RU2561435C1 - Состав смеси для асфальтобетона - Google Patents
Состав смеси для асфальтобетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561435C1 RU2561435C1 RU2014144776/03A RU2014144776A RU2561435C1 RU 2561435 C1 RU2561435 C1 RU 2561435C1 RU 2014144776/03 A RU2014144776/03 A RU 2014144776/03A RU 2014144776 A RU2014144776 A RU 2014144776A RU 2561435 C1 RU2561435 C1 RU 2561435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- mixture
- carbon
- sand
- asphalt concrete
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 76
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 241000234282 Allium Species 0.000 claims description 7
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000010218 electron microscopic analysis Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 gravel screening Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отросли и может быть применено при изготовлении асфальтобетона, в том числе с использованием нанотехнологий. Состав смеси для асфальтобетона, включающий щебень, песок, битум и углеродную добавку, содержит щебень фр. 5-15 мм, битум БНД 90/130, в качества песка - кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3, в качестве углеродной добавки - углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, с предварительным их распределением в подогретом до 130-140°C битуме в количестве 0,03-0,06 мас.% от указанной смеси и дополнительно минеральный порошок МП-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный щебень 42-44, указанный песок 48-50, минеральный порошок МП-1 8-9, указанный битум 5,4-5,6 (сверх минеральной части). Технический результат - повышение прочности асфальтобетона на сжатие при 20°С и при 50°С, снижение расхода углеродных наноматериалов в составе асфальтобетона. 3 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отрасли и может быть применено при изготовлении асфальтобетона, в том числе с использованием нанотехнологий.
Известна асфальтобетонная смесь по способу упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом, содержащая щебень, отсев щебня, песок и нефтяной битум марки БНД 90/130 с модифицирующей добавкой «Таунит». Нефтяной битум модифицирован углеродными наноматериалами в количестве 0,01-0,005% от массы битума при ультразвуковом воздействии в ультразвуковой мешалке в течение 6 часов. Результатом данного способа модифицирования битума является улучшение прочности и упругости получаемого асфальтобетонного покрытия, а также повышение водостойкости, теплостойкости и морозостойкости и расширение температурного диапазона его укладки в области отрицательных температур (см. патент РФ №2515007, МПК C08L 95/00, С04В 26/26, В82В 1/00, опубл. 10.05.2014).
Недостатком данного способа является использование продолжительной ультразвуковой обработки, в течение 6 часов, для равномерного распределения и модификации битума ультразвуком, а также трудоемкий и технологически сложный процесс получения модифицирующей добавки «Таунит»: получение добавки происходит за счет газофазного химического осаждения (каталитический пиролиз-CVD) углеводородов (CxHy) на катализаторах (Ni/Mg) при атмосферном давлении и температуре 580÷650°C.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является состав асфальтобетона с наноструктурирующим модификатором, при применении которого достигается более высокая износостойкость асфальтобетона за счет улучшения свойств не только битумной основы, но и повышения адгезии между компонентами асфальтобетона. Модифицирующее действие такого материала достигается за счет того, что модификатор представляет собой структуру из равномерно распределенных в битумной основе углеродных нанотрубок в количестве 0,2-10 мас. %, технического углерода в количестве 10-20 мас. % и органоглины в количестве 1-20 мас. % путем диспергирования добавки в расплаве битума при ультразвуковом воздействии (см. патент РФ №2412126, МПК С04В 24/36, С04В 20/10, В82В 3/00, опубл. 20.02.2011, бюл. №5).
Недостатком такой смеси является высокое содержание модификатора, в количестве 0,1% от массы асфальтобетонной смеси, а также использование ультразвуковой обработки для равномерного распределения добавки в битуме.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка состава смеси для асфальтобетона с углеродными наноматериалами.
Технический результат изобретения заключается в повышении прочности асфальтобетона на сжатие при 50°C, повышении прочности на сжатие при 20°C, снижении расхода углеродных наноматериалов.
