RU2572129C1 - Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей - Google Patents
Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572129C1 RU2572129C1 RU2014133122/05A RU2014133122A RU2572129C1 RU 2572129 C1 RU2572129 C1 RU 2572129C1 RU 2014133122/05 A RU2014133122/05 A RU 2014133122/05A RU 2014133122 A RU2014133122 A RU 2014133122A RU 2572129 C1 RU2572129 C1 RU 2572129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- bitumen
- mineral
- additive
- asphalt
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000004579 marble Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 abstract description 101
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 abstract 1
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 13
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 9
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 8
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 4
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006690 co-activation Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000485 pigmenting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожного покрытия с использованием вяжущего на основе битума марки БНД с применением модифицирующей добавки. Способ получения модифицирующей добавки включает смешивание и совместную механическую активацию минерального порошка из мрамора, полимера СБС, адгезионной добавки и минерального масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: адгезионная добавка - 0,35-0,5, минеральное масло - 3,5-5,0, полимер СБС - 1,5-3,5, порошок из мрамора - остальное. Результатом является получение добавки однородного состава, с возможностью ее хранения и транспортирования, обеспечение при использовании добавки равномерного распределения по объему полимерного компонента в битумном вяжущем и в асфальтобетонной смеси, получение асфальтобетонной смеси однородного состава, повышение качественных показателей дорожного покрытия, изготовленного с использованием смеси. 3 з.п. ф-лы, 5 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению минерального порошка, модифицированного полимерами типа СБС (стирол-бутадиен-стирол), на основе которого производится асфальтобетон с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожных покрытий, с использованием вяжущего на основе нефтяного дорожного битума.
Известен способ получения минерального порошка (RU № 2374199, МПК С04В 26/26, С04В 20/02, опубликовано 27.11.2009 г.), включающий помол сырья, содержащего битум, в котором измельчению подвергают дробленный асфальтобетон, причем измельчение проводят в центробежно-ударной мельнице с окружной скоростью от 50 до 100 м/с. При этом используют куски асфальтобетона размером не свыше 40 мм. Использование данного минерального порошка не позволяет существенно и качественно улучшить свойства дорожного покрытия из асфальтобетонной смеси, но позволяет получать дешевый активированный порошок, улучшающий удобоукладываемость асфальтобетона. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что добавку предварительно измельчают в мельнице.
Известен способ приготовления вяжущего для дорожного строительства (RU № 2128632, МПК С04В 26/26, C08L 95/00, опубликовано 10.04.1999 г.), включающий введение полистирола в виде измельченного продукта в вяжущее при повышенной температуре, перемешивание, в котором полистирол в виде фракции 0,01-1,0 мм предварительно опудривают минеральным порошком и вводят в разогретое до 120-140°С битумное вяжущее, перемешивание осуществляют в течение 3-10 мин при следующем содержании компонентов, мас.%:
| битумное вяжущее | 24,8-35,1 |
| полистирол | 3,9-11,1 |
| минеральный порошок | 53,8-71,3 |
Основной недостаток известного решения - сложность замешивания и равномерного распределения по объему полимерного компонента в битумном вяжущем, что приводит к снижению качественных показателей вяжущего. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что полимерную добавку, полистирол, предварительно измельчают.
