Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия

Авторы патента:

C08L95/00 - Композиции битуминозных материалов, например асфальта, гудрона, вара

C08L23/00 - Композиции гомополимеров или сополимеров ненасыщенных алифатических углеводородов, содержащих только одну углерод-углеродную двойную связь; композиции их производных

C04B26/26 - битуминозные материалы, например деготь, пек

Владельцы патента RU 2763726:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего. Полимерно-битумное вяжущее включает в свой состав битум и дополнительно содержит полимерный модификатор, включающий в свой состав этиленпропиленовый каучук и полиэтилен, взятые в массовом соотношении 0,7 к 0,3 соответственно, при этом битум содержится в количестве 95 мас.%, а полимерный модификатор – 5 мас.%. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение прочностных свойств, таких как растяжимость, температура размягчения, эластичность и однородность. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения композиционных строительных материалов, в частности полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) для приготовления асфальтобетонных смесей, использующихся при строительстве дорог, мостов и аэродромов.

Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блок-сополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые разработан ГОСТ Р 52056-2003.

К числу основных эксплуатационных недостатков ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003 следует отнести использование в качестве основы вяжущего материала битума строго определенного качества по ГОСТ 22245-90, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и снижается его уровень качества. Этот недостаток можно отнести ко всем российским полимерно-битумным вяжущим материалам на основе окисленного битума. Самым же серьезным недостатком российских ПБВ является использование дорогостоящих пластификатора (индустриального масла И-40) и полимеров-термоэластопластов, в качестве которых используют стирол-бутадиенстирольные каучуки (СБС).

Известно полимерно-битумное вяжущее (ПБВ), включающее смесь вязкого дорожного битума с полимерами - блок-сополимерами типа стирол-бутадиен-стирол (СБС) в соответствии с ГОСТ Р 52056-2003. Полимерно -битумное вяжущее содержит блок-сополимер в количестве 2-4 масс. % и битум – остальное. ПБВ может содержать дополнительные компоненты,

например масло индустриальное [патент на изобретение RU 2038360 С1, МПК C08L95/00. Заявка №94035647/33 от 12.10.1994, опубликовано 27.06.1995].

Процесс приготовления полимерно-битумного вяжущего занимает 8-20 часов. По техническим показателям ПБВ на основе СБС соответствуют требованиям и нормам.

Недостатками данного ПБВ и способа его получения являются длительность изготовления ПБВ, расслоение продукта при длительном хранении и транспортировке и дорогостоящие пластификаторы.

Наиболее близким решением к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования является известная битумно-полимерная мастика [патент на изобретение RU 2181733 С2, МПК C08L 95/00. Заявка №2000108065/04 от 03.04.2000, опубликовано 27.04.2002 в Бюл. № 12], изготавливаемой путем смешения нефтяных дорожных битумов и сополимеров стирола и бутадиена (СБС) в присутствии пластификаторов, например, ПБВ, содержащее битум и полимерный модификатор его свойств - низкоокисленный атактический полипропилен средневязкостной, а в качестве битума - или битум, или его смесь с карбоцепными полимерами при содержании последних в смеси 2-5 мас. %.

Недостатком данного изобретения является частичная совместимость сополимеров и битумных компонентов, сказывающаяся на стабильности системы при хранении и транспортировке свыше 5 часов в горячем состоянии и их высокое ценообразование.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение прочностных свойств, таких как растяжимость, температура размягчения, эластичность и однородность.

Данный технический результат достигается за счет введения в битум при постоянной температуре 170 - 180 °С полимерного модификатора, включающего в свой состав этиленпропиленовый каучук и полиэтилен (EPDM/PE), в следующем соотношении, в масс. %:

битум	95 %
полимерный модификатор EPDM/ PE	5%.

При этом этиленпропиленовый каучук и полиэтилен взяты в массовом соотношении 70:30 масс. %.