Технический результат достигается тем, что состав смеси для асфальтобетона, включающий щебень, песок, битум и углеродную добавку, согласно изобретению, содержит щебень фр. 5-15 мм, битум БНД 90/130, в качества песка - кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3, в качестве углеродной добавки - углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, с предварительным их распределением в подогретом до 130-140°C битуме в количестве 0,03-0,06 мас. % от указанной смеси и дополнительно минеральный порошок МП-1 при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный щебень - 42-44, указанный песок - 48-50, минеральный порошок МП-1 - 8-9, указанный битум - 5,4-5,6 (сверх минеральной части).
Отличительной особенностью предлагаемого состава смеси для асфальтобетона является использование в качестве углеродной добавки углеродных наноматериалов, имеющих луковичные и нитевидные углеродные структуры, что способствует повышению пределов прочности при сжатии при температурах 50°C и 20°C, а также исключению распределения добавки в битуме ультразвуком.
В ходе проведения экспериментов установлено, что для равномерного распределения углеродных наноматериалов в общем составе смеси, исключения возможности их агрегации и седиментации при введении в смесь сверхмалых количеств, битум при добавлении углеродных наноматериалов подвергают нагреву до рабочей температуры приготовления асфальтобетонной смеси, равной 130-140°C. Нагревание битума, содержащего углеродные наноматериалы, достаточно для обеспечения однородного их распределения в среде-носителе.
В качестве углеродной добавки в предлагаемом изобретении используются углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе. В результате под действием электродуговой плазмы из материала электродов и угля, подаваемого для газификации, в одной установке образуются синтез-газ, активированный уголь и углеродные наноматериалы. Полученные углеродные наноматериалы имеют как компактную, так и волокнистую ультрадисперсную структуру, что указывает на наличие в них таких основных форм наночастиц как «луковичные углеродные структуры» (многослойные, гиперфуллерены) и «нитевидные углеродные структуры» (нанотрубки, нановолокна). Полученные углеродные наноматериалы имеют средний размер первичных частиц не более 100 нм (по данным элетронно-микроскопического анализа) [см. патент РФ №2488984, Н05Н 1/00, В82/В 1/00, опубл. 27.07.2011, бюл. №21].
Предлагаемый состав смеси для асфальтобетона содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: щебень фракции 5-15 мм - 42-44; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 - 48-50; минеральный порошок МП-1 - 8-9; при этом битум БНД 90/130 берут в количестве - 5,4-5,6 сверх минеральной части; углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, берут в количестве - 0,03-0,06 от массы асфальтобетонной смеси. В ходе проведения экспериментов установлено, что именно такой состав смеси для асфальтобетона обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении прочностных показателей на сжатие при температурах: 20°C и 50°C, превышающих показатели прочности бездобавочного асфальтобетона в среднем на 55-70% и на 60-75% соответственно и прототипа при температурах: 20°C и 50°C, в среднем на 5-15% и на 10-15% соответственно, уменьшении расхода углеродных наноматериалов. Повышение прочности объясняется улучшением структурирования модифицированного битума углеродными наноматериалами, следовательно, вяжущее эффективнее переводится из объемного в пленочное состояние, из-за чего происходит рост прочности асфальтобетона при 50°C.
Экспериментально установлено, что при введении в состав смеси для асфальтобетона углеродных наноматериалов, полученных как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющих луковичные и нитевидные углеродные структуры, в количестве менее 0,03 мас. % от массы асфальтобетонной смеси наблюдается незначительное повышение прочностных показателей по сравнению с контрольным бездобавочным составом, а введение углеродных наноматериалов в количестве более 0,06 мас. % от массы асфальтобетонной смеси является нецелесообразным, так как ведет к удорожанию конечной стоимости готового продукта - асфальтобетона. При этом введение углеродного наноматериала, полученного как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющего луковичные и нитевидные углеродные структуры, в указанном интервале позволяет получить параметры прочности при сжатии, превышающие показатели прочности бездобавочного асфальтобетона при температурах: 20°C и 50°C, в среднем на 55-70% и на 60-75% соответственно и прототипа при температурах: 20°C и 50°C, в среднем на 5-15% и на 10-15% соответственно.
Экспериментальные исследования показали, что количественное изменение соотношения компонентов состава смеси для асфальтобетона мас. %: щебень фракции 5-15 мм - 42-44; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 - 48-50; минеральный порошок МП-1 - 8-9; при этом битум БНД 90/130 берут в количестве - 5,4-5,6 сверх минеральной части; углеродные наноматериалы берут в количестве - 0,03-0,06 от массы асфальтобетонной смеси, что позволяет варьировать состав смеси для асфальтобетона без ощутимого изменения прочностных показателей.
