь в течение 3 минут в мешалке принудительного типа при температуре 150°С.
Способ введения отработанной формовочной смеси, в асфальтобетонную смесь посредством предварительного смешивания вместе с минеральными материалами исходной асфальтобетонной смеси не требует изменения технологических параметров приготовления асфальтобетонной смеси - температуры приготовления, времени перемешивания и т.п., что является большим преимуществом.
По описанному способу в лабораторных условиях были приготовлены различные составы асфальтобетонной смеси. Из приготовленной смеси на прессе под давлением были сформованы асфальтобетонные образцы. Образцы испытывали на соответствие требованиям ГОСТ 9128-2013 "Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия".
Составы смесей и результаты их испытаний приведены в таблице.
Таким образом, создана горячая песчаная мелкозернистая асфальтобетонная смесь с минеральным материалом из недорогого недефицитного техногенного материала, дополнительно содержащая отсев дробления, обладающая требуемыми прочностными характеристиками, и низкой стоимостью по сравнению с аналогичными традиционными асфальтобетонами, что позволяет расширить номенклатуру материалов используемых в дорожно-строительной отрасли, а также снизить негативное воздействие на окружающую среду от размещения отходов сталелитейного производства металлургических предприятий - отработанной формовочной смеси.
Асфальтобетон, содержащий отработанную формовочную смесь, используемую для получения литьевых форм при производстве стальных деталей, минеральный порошок для асфальтобетонных смесей и битум, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отсев дробления карьера «Белый камень» при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
| отсев дробления карьера «Белый камень» | 70-80 |
| отработанная формовочная смесь | 17-25 |
| указанный минеральный порошок | 3-5 |
| битум (сверх 100% минеральной части) | 5-6,3 |