Известна наномодифицированная асфальтобетонная смесь (RU № 2466161, МПК C08L 95/00, B82B 1/00, С04В 26/26, опубликовано 10.11.2012 г.), содержащая щебень, отсев щебня, нефтяной битум, в которой модификатором служит резиновая крошка размером 0,75 мм, механоактивированная совместно с наношпинелью магния. Эта добавка добавляется при изготовлении горячего асфальтобетона в соотношении по процентному составу:
| битум марки БНД 90/130 | в количестве 100% |
| резиновая крошка | в количестве 7% от массы битума |
| наношпинель магния | в количестве 0,5% от массы битума |
В данной смеси резиновая крошка из отработанных шин, полученная на режущей мельнице фирмы «Fritch» с использованием сита 0,75 мм выступает в качестве основного модификатора битума. В качестве добавки, улучшающей взаимодействие на границе раздела фаз «битум - резиновая крошка», применялась нанодисперсная шпинель магния, синтезированная в Институте твердого тела и механохимии (ИХТТМ) г. Новосибирск. Шпинель магния вводилась в количестве 0,5% от массы вяжущего - битума. Наилучшие результаты получены для композиции, содержащей резиновую крошку дисперсностью 0,75 мм, активированную совместно со шпинелью магния. В этом случае затраты на диспергирование резиновых отходов сравнительно малы, в то время как прочностные показатели улучшаются значительно. Повышенные прочностные свойства полученного модифицированного асфальтобетона в широком интервале температур могут предотвратить трещинообразование и повысить долговечность дорожного покрытия, что может компенсировать затраты на дополнительные технологические операции (механоактивация и добавление резиновой крошки в асфальтобетон).
Основные недостатки известного решения - значительные затраты на диспергирование резиновых отходов, сложность замешивания и равномерного распределения по объему полимерного компонента в битумном вяжущем и по объему асфальтобетонной смеси, что приводит к снижению качественных показателей вяжущего и получаемого асфальтобетона. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что полимерную составляющую в виде резиновой крошки активируют в мельнице совместно со шпинелью магния.
Известна асфальтобетонная смесь и способ ее получения (RU № 2205808, МПК С04В 26/26, опубликовано 10.06.2003 г.), по данному изобретению на основе предварительной приготовленной активированной смеси 14,4-29,7 мас.% доломитового порошка с 1,6-3,3 мас.% порошка окатышей горно-обогатительного комбината путем смешивания указанной смеси в шаровой мельнице с 0,32-1,65 мас.% нефтяного битума и смешивания полученной активированной смеси в смесительной установке в нагретом состоянии с 26-33 мас.% щебня, 35-43 мас.% песчано-гравийной смеси и 4,35-7,68 мас.% нефтяного битума.
Предварительное приготовление активированной смеси 14,4-29,7 мас.% доломитового порошка с 1,6-3,3 мас.% порошка окатышей горно-обогатительного комбината путем смешивания указанной смеси в шаровой мельнице с 0,32-1,65 мас.% нефтяного битума - по сути, приготовление модифицирующей добавки, и последующего смешивания указанной смеси в шаровой мельнице с 0,32-1,65 мас.% нефтяного битума и смешивания полученной активированной смеси в смесительной установке в нагретом состоянии с 26-33 мас.% щебня, 35-43 мас.% песчано-гравийной смеси и 4,35-7,68 мас.% нефтяного битума с получением асфальтобетонной смеси по известному решению позволяет получить сцепление битума с минеральной частью в соответствии с ГОСТ 11508-74. Однако качественные эксплуатационные показатели асфальтобетона на такой активированной смеси не высокие. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что доломитовый порошок и окатыши горно-обогатительного комбината активируют в шаровой мельнице.
Известен минеральный порошок для асфальтобетонной смеси (RU № 2125547, МПК С04В 26/26, C08L 95/00, опубликовано 27.01.1999 г.), включающий поверхностно-активное вещество, гидрофобизатор и минеральный компонент, который содержит в качестве поверхностно-активного вещества остаток производства алкилсульфата, а в качестве гидрофобизатора тяжелый гудрон при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| остаток производства алкилсульфата | 0,8-1,5 |
| тяжелый гудрон | 1,0-2,0 |
| минеральный компонент | остальное |
Недостатком данного способа является невысокое качество асфальтобетона полученного на основе такого порошка. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что производится предварительное перемешивание и совместное измельчения органической и неорганической составляющих.
Известен наноструктурирующий модификатор для асфальтобетона (RU № 2412126, МПК С04В 24/36, С04В 20/10, В82В 3/00, опубликовано 20.02.2011 г.), который содержит в качестве органической основы битум или мазут и дополнительно равномерно диспергированные в ней углеродные нанотрубки, технический углерод и органоглину при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углеродные нанотрубки | 0,2-10 |
| технический углерод | 10-20 |
| органоглина | 1-20 |
| битум или мазут | остальное |
Недостатком данного способа является трудность совмещения порошка с битумом в промышленных масштабах. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что модификатор асфальтобетона состоит из органической составляющей, в качестве которой выступает технический углерод, минеральной части (органоглина) и адгезионной добавки (углеродные нанотрубки).