Компоненты состава смеси для асфальтобетона подобраны таким образом, чтобы получаемые образцы имели максимальные прочностные показатели.
Для получения предлагаемого состава смеси для асфальтобетона использовались следующие материалы: щебень фракции 5-15 мм, соответствующий требованиям ГОСТ 8267-82, ГОСТ 10260-82, ГОСТ 8268-82; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-85; минеральный порошок МП-1 - молотый известняк/мрамор, битум марки БНД 90/130 производства Ангарского нефтеперерабатывающего завода Иркутской области.
Были приготовлены три смеси компонентов, мас. %: щебень фракции 5-15 мм - 42-44; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 - 48-50; минеральный порошок МП-1 - 8-9; при этом битум БНД 90/130 берут в количестве - 5,4-5,6 сверх минеральной части; углеродные наноматериалы берут в количестве - 0,03-0,06 от массы асфальтобетонной смеси (составы 1-3, табл. 1). Одновременно готовят контрольный бездобавочный состав асфальтобетона (состав 4, табл. 1). Кроме того, готовят два известных состава асфальтобетона с использованием щебня, песка, битума и наноструктурирующих модификаторов на основе битума (соответственно составы 5 и 6 по прототипу, табл. 1).
Смеси для составов 1-3 готовят следующим образом: углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, добавляют в предварительно обезвоженный и разогретый до 130-140°C битум БНД 90/130 и перемешивают с целью равномерного распределения углеродных наноматериалов. Минеральные материалы (щебень, кварц-полевошпатовый песок, минеральный порошок МП-1) предварительно высушивают. Кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 и щебень фракции 5-15 мм нагревают, периодически помешивая, до температуры 160-170°C, затем добавляют ненагретый минеральный порошок МП-1 и нагретый в отдельной емкости модифицированный битум. Смеси минеральных материалов с модифицированным битумом окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов в течение 4-5 минут, до равномерного покрытия всех минеральных зерен битумом. При изготовлении образцов формы и вкладыши нагревают до температуры 90-100°C. Смесь полученного состава равномерно распределяют в форме штыкованием ножом. Формы с асфальтобетонной смесью ставят на нижнюю плиту пресса для уплотнения. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа, время нагружения составляет 3 мин. Затем образцы извлекают из формы выжимным приспособлением. Аналогичным образом готовят образцы из контрольной смеси компонентов (состав 4, табл. 1): минеральные материалы (щебень, кварц-полевошпатовый песок, минеральный порошок МП-1) предварительно высушивают. Кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 и щебень фракции 5-15 мм нагревают, периодически помешивая, до температуры 160-170°C, затем добавляют ненагретый минеральный порошок и нагретый в отдельной емкости модифицированный битум. Смеси минеральных материалов с модифицированным битумом окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов в течение 4-5 минут, до равномерного покрытия всех минеральных зерен битумом. При изготовлении образцов формы и вкладыши нагревают до температуры 90-100°C. Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом. Формы с асфальтобетонной смесью ставят на нижнюю плиту пресса для уплотнения. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа, время нагружения составляет 3 мин. Затем образцы извлекают из форм выжимным приспособлением. Известные смеси компонентов (составы 5, 6 - по прототипу, табл. 1; варианты состава добавок представлены в табл. 2) готовят следующим образом: технический углерод - 10-20%, органоглину (межплоскостное расстояние 3 нм) - 1-20%, углеродные нанотрубки (длинна 0,2-10 мкм, диаметр 1,0-7,0 нм, число графеновых слоев от 1 до 5) - 0,2-10%) и битум 50,0-88,8% диспергируют в ультразвуковой ванне типа «Сапфир» в течение 10 минут при температуре 180°C. Затем полученный модификатор в количестве 0,1% от общей массы асфальтобетонной смеси добавляют в битум и перемешивают с целью равномерного распределения углеродного наномодификатора. Минеральные материалы (щебень, песок) предварительно высушивают. Песок и щебень нагревают, периодически помешивая, до температуры 160-170°C, затем добавляют нагретый в отдельной емкости модифицированный битум. Смеси минеральных материалов с модифицированным битумом окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов в течение 4-5 минут, до равномерного покрытия всех минеральных зерен битумом. При изготовлении образцов формы и вкладыши нагревают до температуры 90-100°C. Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом. Формы с асфальтобетонной смесью ставят на нижнюю плиту пресса для уплотнения. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа, время нагружения составляет 3 мин. Затем образцы извлекают из форм выжимным приспособлением.
