СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ДОРОЖНОГО И ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Российский патент 1995 года по МПК C08L95/00 C08K13/02 C08L95/00 C08L23/06 C08K13/02 C08K3/06 C08K5/12 C08K5/523 C08K7/02 C08K7/16 

Изобретение относится к строительным материалам, содержащим битум, и может быть использовано в производстве дорожно-строительных и гидроизоляционных материалов, в частности - для приготовления композиций, используемых при строительстве и ремонте покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов, многоэтажных и подземных гаражей и гидротехнических сооружений.

Известен способ приготовления композиций для покрытия спортивных площадок, включающий смешение нагретого битума, волокнистого наполнителя, полимерного компонента, резиновой крошки (1).

В качестве волокнистого наполнителя используют стекловолокно, обработанное олигоэфиракрилатом, которое смешивают с битумом, в полученную смесь вводят дополнительно минеральный порошок, перемешанный с 46,5-53,0% резиновой крошки от общей его массы, смесь выдерживают при 140-160^оС в течение 4,5-5,5 ч, охлаждают, а затем дополнительно вводят песок, смешанный с оставшейся резиновой крошкой и производят окончательное перемешивание композиции состава, мас.%: Битум 1,9-3,1 Стекловолокно 9,4-10,8 Олигоэфиракрилат 7,0-10,0 Резиновая крошка 36,1-39,7 Минеральный порошок 8,6-14,0 Песок 28,0-30,6
Композиция, полученная известным способом, обладает недостаточными деформационными свойствами, эластичностью в большом диапазоне температурных изменений, адгезионными и когезионными свойствами.

Создание покрытий с высокими деформационными свойствами в большом диапазоне эксплуатационных температур с высокой адгезионной прочностью, является задачей, на решение которой направлено данное изобретение.

Сущность изобретения заключается в том, что способ приготовления композиций для дорожного и гидротехнического строительства включает смешение инградиентов.

Способ 1. Смесь резиновой крошки в количестве 55-57 мас.%, волокнистого наполнителя в количестве 22-24 мас.%, полимерного компонента в количестве 2,7-3,6 мас. % обрабатывают пластификатором в количестве 0,7-3,4 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч, причем в качестве пластификатора используют дибутилфталат или диактилфталат, или трифенилфосфат, в качестве волокнистого наполнителя - обрезки металлокордовой проволоки длиной 10-25 мм, а в качестве полимерного компонента - полиэтилен в виде дробленных отходов производства или утилизированных бытовых отходов. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 11-13 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют пластификатор (остаток от общего количества) в количестве 1,1-2,6 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

При этом происходит разрыхление структуры резиновой крошки и полиэтилена. Введение битума предотвращает испарение пластификатора. Происходит изменение структуры битума, способствующей повышению интенсивности пластификации резиновой крошки и полиэтилена, повышению адгезии общей массы компонентов, в том числе с металлокордом. С повышением температуры достигается определенная однородность по прочности всей массы композита в конструкции.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 1,3-2,2 мас.% в течение 0,2-0,3 ч, процесс ведут при постоянном перемеши- вании.

Введение серы на последнем этапе позволяет обеспечить вулканизацию полимеров и на этой основе повысить прочность материала в конструкции, т.е. обеспечивает формирование прочных адгезионных связей с основанием покрытия.

Покрытие, полученное по первому способу обладает большой деформационной способностью, большой адгезионной прочностью, малой газопроницаемостью. Данное покрытие может быть эффективно использовано на деформационных швах цементно-бетонных покрытий, мостах, внутренней гидроизоляции транспортных и гидротехнических сооружений.

Сущность изобретения по второму способу заключается в том, что способ приготовления композиции для дорожного и гидротехнического строительства включает также смешение инградиентов.

Смесь резиновой крошки в количестве 28-36 мас.%, волокнистого наполнителя в количестве 12-14 мас.%, полимерного компонента в количестве 1,7-2,2 мас. % обрабатывают пластификатором в количестве 0,7-1,1 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч, причем в качестве пластификатора используют дибутилфталат или диоктилфталат или трифенилфосфат, в качестве волокнистого наполнителя - обрезки металлокордовой проволоки длиной 10-25 мм, а в качестве полимерного компонента - полиэтилен в виде дробленных отходов производства или утилизированных бытовых отходов. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 6-8 мас.% в течение 1,0-1,5 ч. В полученную смесь снова добавляют пластификатор (остаток от его общего количества) в количестве 1,1-1,7 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

При этом происходит разрыхление структуры резиновой крошки и полиэтилена. Введение битума предотвращает испарение пластификатора. Происходит изменение структуры битума, способствующей повышению интенсивности пластификации резиновой крошки и полиэтилена, повышению адгезии общей массы компонентов, в том числе с металлокордом. С повышением температуры достигается определенная однородность по прочности всей массы композита в конструкции.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 0,7-1,5 мас.% в течение 0,2-0,3 ч и минеральный наполнитель, процесс ведут при постоянном перемешивании.