Известен способ изготовления модифицирующих добавок (RU № 2211205, МПК С04В 40/00, С04В 28/02, опубликовано 27.08.2003 г.), включающий смешивание минерального наполнителя и дополнительного активного ингредиента при их определенном соотношении с последующим активным перемешиванием в турбулентных потоках, в котором активное перемешивание в турбулентных потоках осуществляют путем двухступенчатой обработки в смесителе в зазорах между билами на роторе и отбойниках на корпусе, при этом скорость ударного нагружения возрастает от 0 до 50 м/с на первой ступени и от 50 до 100 м/с на второй ступени в течение 1-10 с при температуре 40°С при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: минеральный наполнитель 50-95, дополнительный активный ингредиент 5-50. При этом перемешивание в турбулентных потоках производят в смесителе активаторе СЦУ-450, в качестве минерального наполнителя используют один наполнитель из группы: кальцит, барит, известняковая мука, мраморная мука, доломитовая мука, пылевидный кварц, различные виды цемента, гипс, корунд, аморфный кремнезем, а в качестве дополнительного активного ингредиента используют, по крайней мере, один ингредиент из группы: редисперсионные порошки сополимеров и гомополимеров винилацетата, акрилата и бутадиен-стирола, эфиры целлюлозы, водорастворимые пластифицирующие, водоредуцирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирующие, пигментирующие добавки в сухом виде.
Недостатком данного способа является плохая удобоукладываемость асфальтобетона на основе такого модификатора, так как применяемые полимеры значительно повышают вязкость асфальтовяжущего. Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом является то, что компоненты модифицирующей добавки подвергают совместной активации и перемешиванию.
Известен активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей (RU № 2439017, МПК С04В 26/26, опубликовано 10.01.2012 г.). Используемые в составе минерального порошка отходы полусухой очистки дымовых газов, образующихся при сжигании твердых бытовых отходов (ТБО), за счет уникальных структурных свойств позволяют получить порошок, обладающий повышенной способностью заполнять пространства между инертными материалами асфальтобетона и проникать в поры указанных материалов, что приводит к улучшению эксплуатационных свойств асфальтобетонных покрытий. При этом в отличие, например, от таких отходов, как зола-уноса, пылевидные фракции, указанные отходы не обладают способностью к слипанию и затвердению.
Технический результат: упрощение состава порошка, расширение ассортимента активированных минеральных порошков, удовлетворяющих всем требованиям ГОСТ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| отходы полусухой очистки дымовых газов | 40,00-99,00 |
| гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость | 0,10-20,0 |
| битум | остальное до 100 |
По назначению, по технической сущности, по наличию сходных существенных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога для предлагаемой модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси.
Недостатком этого способа производства активированного минерального порошка является трудность получения однородной композиции, а значит, и нестабильное качество асфальтобетона при промышленном производстве. Асфальтобетон на предлагаемом активированном порошке имеет слишком большую прочность при 0°C, что говорит о его плохой морозостойкости, а прочность при длительной выдержке в воде возрастает почти в два раза. Это говорит о том, что органическое вяжущее не обволакивает мелкодисперсную часть асфальтобетонной смеси и это приведет к потери водостойкости покрытия и повышенной хрупкости. Слишком большие показатели прочности при всех температурах свидетельствуют о плохой удобоукладываемости асфальтобетонной смеси на активированном минеральном порошке.
Задачей предлагаемого способа получения модифицирующей добавки (модифицированного минерального порошка) является то, что ее можно использовать на стандартном оборудовании для производства горячего асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами и с улучшенной удобоукладываемостью при низких температурах.
