СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ Российский патент 1997 года по МПК C04B26/26 E01C7/18 

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности, к приготовлению органоминеральных смесей.

Известен способ приготовления холодиной органоминеральной смеси, по типу асфальтобетона, предусматривающий смешение предварительно нагретых минеральных материалов с жидким нефтяным вяжущим [1]
Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату является способ приготовления органоминеральной смеси, включающий смешение предварительно нагретых минеральных материалов с 12-16% раствора едкого натра 0,5-1,0% концентрации, последующее перемешивание полученной смеси с нефтяным вяжущим, в который введены кубовые остатки ректификации бензойной кислоты в количестве 0,05-0,5 мас. [2]
Недостатком известных способов является высокая степень водонасыщения устраиваемых покрытий, обуславливающая необходимость их дополнительного уплотнения колесами движущихся автомобилей.

Заявляемое изобретение направлено на улучшение качества органоминеральной смеси, обеспечивающее повышение эксплуатационных параметров устраиваемых покрытий уменьшение их водонасыщения, увеличение долговечности.

Для устранения недостатков, присущих способу-прототипу, и достижения указанных в заявляемом изобретении результатов предлагается способ приготовления органоминеральной смеси, включающий смешение увлажненных, предварительно нагретых минеральных материалов, отличающийся тем, что минеральные материалы увлажняют водным раствором щелочи с концентрацией 0,3-0,4% затем нефтяное вяжущее обрабатывают кубовыми остатками синтетических жирных кислот в количестве1,5-2,5% от массы вяжущего, после чего минеральный материал перемешивают с вяжущим, причем в качестве нефтяного вяжущего используют вязкий битум.

В предлагаемом способе при смещении увлажненных водным раствором щелочи предварительно нагретых минеральных материалов с вязким битумом, обработанных кубовыми остатками синтетических жирных кислот, происходит процесс самопроизвольного эмульгирования битума. Эмульсия образуется в результате кислотно-щелочной реакции между кислотами, содержащимися в битуме (кубовые остатки синтетических жирных кислот), и водным раствором щелочи (NaOH). Для инициирования процесса самоэмульгирования достаточно механического воздействия от перемешивания и термического от нагревания компонентов органоминеральной смеси. Получение качественной органоминеральной смеси в случае применения раствора щелочи с концентрацией ниже 0,3% оптимального значения и битума с меньшим 1,5% содержанием кубовых остатков синтетических жирных кислот невозможно, вследствие медленного образования эмульсии, так как количество химических элементов, участвующих в кислотно-щелочной реакции, недостаточно. При завышенной 0,4% по сравнению с оптимальным значением концентрации щелочного раствора и большим 2,5% содержанием кубовых остатков синтетических жирных кислот в битуме качество органоминеральной смеси заметно ухудшается, в результате превышения компонентами кислотно-щелочной реакции оптимальных значений, что приводит к замедлению образования эмульсии. Образующаяся при оптимальных значениях указанных компонентов самопроизвольная битумная эмульсия обладает высоко агрегативной устойчивостью. Водный раствор щелочи после распада эмульсии играет роль пластификатора,способствующего лучшему уплотнению смеси. Кубовые остатки синтетических жирных кислот, вводимые в битум для увеличения его кислотного числа, благотворно влияют на хемосорбционные процессы, протекающие при формировании структуры органоминеральной смеси.

Применение в качестве нефтяного вяжущего битума в сочетании с оптимальными значениями концентрации раствора щелочи и количества кубовых остатков синтетических жирных кислот, вводимых в битум, позволяет добиться ускорения формирования покрытия, придать ему высокую прочность и снизить степень водонасыщения.

Для осуществления данного способа используют следующие материалы:
отсев дробления известнякового щебня, фр. 5-10 мм 60% ГОСТ 26873-86;
песок Мкр 1, 72-30% ГОСТ 8736-83;
минеральный порошок 10% ГОСТ 16557-78;
битум БНД 200/300 7% от массы минеральной части ГОСТ 22245-90;
вода 7% от массы минеральной части ГОСТ 2263-79;
NaOH 0,3-0,4% от массы воды ГОСТ 2263-79;
кубовые остатки синтетических жирных кислот 105 мг/КОН 1,5-2,5% от массы битума ТУ 28-1-07-54-74.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению со способом прототипом можно рассмотреть на конкретных примерах приготовления органоминеральной смеси, охватывающих интервальные значения концентрации раствора щелочи и содержания кубовых остатков синтетических жирных кислот в битуме. Примеры с 1 по 5.

По предлагаемому способу.

Нагретые до -95^oС минеральные материалы перемешивают всмесителе в течение 20 сек. Затем их в течение 30 сек смешивают с водным раствором щелочи, содержащим от 0,3 до 0,4% NaOH от массы воды. Увлажненные минеральные материалы перемешивают с вязким битумом, предварительно обработанным от 1,5 до 2,5% кубовых остатков синтетических жирных кислот, нагреты до температуры 120^oС, в течение 110 секунд.

В примерах 2-5 последовательность, наименование и продолжительность технологических операций те же, что в примере 1. Варьируется содержание кубовых остатков синтетических жирных кислот в битуме и концентрация водного раствора щелочи.

Результаты испытаний образцов из органоминеральной смеси приведены в таблице.

Из таблицы видно, что в случаях приготовления органоминеральной смеси по предлагаемой технологии с оптимальным содержанием кубовыхостатков синтетических жирных кислот и концентрацией щелочного раствора с использованием вязкого битума обеспечивается значительное уменьшение степени водонасыщения получаемого покрытия.

Полученная органоминеральная смесь обладает низкой степенью слеживаемости и может храниться перед укладкой в покрытие в течение длительного времени (до 6-ти месяцев). Кроме того, материал из данной смеси практически по всем физико-механическим показателям близок к теплому асфальтобетону и может найти применение в устройстве покрытий дорог более высоких (II-III) категорий.

Использование: дорожное строительство. Сущность изобpетения: органоминеральную смесь готовят путем смешения увлажненных раствором едкого натра 0,3 - 0,4% концентрации, предварительно нагретых минеральных материалов с вязким битумом, в который предварительно вводят 1,5 - 2,5% кубовых остатков синтетических жирных кислот. Способ позволяет получить качественное дорожное покрытие с пониженным водонасыщением. 1 табл.

Способ приготовления органоминеральной смеси, включающий смешение увлажненных раствором едкого натра предварительно нагретых минеральных материалов и последующее перемешивание их с нефтяным вяжущим, обработанным кубовым остатком синтетических кислот, отличающийся тем, что концентрация водного раствора едкого натра составляет 0,3 0,4% а количество кубовых остатков синтетических жирных кислот, вводимых в битум, составляет 1,5 2,5% от массы вяжущего, причем в качестве нефтяного вяжущего используют вязкий битум.