Введение серы на последнем этапе позволяет обеспечить вулканизацию полимеров и повысить прочность материала, обеспечивает формирование адгезионных связей с основанием покрытия.

Покрытие, полученное по второму способу, может быть использовано для верхних износоустойчивых слоев на дорогах, аэродромах, остановочных площадках и т.д. Покрытия, полученные таким способом, более устойчивы к воздействию нагрузок от движущегося транспорта, более устойчиво к истиранию, атмосферным осадкам и колебаниям температуры.

Примеры конкретного способа приготовления композиции для дорожного и гидротехнического строительства приведены в табл.1,2,3.

П р и м е р ы 4, 5 и 6; 10, 11 и 12; 16; 17 и 18 характеризуют способ получения композиций по первому способу с разными пластификаторами.

П р и м е р ы 1, 2 и 3; 7, 8 и 9; 13, 14 и 15 - по второму способу с теми же пластификаторами.

В табл. 4 и 5 приведены свойства покрытия по примерам.

Примеры осуществления способа приготовления композиций для дорожного и гидротехнического строительства по первому способу.

П р и м е р 5. Смесь резиновой крошки в количестве 57 мас.% обрезок металлокордовой проволоки в количестве 22 мас.%, полиэтилена в виде дробленных отходов производства в количестве 3,0 мас.% обрабатывают дибутилфталатом в количестве 1,9 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Происходит разрыхление структуры резиновой крошки и полиэтилена. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 12 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют дибутилфталат в количестве 2,6 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

Происходит изменение структуры битума, способствующей повышению интенсивности пластификации резиновой крошки и полиэтилена, повышению адгезии общей массы компонентов, в том числе с металлокордом.

С повышением температуры достигается определенная однородность по прочности всей массы композита в конструкции.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 1,5 мас.% в течение 0,2-0,3 ч. Процесс ведут при постоянном перемешивании. Введение серы позволяет осуществить вулканизацию свободных звеньев полимеров и на этой основе повысить прочность материала в конструкции, т.е. обеспечивает формирование прочных адгезионных связей с основанием покрытия.

П р и м е р 11. Смесь резиновой крошки в количестве 56 мас.%, обрезок металлокордовой проволоки в количестве 23 мас.%, полиэтилена в виде дробленных отходов производства в количестве 3,2 мас.% обрабатывают диактилфталатом в количестве 1,4 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 12 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют диактилфталат в количестве 2,2 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 2,2 мас.% в течение 0,2-0,3 ч. Процесс ведут при постоянном перемешивании.

П р и м е р 17. Смесь резиновой крошки в количестве 56 мас.%, обрезки металлокордовой проволоки в количестве 22 мас.%, полиэтилена в виде дробленных отходов производства в количестве 3,4 мас.% обрабатывают трифенилфосфатом в количестве 1,9 мас. % при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 12 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют трифенилфосфат в количестве 2,6 мас. % в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 2,1% в течение 0,2-0,3 ч. Процесс ведут при постоянном перемешивании.

Примеры осуществления способа приготовления композиций для дорожного и гидротехнического строительства по второму варианту.

П р и м е р 2. Смесь резиновой крошки в количестве 34 мас.%, обрезок металлокордовой проволоки в количестве 13 мас.%, полиэтилена в виде дробленных отходов производства в количестве 1,8 мас.% обрабатывают дибутилфталатом в количестве 1,1 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 7 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют дибутилфталат в количестве 1,5 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 0,9 мас.% в течение 0,2-0,3 ч и добавляют минеральный наполнитель (крупно- зернистый песок, минеральный порошок и щебень размером до 0,5 мм) в количестве 40,7 мас.%. Процесс ведут при постоянном перемешивании.

П р и м е р 8. Смесь резиновой крошки в количестве 30 мас.%, обрезок металлокордовой проволоки в количестве 13 мас.%, полиэтилена в виде дробленных отходов производства в количестве 1,8 мас.% обрабатывают диоктилфталатом в количестве 0,8 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 7 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют диоктилфталат в количестве 1,2 мас.% в течение 2,0-2,5 ч, повышая температуру до 195-200^оС.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 1,2 мас.% в течение 0,2-0,3 ч и добавляют минеральный наполнитель в количестве 45,0 мас.%. Процесс ведут при постоянном перемешивании.

П р и м е р 14. Смесь резиновой крошки в количестве 32 мас.%, обрезок металлокордовой проволоки в количестве 12 мас.%, полиэтилена в виде отходов производства в количестве 2,0 мас.% обрабатывают трифенилфосфатом в количестве 1,1 мас.% при температуре смеси 50-60^оС в течение 0,5-1,0 ч. Затем в смесь впрыскивают битум, разогретый до 145-150^оС в количестве 7 мас.% в течение 1,0-1,5 ч.

В полученную смесь снова добавляют трифенилфосфат в количестве 1,5 мас. % в течение 2,0-2,5 ч., повышая температуру до 195-200^оС.