Способ получения полимерно-битумного вяжущего для дорожного покрытия, включающего предварительное размельчение модификатора, включающий в свой состав этиленпропиленовый каучук и полиэтилен (EPDM/ PE); введение в модификатор битума, предварительно разогретого до температуры 170-180 °С, при этом смешивание компонентов проводят с помощью механического мешалки, оснащенной смешивающей насадкой, в течение 1-2 часов до образования однородной смеси без комочков.

Для получения ПБВ для дорожного покрытия используются дорожные битумы марок БНД 60/90 и БНД 90/130. Полимерный модификатор, включающий в свой состав этиленпропиленовый каучук и полиэтилен (EPDM/ PE), представляет собой твердое гранулированное вещество, размер гранул составляет 3-5 мм.

Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) включает битум и полимерный модификатор, содержащего этиленпропиленовый каучук (EPDM) и полиэтилен (PE) в соотношении 70/30 мас.%. Способ получения полимерно -битумного вяжущего заключается во введении при перемешивании в битум при температуре 170-180°С полимерного модификатора взятого в количестве 5 мас.% от массы композиции до полного растворения.

Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия химически не взаимодействуют с битумом. Растворяясь или диспергируясь в процессе перемешивания, они способствуют упрочнению его структуры. Небольшие количества полимера способны растворяться в низкомолекулярной части битума. При введении полимера в битум 5%, первый распределяется в виде отдельных, не связанных между собой частиц, создавая тем самым коагуляционную структуру с тиксотропными свойствами, обусловленными межмолекулярными силами сцепления структурных элементов. Эффект их действия в композиции аналогичен влиянию наполнителя.

Полученное полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия обладает как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При его производстве не используются дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к полимерно-битумным вяжущим (см. таблицу).

Таблица – Сравнительный анализ

Наименование показателя	Требования ГОСТ 52056-2003 для ПБВ 60/90	ДСТ (5%)	KALPREN (5%)	EPDM+ PE (5%)
1 Глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее, при температуре:
25 °С	60	74	62	78
0 °С	32	28	20	30
2. Растяжимость, см, не менее, при температуре:
25 °С	25	20	17	26
0 °С	11	3,6	9,5	10,0
3. Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже	54	48,5	51	55
4. Эластичность, %, не менее, при температуре:
25 °С	80	42	62	63
0 °С	70	36	61	62
5. Однородность	Однородно	Однородно	Не однородно, полимер после нагревания всплыл	Однородно

Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия, включающее в свой состав битум и отличающееся тем, что дополнительно содержит полимерный модификатор, включающий в свой состав этиленпропиленовый каучук и полиэтилен, взятые в массовом соотношении 0,7 к 0,3 соответственно, при следующем соотношении, мас.%:

битум	95
полимерный модификатор	5

Похожие патенты:

Битумная мастика // 2762558

Изобретение относится к области композиционных строительных материалов, а именно – к составам битумных мастик, которые могут быть использованы для герметизации швов и трещин в бетонных и асфальтобетонных покрытиях, а также при строительстве промышленных и гражданских сооружений. Мастика включает битум нефтяной дорожный, механоактивированный нефтяной кокс с размерами частиц до 5 мкм и полимерную добавку в виде бутилкаучука или каучука синтетического цис-изопренового, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум нефтяной дорожный – 68-78, механоактивированный нефтяной кокс – 17-25, бутилкаучук или каучук синтетический цис-изопреновый – 5-7.

Способ получения гранулированной асфальтобетонной смеси на основе дисперсных промышленных и бытовых отходов // 2762177

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для верхних слоев дорожного полотна. Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств с более низкой себестоимостью, исключении образования вредных выделений при укладке дорожного полотна и возможности масштабной утилизации промышленных и бытовых отходов.

Модификаторы для полимерно-битумного вяжущего на основе сред ii вакуумный погон и экстракт селективной очистки остаточный // 2761220

Изобретение относится к материалам, используемым в дорожно-строительной промышленности, а именно к модифицирующим композициям для полимерно-битумных вяжущих. Композиция представляет собой наносуспензию и состоит из: среды-носителя и диспергированных в ней углеродных нанотрубок в количестве 0,00005-0,005 мас.% сверх 100% от массы среды-носителя.