Исследуемые образцы испытывают на прочность при сжатии при 50°C и при 20°C. Испытания проводятся по стандартным методикам и для каждого вида испытаний изготавливаются образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 12801-98 - «Материалы на основе органических вяжущих веществ, для дорожного и аэродромного строительства». В таблице 3 представлены прочностные показатели составов 1-6 исследуемых асфальтобетонов.
Анализ полученных результатов (табл. 3) позволяет сделать следующие выводы:
- прочность асфальтобетона при температуре 20°C с использованием углеродных наноматериалов лежит в пределах 3,9-4,3 МПа, что превышает прочность асфальтобетона без добавок в среднем на 55-70% и прочность асфальтобетона по прототипу на 5-15%;
- прочность асфальтобетона при температуре 50°C с использованием углеродных наноматериалов лежит в пределах 1,6-1,75 МПа, что превышает прочность асфальтобетона без добавок в среднем на 60-75% и прочность бетона по прототипу на 10-15%;
- в составе смеси для асфальтобетона используются углеродные наноматериалы, полученные как сопутствующий продукт при комплексной переработке углей;
- введение углеродных наноматериалов в разогретый до 130-140°C битум не требует распределения с помощью ультразвука, что упрощает технологический процесс подготовки асфальтобетонной смеси.
Предлагаемый состав смеси для асфальтобетона готовят следующим образом: берут углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, в количестве 0,03-0,06 мас. % от массы асфальтобетонной смеси и добавляют в предварительно обезвоженный и разогретый до 130-140°C битум марки БНД 90/130 производства Ангарского нефтеперерабатывающего завода, который берут в количестве - 5,4-5,6 мас. % сверх минеральной части и перемешивают с целью равномерного распределения углеродного наноматериала. Минеральные материалы (щебень, кварц-полевошпатовый песок, минеральный порошок МП-1) предварительно высушивают. Кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 - 48-50 мас. % и щебень фракции 5-15 мм 42-44 мас. % нагревают, периодически помешивая, до температуры 160-170°C, затем добавляют ненагретый минеральный порошок МП-1 - молотый известняк/мрамор 8-9 мас. % и нагретый в отдельной емкости модифицированный битум. Смеси минеральных материалов с модифицированным битумом окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов в течение 4-5 минут, до равномерного покрытия всех минеральных зерен битумом. При изготовлении образцов формы и вкладыши нагревают до температуры 90-100°C. Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом. Формы с асфальтобетонной смесью ставят на нижнюю плиту пресса для уплотнения. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа, время нагружения составляет 3 мин. Затем образцы извлекают из форм выжимным приспособлением.
Примеры, подтверждающие получение асфальтобетонной смеси с использованием в качестве углеродной добавки углеродных наноматериалов, полученных как побочный продукт при плазменной обработке угля и имеющих луковичные и нитевидные углеродные структуры.
Пример 1: в качестве добавки используются углеродные наноматериалы, которые получены как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе. В результате под действием электродуговой плазмы из материала электродов и угля, подаваемого для газификации, в одной установке образуются синтез-газ, активированный уголь и углеродные наноматериалы. Полученные углеродные наноматериалы имеют как компактную, так и волокнистую ультрадисперсную структуру, что указывает на наличие в них таких основных форм наночастиц как «луковичные углеродные структуры» (многослойные, гиперфуллерены) и «нитевидные углеродные структуры» (нанотрубки, нановолокна). Полученный углеродный наноматериал имеет средний размер первичных частиц не более 100 нм (по данным элетронно-микроскопического анализа).