Техническими результатами являются: получение асфальтобетонной смеси однородного состава, повышение качественных показателей и долговечности дорожного покрытия, изготовленного с использованием данной добавки. Технические результаты достигаются тем, что производится совместная механическая активации минеральных и органических компонентов, входящих в состав добавки, в следующей пропорции, масс. %:
| адгезионная добавка | 0.35-0.5 |
| минеральное масло | 3.5-5.0 |
| полимер | 1.5-3.5 |
| порошок из мрамора | остальное |
При производстве горячего асфальтобетона минеральные наполнители предварительно сушат при температуре до 160-170°C, смешивают в смесительном агрегате с модифицирующей добавкой, затем туда же подают битум, предварительно нагретый до температуры 150-160°C и всю смесь перемешивают в течение 40-60 сек, на смешивание подают компоненты при следующих соотношениях, масс. %:
| отсев | 30-45 |
| щебень | 25-50 |
| модифицированный порошок | 4-7 |
| нефтяной битум | 5-7 |
Кроме того, в качестве щебня может быть использован щебень горных пород, в качестве отсева может быть использован отсев гравия или щебня горных пород, в качестве минерального масла могут быть использованы отходы моторных, индустриальных и трансформаторных масел, а в качестве битума используют нефтяной битум марки БНД.
Сравнительный анализ предлагаемой модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси с модифицирующей добавкой по ближайшему аналогу показывает следующее. Предлагаемое решение и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:
- получение модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси;
- использование в составе добавки органического компонента;
- смешивание и совместная активация материала с органическим компонентом.
Предлагаемое решение характеризуется также признаками, отличными от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу:
- в качестве модифицирующей добавки используют полимер СБС;
- на смешивание и на совместную механическую активацию дополнительно подают адгезионную добавку, причем адгезионную добавку подают в смесь предварительно, до механической активации;
- на смешивание и на совместную механическую активацию дополнительно подают минеральное масло;
- на смешивание и на совместную механическую активацию подают компоненты при следующем соотношении, масс. %:
| адгезионная добавка | 0,35-0.5 |
| минеральное масло | 3,5-5,0 |
| полимер СБС | 1,5-3,5 |
| порошок из мрамора | остальное |
При этом в качестве адгезионной добавки используется PolyramL200 (Полирам Л200) фирмы Сеса, в качестве минеральной составляющей используется мрамор, в качестве минерального масла могут быть использованы отработанные масла, в качестве полимера могут быть использованы сополимеры СБС, при этом минеральное масло и полимер СБС подают в смесь предварительно до механической активации.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа получения модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси условию патентоспособности «новизна».
Техническая сущность предлагаемых решений, связанных единым изобретательским замыслом, заключается в следующем.
Минеральный порошок (мелкодисперсный заполнитель) является необходимой составляющей асфальтобетона. Его основная функция - заполнение пор в минеральном остове, что приводит, во-первых, к уменьшению количества битума, во-вторых, к уменьшению толщины пленки битума. Уменьшается стоимость асфальтобетона, уменьшается эффект старения. Другая, менее очевидная функция минерального порошка - это изменение физико-химических свойств битума. Причем "хороший" порошок может значительно улучшать физико-механические показатели битума. К хорошим мелкодисперсным наполнителям относятся доломиты и мраморы. Таким образом, минеральный порошок в значительной степени определяет физико-механические показатели асфальтобетона и даже его срок службы. Для определения эффективности того или иного способа получения минерального порошка необходимо задаться критерием качества. Для практических целей критерием может служить изменение реологических характеристик вяжущего при добавлении в него мелкодисперсного заполнителя, такая смесь называется асфальтовяжущим. Дело в том, что мелкодисперсный наполнитель, обладая большой удельной поверхностью, может изменять не только физико-механические, но и химические свойства битума. Поэтому мелкодисперсные наполнители для асфальтобетона, содержащие каучукоподобные полимеры, могут значительно улучшить его теплостойкость и морозостойкость. Технология совместного измельчения и активации минеральных и полимерных компонентов была реализована на промышленной мельнице периодического действия с истирающим способом обработки материала.