Устройство для получения стабилизированного битумного вяжущего // 2761217

Изобретение относится к области дорожно-строительных и строительных материалов, а именно к устройствам для получения битумного вяжущего для асфальтобетонных смесей при устройстве покрытий автомобильных дорог, мостов и путепроводов, а также для изолирующих и кровельных материалов. Устройство включает соединенные последовательно высокоскоростной смеситель и тихоходный смеситель и гранулятор, вход которого связан с выходом высокоскоростного смесителя.

Способ изготовления холодной асфальтобетонной смеси // 2759141

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, в частности к способу получения холодной асфальтобетонной смеси из старого асфальтобетонного дорожного покрытия для использования при ремонте асфальтобетонного дорожного покрытия. Техническим результатом является упрощение изготовления холодной асфальтобетонной смеси и повышение ее физико-механических свойств.

Способ получения минерального вяжущего на основе серы и устройство для его осуществления // 2758907

Группа изобретений относится к области производства дорожных и строительных композиционных материалов, а именно к способу получения минерального вяжущего на основе серы. Технический результат группы изобретений - упрощение процесса получения минерального вяжущего на основе серы.

Способ нанесения пропиточной композиции на основе битума для обработки асфальтобетонных покрытий // 2755194

Изобретение относится к области дорожного строительства. Способ ускорения затвердевания битумосодержащего пропиточного состава на водной основе на дорожном покрытии включает следующие этапы: поверхность уложенного дорожного покрытия очищают от загрязнений, далее на поверхность дорожного покрытия наносят битумосодержащий пропиточный состав на водной основе без содержания растворителей и разравнивают тонким равномерным слоем, в период с момента нанесения указанного пропиточного состава и до его полного высыхания поверх пропиточного состава распыляют водный раствор, содержащий в своем составе CaCl2, который вызывает стремительную полимеризацию пропиточного состава.

Нефтяной кокс для асфальтобетонной смеси // 2754902

Изобретение относится к строительным составам, конкретно - к порошкам для асфальтобетонной смеси, и может найти применение в дорожном строительстве. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных свойств дорожного покрытия: водостойкости, износостойкости, адсорбционной активности и низкой себестоимости, а также могут более эффективно заменить известные минеральные порошки.

Полимерно-битумное вяжущее и способ его приготовления // 2754709

Изобретение относится к материалам, используемым в дорожном, аэродромном и гражданском строительстве, а именно к полимерно-битумному вяжущему для дорожного и аэродромного покрытия, которое может быть использовано для производства органоминеральных смесей, в частности асфальтобетона. Полимерно-битумное вяжущее содержит битум, полимер класса термоэластопластов - блок-сополимер бутадиена и стирола (СБС) в количестве 3,15-3,5 мас.%, пластификатор, в качестве которого используют Унипласт, в количестве 1,5 мас.% и тонкодисперсную добавку, в качестве которой используют шунгит, в количестве 3-5 мас.%, где битум – остальное.

Композиционная смесь для дорожных покрытий // 2753870

Изобретение относится к области дорожно-строительных смесей, в частности к получению современного материала для дорожного покрытия с улучшенными физико-механическими свойствами. Смесь включает следующие компоненты.

Усиленная пленка на основе термопластичного полиолефинового эластомера // 2761017

Изобретение относится к пленке на основе термопластичного полиолефинового эластомера, а также к изделию, включающему данную пленку. Пленка по изобретению содержит термопластичную полиолефиновую эластомерную матрицу, представляющую собой непрерывную фазу, и добавку-нановключение, диспергированную в непрерывной фазе в виде дискретных доменов, имеющих средний размер поперечного сечения в диапазоне от 1 до 1000 нанометров перед растягиванием.