Углеродные наноматериалы берут в количестве 0,03% от общей массы асфальтобетонной смеси и добавляют в предварительно обезвоженный и разогретый до 130-140°C битум марки БНД 90/130 производства Ангарского нефтеперерабатывающего завода, которого берут - 5,6 мас. % сверх минеральной части с целью равномерного распределения углеродных наноматериалов. Минеральные материалы (щебень, кварц-полевошпатовый песок, минеральный порошок МП-1) предварительно высушивают. Кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3 - 50 мас. % и щебень фракции 5-15 мм 42 мас. % нагревают, периодически помешивая, до температуры 160-170°C, затем добавляют ненагретый минеральный порошок МП-1 - молотый известняк/мрамор 8 мас. % и нагретый в отдельной емкости модифицированный битум БНД 90/130. Смеси минеральных материалов с модифицированным битумом окончательно перемешивают в лабораторном смесителе до полного и равномерного объединения всех компонентов в течение 4-5 минут, до равномерного покрытия всех минеральных зерен битумом. При изготовлении образцов формы и вкладыши нагревают до температуры 90-100°C. Смесь равномерно распределяют в форме штыкованием ножом. Формы с асфальтобетонной смесью ставят на нижнюю плиту пресса для уплотнения. Давление на уплотняемую смесь доводят до 40 МПа, время нагружения составляет 3 мин. Затем образцы извлекают из форм выжимным приспособлением.
Предел прочности на сжатие при 50°C горячего, плотного, мелкозернистого асфальтобетона типа «Б», марки II составляет 1,6 МПа, предел прочности на сжатие при 20°C составляет 3,9 МПа.
Пример 2: проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов: углеродные наноматериалы берут в количестве 0,045% от общей массы асфальтобетонной смеси; битум марки БНД 90/130 производства Ангарского нефтеперерабатывающего завода берут в количестве - 5,5 мас. % сверх минеральной части; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3-49 мас. %; щебень фракции 5-15 мм 43 мас. %; минеральный порошок МП-1 - молотый известняк/мрамор 8 мас. %
Предел прочности на сжатие при 50°C горячего, плотного, мелкозернистого асфальтобетона типа «Б», марки II составляет 1,75 МПа, предел прочности на сжатие при 20°C составляет 4,3 МПа.
Пример 3: проводят аналогично примеру 1, при следующем соотношении компонентов: углеродные наноматериалы берут в количестве 0,06 % от общей массы асфальтобетонной смеси; битум марки БНД 90/130 производства Ангарского нефтеперерабатывающего завода берут в количестве 5,4 мас. % сверх минеральной части; кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3-48 мас. %; щебень фракции 5-15 мм 44 мас. %; минеральный порошок МП-1 - молотый известняк/мрамор 8 мас. %.
Предел прочности на сжатие при 50°C горячего, плотного, мелкозернистого асфальтобетона типа «Б», марки II составляет 1,65 МПа, предел прочности на сжатие при 20°C составляет 4,0 МПа.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом (см. патент РФ №2412126, МПК С04В 24/36, С04В 20/10, В82В 3/00, опубл. 20.02.2011, бюл. №5) позволяет получить следующие преимущества:
- уменьшение расхода углеродных наноматериалов;
- использование в качестве добавки углеродных наноматериалов, полученных более экономичным способом (см. патент РФ №2488984, МПК 8 Н05Н 1/00, В82В 1/00, опубл. 27.07.2013, бюл. №21);
- исключение распределения добавки в битуме ультразвуком, применение которого требует значительных затрат энергии, передача которой посредством звукового поля затруднительна;
- повышение пределов прочности на сжатие при температурах 50°C и 20°C при использовании в качестве добавки углеродных наноматериалов.