Пример 1
Приведем сравнительные характеристики асфальтовяжущего на обычном минеральном порошке из мрамора, на модифицированном порошке и обычного битума БНД 90/130. Исследованию подвергаются смеси из порошка и битума марки БНД 90/130, взятые в соотношении 1:1 и перемешанные при температуре 170°C. Такая температура смешивания и соотношение порошок: битум позволяют моделировать свойства полимера в асфальтобетоне, выпущенном на промышленной установке.
Состав №1 - асфальтовяжущее состоит из битума и минерального порошка, имеющего состав:
Мрамор - 100%
Состав №2 - асфальтовяжущее состоит из битума и минерального порошка, имеющего состав(масс. %):
| полимер СБС (ДСТ-30Р) | 1% |
| минеральное масло | 2% |
| адгезионная добавка | 0,2% |
| порошок из мрамора | остальное до 100% |
Пример 2
Характеристики асфальтовяжущего на обычном минеральном порошке из мрамора, на модифицированном порошке и обычного битума БНД 90/130. Смеси из порошка и битума марки БНД 90/130 взяты в соотношении 1:1 и перемешаны при температуре 170°C.
Состав №1 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав:
Мрамор - 100%
Состав №2 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав (масс. %):
| полимер СБС(ДСТ-30Р) | 2% |
| минеральное масло | 3,5% |
| адгезионная добавка | 0,35% |
| порошок из мрамора | остальное до 100% |
Пример 3
Характеристики асфальтовяжущего на обычном минеральном порошке из мрамора, на модифицированном порошке и обычного битума БНД 90/130. Смеси из порошка и битума марки БНД 90/130 взяты в соотношении 1:1 и перемешаны при температуре 170°C.
Состав №1 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав:
Мрамор - 100%
Состав №2 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав (масс. %):
| полимер СБС(ДСТ-30Р) | 2% |
| минеральное масло | 5% |
| адгезионная добавка | 0,5% |
| порошок из мрамора | остальное до 100% |
Пример 4
Характеристики асфальтовяжущего на обычном минеральном порошке из мрамора, на модифицированном порошке и обычного битума БНД 90/130. Смеси из порошка и битума марки БНД 90/130 взяты в соотношении 1:1 и перемешаны при температуре 170°C.
Состав №1 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав:
Мрамор - 100%
Состав №2 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав (масс. %):
| полимер СБС(ДСТ-30Р) | 3,5% |
| минеральное масло | 5% |
| адгезионная добавка | 0,5% |
| порошок из мрамора | остальное до 100% |
Пример 5
Характеристики асфальтовяжущего на обычном минеральном порошке из мрамора, на модифицированном порошке и обычного битума БНД 90/130. Смеси из порошка и битума марки БНД 90/130 взяты в соотношении 1:1 и перемешаны при температуре 170°C.
Состав №1- асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав:
Мрамор - 100%
Состав №2 - асфальтовяжущее состоит из битума минерального порошка, имеющего состав (масс. %):
| полимер СБС(ДСТ-30Р) | 4,5% |
| минеральное масло | 7% |
| адгезионная добавка | 0,5% |
| порошок из мрамора | остальное до 100% |
В примере 1 состав не соответствует пределам, описанным в нашем изобретении, и поэтому свойства асфальтовяжущего незначительно отличаются от смеси битума и порошка из мрамора. Использовать такой состав в дорожном строительстве нецелесообразно, так как он несущественно улучшает характеристики асфальтобетона. В примере 5 состав не соответствует пределам, но физико-механические характеристики асфальтовяжущего очень хорошие. Использование такого состава модифицированного порошка невозможно по технологическим причинам: ввиду плохой сыпучести такой порошок невозможно перемещать и дозировать обычными механизмами, имеющимися на стандартных асфальтобетонных заводах.