Затем в смесь добавляют серу в количестве 1,2 мас.% в течение 0,2-0,3 ч. и добавляют минеральный наполнитель в количестве 43,2 мас.%. Процесс ведут при постоянном перемешивании.

Использование: изобретение относится к строительным материалом, содержащим битум, и может быть использовано в производстве дорожно-строительных и гидроизоляционных материалов. Сущность изобретения: способ получения композиции заключается в том, что осуществляют смешение композиции следующего состава /первый способ/, мас.%: битума 11 - 13; резиновая крошка 55 - 57; волокнистый наполнитель /обрезки металлокордовой проволоки/ 22 - 24; отходы полиэтилена 2,7 - 3,6; пластификатора 3,6 - 6,0; сера 1,3 - 2,2. В качестве пластификатора используют пластификатор, выбранный из группы, включающей дибутилфталат, диоктилфталат, трифенилфосфат. Способ осуществляют смешением первоначально резиновой крошки, волокнистого наполнителя, отходов полиэтилена и 38,9 - 56,7 от общего количества пластификатора. Полученную смесь перемешивают при 50 - 60°С в течение 0,5 - 1,0 ч. Затем в течение 1,0 - 1,5 ч вволят нагретый до 145 - 150°С битум с последующим введением в течение 2,0 - 2,5 ч остального количества пластификатора, при этом осуществляют повышение температуры до 195 - 200°С, после чего в течение 0,2 - 0,3 ч вводят серу. В течение всего процесса осуществляют перемешивание компонентов композиции. Второй способ отличается составом композиции и содержит следующие компоненты, мас.%: битум 6 - 8; резиновая крошка 28 - 36; волокнистый наполнитель 12 - 14; отходы полиэтилена 1,7 - 2,2; пластификатор 1,8 - 2,8; сера 0,7 - 1,5 и минеральный наполнитель 36,1 - 43,2. Минеральный наполнитель вводят на последней стадии с серой. Способ аналогичен описанному способу один, но отличаетмя тем, что первая порция пластификатора составляет 38,9 - 39,3% от общего количества. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ДОРОЖНОГО И ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА путем смешения битума, волокнистого наполнителя, полимерного компонента, резиновой крошки, отличающийся тем, что в качестве полимерного компонента используют полиэтилен в виде дробленых отходов, в качестве волокнистого наполнителя - обрезки металлокордовой проволоки длиной 10 - 25 мм, в состав композиции дополнительно вводят серу и пластификатор, выбранный из группы, включающей дибутилфталат, диоктилфталат, трифенилфосфат, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
Битум - 11 - 13
Резиновая крошка - 55 - 57
Обрезки металлокордовой проволоки длиной 10 - 25 мм - 22 - 24
Отходы полиэтилена - 2,7 - 3,6
Пластификатор - 3,6 - 6,0
Сера - 1,3 - 2,2
при этом первоночально смешивают резиновую крошку, волокнистый наполнитель и отходы полиэтилена, затем вводят 38,9 - 56,7% от общего количества пластификатора и полученную смесь перемешивают при 50 - 60^oС в течение 0,5 - 1,0 ч, затем в течение 1,0 - 1,5 ч вводят нагретый до 145 - 150^oС битум с последующим введением в течение 2,0 - 2,5 ч остального количества пластификатора, при этом осуществляют повышение температуры до 195 - 200^oС, после чего в течение 0,2 - 0,3 ч вводят серу при постоянном перемешивании компонентов композиции в течение всего процесса смешивания. 2. Способ получения композиции для дорожного и гидротехнического строительства путем смешения битума, волокнистого наполнителя, полимерного компонента, резиновой крошки, минерального наполнителя, отличающийся тем, что в качестве полимерного компонента используют полиэтилен в виде дробленых отходов, в качестве волокнистого наполнителя - обрезки металлокордовой проволоки длиной 10 - 25 мм, в состав композиции дополнительно вводят серу и пластификатор, выбранный из группы, включающей дибутилфталат, диоктилфталат, трифенилфосфат, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
Битум - 6 - 8
Резиновая крошка - 28 - 36
Обрезки металлокордоновой проволоки длиной 10 - 25 мм - 12 - 14
Отходы полиэтилена - 1,7 - 2,2
Пластификатор - 1,8 - 2,8
Сера - 0,7 - 1,5
Минеральный наполнитель - 36,1 - 49,6
при этом первоночально смешивают резиновую крошку, волокнистый наполнитель и отходы полиэтилена, затем вводят 38,9 - 39,3% от общего количества пластификатора и полученную смесь перемешивают при 50 - 60^oС в течение 0,5 - 1,0 ч, затем в течение 1,0 - 1,5 ч вводят нагретый до 145 - 150^oС битум с последующим введением в течение 2,0 - 2,5 ч остального количества пластификатора, при этом осуществляют повышение температуры до 195 - 200^oС, после чего в течение 0,2 - 0,3 ч вводят серу и минеральный наполнитель при постоянном перемешивании компонентов композиции в течение всего процесса смешения.