Claims (1)
- Состав смеси для асфальтобетона, включающий щебень, песок, битум и углеродную добавку, отличающийся тем, что содержит щебень фр. 5-15 мм, битум БНД 90/130, в качества песка - кварц-полевошпатовый песок с модулем крупности 3, в качестве углеродной добавки - углеродные наноматериалы, полученные как побочный продукт при плазменной обработке угля в плазменном реакторе и имеющие луковичные и нитевидные углеродные структуры, с предварительным их распределением в подогретом до 130-140°C битуме в количестве 0,03-0,06 мас.% от указанной смеси и дополнительно минеральный порошок МП-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанный щебень 42-44
указанный песок 48-50
минеральный порошок МП-1 8-9
указанный битум 5,4-5,6 (сверх минеральной части).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014144776/03A RU2561435C1 (ru) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Состав смеси для асфальтобетона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014144776/03A RU2561435C1 (ru) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Состав смеси для асфальтобетона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561435C1 true RU2561435C1 (ru) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014144776/03A RU2561435C1 (ru) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Состав смеси для асфальтобетона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561435C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797158C1 (ru) * | 2022-12-20 | 2023-05-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Асфальтобетон |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2345968C2 (ru) * | 2007-01-24 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Композиция для получения строительного материала |
| RU2412126C1 (ru) * | 2009-11-19 | 2011-02-20 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Электронинвест" | Наноструктурирующий модификатор для асфальтобетона |
| CN102766339A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-07 | 黑龙江工程学院 | Cnt-sbs改性沥青 |
| RU2466161C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-11-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) | Наномодифицированная асфальтобетонная смесь |
| RU2488984C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятский государственный университет" | Способ получения углеродных наноматериалов с помощью энергии низкотемпературной плазмы и установка для его осуществления |
| RU2515007C1 (ru) * | 2013-02-04 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" | Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом |
-
2014
- 2014-11-05 RU RU2014144776/03A patent/RU2561435C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2345968C2 (ru) * | 2007-01-24 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Композиция для получения строительного материала |
| RU2412126C1 (ru) * | 2009-11-19 | 2011-02-20 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Электронинвест" | Наноструктурирующий модификатор для асфальтобетона |
| RU2488984C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятский государственный университет" | Способ получения углеродных наноматериалов с помощью энергии низкотемпературной плазмы и установка для его осуществления |
| RU2466161C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-11-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) | Наномодифицированная асфальтобетонная смесь |
| CN102766339A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-07 | 黑龙江工程学院 | Cnt-sbs改性沥青 |
| RU2515007C1 (ru) * | 2013-02-04 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" | Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797158C1 (ru) * | 2022-12-20 | 2023-05-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Асфальтобетон |
| RU2832088C1 (ru) * | 2024-01-10 | 2024-12-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Асфальтобетон |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Performance enhancement of modified asphalt via coal gangue with microstructure control | |
| Fu et al. | Laboratory evaluation of pavement performance using modified asphalt mixture with a new composite reinforcing material | |
| CN108690360A (zh) | 石墨烯复合橡胶沥青改性剂及其制备方法和应用 | |
| Han et al. | Preparation and properties of silane coupling agent modified zeolite as warm mix additive | |
| RU2592509C1 (ru) | Состав асфальтобетона | |
| CN102015859A (zh) | 制备柏油的方法 | |
| RU2515007C1 (ru) | Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом | |
| Li et al. | Evaluation of the rheological properties of asphalt mastic incorporating iron tailings filler as an alternative to limestone filler | |
| US2527595A (en) | Carbon body and method of making | |
| RU2561435C1 (ru) | Состав смеси для асфальтобетона | |
| RU2351703C1 (ru) | Способ приготовления холодной органоминеральной смеси для дорожных покрытий | |
| CN102491683B (zh) | 一种路用矿渣棉纤维沥青混合料的制备方法 | |
| Loise et al. | The efficiency of bio-char as bitumen modifier | |
| CN203295921U (zh) | 一种再生沥青拌合装置 | |
| Sha et al. | Effects of different warm mixing agents on properties of asphalt and warm mixing asphalt mixture | |
| Gan et al. | Factors Affecting the Properties of PCB-Modified Asphalt | |
| Guvalov et al. | The effect of carbon nanotubes on the properties of asphalt concrete | |
| Tileuberdi et al. | Production of rubberized bitumen by oxidation of black oil | |
| RU2415173C2 (ru) | Способ получения вяжущего | |
| RU2466110C1 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного бетона | |
| CN110204252A (zh) | 再生沥青混合料制备方法 | |
| CN116103051A (zh) | 一种膨胀土改良剂及改良方法 | |
| CN113277776B (zh) | 一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料及其制备方法 | |
| JP4516982B2 (ja) | アスファルト舗装混合物の製造方法 | |
| CN109504109A (zh) | 一种提高湿法橡胶沥青存储稳定性的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191106 |