Известные технологии улучшения качества дорожного битума предполагают растворение полимеров в битуме на специализированных установках. Этот процесс связан с большими материальными и энергетическими затратами в связи со сложностью процесса растворения полимера и необходимостью применения дорогостоящего оборудования. Одним из основных препятствий использованию полимербитумных (ПБВ) вяжущих является то, что его нельзя более 10 часов хранить в нагретом до рабочих температур состоянии, так как происходит деструкция полимера и расслоение вяжущего. Если вяжущее доставлять на асфальтобетонный завод в холодном состоянии, то только на его разогрев затрачивается около суток, а в случае плохих погодных условий необходимо хранить вяжущее в нагретом состоянии много дней (что реально наблюдается на асфальтобетонных заводах). Таким образом, ПБВ желательно производить и использовать в течение нескольких часов, а битумные котлы должны быть оснащены очень эффективной системой перемешивания вяжущего, для чего на каждом асфальтобетонном заводе необходимо иметь специально оборудованный битумный котел.
Преимущество использования модифицированных порошков по предлагаемой технологии, по сравнению со стандартным методом получения полимербитумных вяжущих по ГОСТ Р 52056-2003, заключается в следующем:
во-первых, в возможности использования в качестве минерального масла отработанных масел, а не индустриального масла, что в два раза снижает стоимость продукта;
во-вторых, и это самое важное, исчезает проблема деструкции ПБВ.
Получение, хранение, использование, дозирование модифицированного порошка по предлагаемой технологии осуществляется на стандартном оборудовании, и у модифицированного порошка практически нет ограничения по срокам хранения. Хорошие физико-механические характеристики асфальтовяжущего не могли не сказаться на свойствах асфальтобетона, изготовленного на основе модифицированного полимерами минерального порошка.
Пример №6
Асфальтобетонная смесь приготовлена по следующей технологии: минеральные наполнители, нагретые до 160-170°C, смешивают в смесительном агрегате с модифицированным порошком, затем туда же подают битум, предварительно нагретый до температуры 150-160°C, и всю смесь перемешивают в течение 40-60 сек, на смешивание подают компоненты при следующих соотношениях, масс. %:
| отсев | 49 |
| щебень | 45 |
| модифицированный порошок | 6 |
| нефтяной битум (добавка сверх 100%) | 6 |
Образцы асфальтобетона имели показатели, представленные в таблице №6.
Испытания асфальтобетона проводились по методике, предназначенной для оценки качества асфальтобетонов модифицированных блок-сополимерами типа СБС, а именно: ОДМ 218.2.003-2007 "Рекомендации по использованию полимерно-битумных вяжущих материалов на основе блок-сополимеров типа СБС при строительстве и реконструкции автомобильных дорог". Как и ожидалось, асфальтобетон характеризуется повышенной R50 (что говорит о повышенной теплостойкости), пониженной R0 (что характеризует хорошую морозостойкость) и отличной водостойкостью. Кроме того, при строительстве экспериментального участка автодороги была отмечена очень хорошая удобоукладываемость модифицированной асфальтобетонной смеси при пониженных температурах.
Общий вывод заключается в том, что модифицирование минеральных порошков приводит к значительному улучшению реологических показателей асфальтовяжущего. Это естественно приводит к заметному положительному изменению свойств асфальтобетона: увеличению долговечности, морозостойкости и стойкости к перепадам температур.
В результате сравнения предлагаемых решений с другими известными решениями в данной области не выявлено технических решений, которые характеризовались бы идентичными или аналогичными совокупностями признаков с предлагаемым способом получения модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси.
