АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1994 года по МПК C04B26/26 C08L95/00 

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей на основе органических вяжущих веществ, применяемых при строительстве и ремонте автомобильных дорог.

Известна асфальтобетонная смесь, включающая, мас. % : битум 8-9, отходы гальванического производства 10-14, песок остальное.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является асфальтобетонная смесь, включающая, мас. % : битум 7-9, карбонатный минеральный порошок 8-16, природный песок остальное.

Недостатком указанных смесей является их невысокая теплостойкость.

Цель изобретения - повышение теплостойкости асфальтобетона.

Эта цель достигается тем, что асфальтобетонная смесь, включающая битум, карбонатный минеральный порошок и природный песок, содержит карбонатный минеральный порошок модифицированный 8-12% шлама гальванических производств при следующем соотношении компонентов, мас. % : Битум 5,66-6,54 Минеральный порошок 13,1-18,6 Природный песок Остальное
Указанный шлам гальванических производств содержит в своем составе гидроксиды металлов (на сухое вещество), мас. % : кальция 30-70; железа 7-60; меди 0,1-12; цинка 0,1-18; хрома 0,1-16; никеля 0,01-3; алюминия 0-8; кадмия 0-0,5; других металлов (кобальта, марганца, свинца, олова), 0-1,5, нерастворимые в кислотах включения 0-28.

Модифицированный минеральный порошок готовят следующим образом. Щебень из карбонатных пород (известняк, доломит и др. ) и шлам гальванических производств высушивают до постоянной массы, а затем смешивают в определенной пропорции. Полученную смесь загружают в помольный агрегат, где осуществляют измельчение до требуемой тонкости помола. В процессе измельчения в результате соударений на поверхности карбонатных частиц прививаются гидроксиды металлов шлама. При этом образуется слой химически привитых к карбонату соединений, содержащих определенные функциональные группы (например, ОН) или реакционноспособные звенья. В результате модификации поверхности зерен минерального порошка повышается стойкость его к агрегированию, облегчается их введение в битумы и увеличивается структурирующая способность.

П р и м е р. Для экспериментальной проверки заявляемой асфальтобетонной смеси были изготовлены несколько смесей. В качестве заполнителя во всех смесях использовали речной кварцевый песок, добываемый со дна р. Дон в пределах Воронежской области с модулем крупности 2,22 и отвечающий требованиям ГОСТ 8736-85. Перед применением песок просеивали через сито с отверстиями 5 мм. В качестве вяжущего для приготовления асфальтобетонных смесей использовали битум, полученный на окислительной установке управления по строительству и ремонту дорог г. Воронежа из гудрона Уфимского нефтеперерабатывающего завода. По своим свойствам битум соответствовал марке БНД-60/90 и отвечал нормам ГОСТ 22245-76 на вязкие нефтяные дорожные битумы.

Для приготовления асфальтобетонной смеси по прототипу применяли содощелочной плав Курского завода "Химволокно" по производству капролактама, сатурационный шлам сахарного завода с. Садовое Воронежской области и минеральный порошок Управления по строительству и ремонту дорог г. Воронежа, изготовленный на шаровой мельнице этого управления из известняка Елецкого месторождения Липецкой области отвечающий нормам ОСТ 16557-78.

Модифицированный минеральный порошок готовили путем совместного помола в лабораторной шаровой мельнице известняка Елецкого месторождения Липецкой области и шлама гальванического цеха Воронежского завода "Электроприбор", содержащего гидрооксиды металлов в следующем количестве (по сухому веществу), мас. % : кальция 36,44; железа 11,08; меди 5,21; цинка 1,65; хрома 14,86; никеля 2,93; кадмия 0,47; нерастворимый в кислотах осадок 27,36. Перед помолом в шаровой мельнице известняк и шлам сушили до постоянной массы при температуре не выше 110^оС. Высушенный шлам вводили в известняковый щебень в количестве 5,8,10,12 и 15% от массы минерального порошка. При помоле порошка осуществляли текущий контроль зернового состава минерального порошка для получения порошков, идентичных пор зерновому составу. Модифицированные минеральные порошки, испытанные согласно ГОСТ 12784-78, по своим свойствам отвечают нормам ГОСТ 16557-78.

Стандартные образцы диаметром и высотой 50,5 мм из асфальтобетонных смесей, приготовленных с применением модифицированного минерального и по прототипу изготовляли и испытывали по методикам, предусмотренные ГОСТ 12801-84.

Результаты испытаний асфальтобетонных образцов представлены в табл. 2.

Анализ результатов испытаний показывает, что показатели теплостойкости заявляемой асфальтобетонной смеси при указанных соотношениях компонентов (смеси 2-4) превышает теплостойкость прототипа, выполненного на материалах заявки. Наилучшие показатели свойств асфальтобетона получены при модификации минерального порошка шламом гальванических производств в количестве 8-12% от массы минерального порошка. Кроме того, указанные смеси (2-4) имеют низкий показатель набухания и высокую водостойкость, что в несколько раз превышает аналогичные показатели у прототипа.

Использование: дорожное строительство. Сущность изобретения: асфальтобетонная смесь содержит, мас. % : битум 5,66 - 6,54, карбонатный минеральный порошок, модифицированный 8 - 12; шлам гальванических производств 13,10 - 18,60; природный песок остальное. Прочность при сжатии при 20С получаемого асфальтобетона 2,4 - 3,8 МПа, то же при 50С 0,7 - 2,3 МПа, коэффициент водостойкости 0,79 - 1,01. 1 з. п. ф-лы. 2 табл.

1. АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ, включающая битум, карбонатный минеральный порошок и природный песок, отличающаяся тем, что она содержит карбонатный минеральный порошок, модифицированный 8 - 12% шлама гальванических производств при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Битум 5,66 - 6,54
Указанный минеральный порошок 13,10 - 18,60
Природный песок Остальное
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что шлам гальванических производств содержит гидроксиды металлов (на сухое вещество), мас. % :
Кальций 30 - 70
Железо 7 - 60
Медь 0,1 - 12,0
Цинк 0,1 - 18,0
Хром 0,1 - 16,0
Никель 0,01 - 3,0
Алюминий 0 - 8
Кадмий 0 - 0,5
Другие металлы (кобальт, марганец, свинец, олово) 0 - 1,5
Нерастворимые в кислотах включения 0 - 28