Не выявлено технических решений с идентичными или аналогичными совокупностями признаков, которые при использовании обеспечивали бы достижение результатов, аналогичных с достигаемыми результатами при использовании совокупности признаков предлагаемых решений, что позволяет сделать вывод о соответствии данных предлагаемых решений условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Claims (4)
1. Способ получения модифицирующей добавки для асфальтобетонной смеси, включающий смешивание и совместную механическую активацию минерального материала с полимером СБС, отличающийся тем, что на смешивание и на совместную механическую активацию подают минеральный порошок в виде порошка из мрамора, полимер СБС, адгезионную добавку и минеральное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
адгезионная добавка 0,35-0,5
минеральное масло 3,5-5,0
полимер СБС 1,5-3,5
порошок из мрамора остальное.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального масла используют отработанные трансформаторные и индустриальные масла и подают их в смесь предварительно до механической активации.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимер СБС подают в смесь предварительно до механической активации.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что адгезионную добавку подают в смесь предварительно до механической активации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133122/05A RU2572129C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133122/05A RU2572129C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572129C1 true RU2572129C1 (ru) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014133122/05A RU2572129C1 (ru) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572129C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748791C1 (ru) * | 2020-11-18 | 2021-05-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Модификатор асфальтобетонной смеси и способ его получения |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1248986A1 (ru) * | 1982-10-28 | 1986-08-07 | Свердловский филиал Государственного дорожного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института | Асфальтобетонна смесь |
| RU2131854C1 (ru) * | 1998-07-06 | 1999-06-20 | Руденский Андрей Владимирович | Способ получения минерального порошка для асфальтобетонных смесей |
| RU2365553C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-08-27 | Валерий Сергеевич Прокопец | Асфальтобетон, содержащий механоактивированную резиновую крошку |
| RU2439017C1 (ru) * | 2010-05-25 | 2012-01-10 | Андрей Геннадьевич Прохоров | Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей |
| RU2466161C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-11-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) | Наномодифицированная асфальтобетонная смесь |
-
2014
- 2014-08-12 RU RU2014133122/05A patent/RU2572129C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1248986A1 (ru) * | 1982-10-28 | 1986-08-07 | Свердловский филиал Государственного дорожного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института | Асфальтобетонна смесь |
| RU2131854C1 (ru) * | 1998-07-06 | 1999-06-20 | Руденский Андрей Владимирович | Способ получения минерального порошка для асфальтобетонных смесей |
| RU2365553C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-08-27 | Валерий Сергеевич Прокопец | Асфальтобетон, содержащий механоактивированную резиновую крошку |
| RU2439017C1 (ru) * | 2010-05-25 | 2012-01-10 | Андрей Геннадьевич Прохоров | Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей |
| RU2466161C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-11-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (ИПНГ СО РАН) | Наномодифицированная асфальтобетонная смесь |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748791C1 (ru) * | 2020-11-18 | 2021-05-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Модификатор асфальтобетонной смеси и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sargın et al. | Evaluation of rice husk ash as filler in hot mix asphalt concrete | |
| Essawy et al. | Environmentally friendly road construction | |
| EP2984143B1 (en) | Mastic composition for asphalt mixtures and process for making such a mastic composition | |
| CN115380142B (zh) | 路基层的构筑方法和用于其的混合物 | |
| RU2196750C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| RU2303576C2 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| RU2559508C1 (ru) | Модификатор битума для дорожного асфальтобетона | |
| Nassef et al. | Laboratory Evaluation of Rice Husk and Sawdust on the Performance of Asphalt Binders and Mixtures. | |
| RU2149848C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| Joni et al. | Properties of modified asphalt mixtures with additives of fillers materials | |
| RU2572129C1 (ru) | Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей | |
| RU2365553C1 (ru) | Асфальтобетон, содержащий механоактивированную резиновую крошку | |
| RU2222559C1 (ru) | Добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона | |
| RU2148562C1 (ru) | Способ приготовления асфальтобетонной смеси | |
| RU2703205C1 (ru) | Способ получения модифицированного битумного вяжущего | |
| RU2435743C1 (ru) | Резинированная вибролитая асфальтобетонная смесь | |
| JPS584121B2 (ja) | 建設材料用ビチユ−メン性バインダ−の製法 | |
| RU2521988C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь на наномодифицированном вяжущем | |
| RU2611801C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| Oba et al. | Characterisation of saw dust ash-quarry dust bituminous concrete | |
| RU2343129C1 (ru) | Способ получения каменного материала для устройства шероховатой поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий, дражжированного нефтебитумом, модифицированного резиновой крошкой | |
| RU2095325C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| RU2184096C1 (ru) | Пористая эмульсионно-минеральная смесь | |
| RU2487095C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
| RU2192400C1 (ru) | Битумопесчаная мастика для тонких слоев покрытий |