АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C04B26/26 C04B111/20 C08L95/00 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве автомобильных дорог, аэродромов, мостов и гидротехнических сооружений.

Известны асфальтобетонные смеси, модифицированные для улучшения эластично-упругих свойств асфальтобетона эластомерной (резиновой или каучуковой) крошкой [1] Эластомерный модификатор набухает в горячем органическом вяжущем, в частности битуме, постепенно образуя с ним однородную массу. Процессы набухания и деструкции эластомера протекают медленно и для их интенсификации вводят либо специальные деструктирующие компоненты либо воздействуют технологическими приемами: повышают температуру процесса, проводят многостадийный нагрев с постепенным подъемом температуры, осуществляют продувку горячим воздухом. Все эти факторы усложняют процесс приготовления асфальтобетонной смеси, при этом не всегда достигается однородное распределение эластомерного модификатора, отрицательно сказывается на свойствах асфальтобетона. Кроме того, на набухание эластомерного модификатора расходуется битум, что повышает битумоемкость асфальтобетонной смеси.

Известна асфальтобетонная смесь, содержащая, мас. битум 6-8; модификатор в виде резинового порошка 1,5-3,0; деструктирующий аминный компонент -0,02-0,08; минеральный заполнитель остальное [2]
Водонасыщение асфальтобетона на основе известной смеси составляет 2,0-2,6 об. что превышает требования, предъявляемые к гидротехническому асфальтобетону.

Наиболее близкой по технической сущности является асфальтобетонная смесь, содержащая, мас. модифицированный жидкий битум или нефтяной гудрон 5,5; минеральный заполнитель остальное.

При этом модификатор включает эластомерную (резиновую) крошку, нефтепродукт в виде минерального масла и шлам шлифования хромистых сталей, а соотношение компонентов в модифицированном органическом вяжущем составляет, мас. резиновая крошка 10-20; минеральное масло 0,02-0,03; указанный шлам 0,98-1,97; жидкий битум или нефтяной гудрон остальное [3]
Асфальтобетон из известной смеси имеет водонасыщение более 1,8% что, по-видимому, связано с недостаточно однородным набуханием и распределением эластомерной крошки.

Кроме того, известная смесь многокомпонентна. Наличие двух деструктирующих компонентов (минерального масла и шлама) делает процесс изготовления асфальтобетонной смеси более продолжительным и сложным.

Задачей изобретения является повышение качества асфальтобетона за счет утилизации отходов производства.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, заключается в снижении водонасыщения асфальтобетона, упрощении технологического процесса и сокращения его продолжительности.

Указанный технический результат достигается тем, что, согласно изобретению, асфальтобетонная смесь, содержащая битум, модификатор, включающий эластомерную крошку, и нефтепродукты, и минеральный заполнитель, в качестве модификатора содержит отработанный набухший эластомерный сорбент установок по очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов, в котором соотношение эластомерная крошка: нефтепродукты составляет от 1:1 до 1:3, при следующем соотношении компонентов смеси, мас. битум 5,0-8,0; указанный отработанный сорбент 0,2-2,0; минеральный заполнитель остальное.

Эластомерный сорбент представляет собой эластомерную крошку из отходов производства резинотехнических изделий из сшитых карбоцепных каучуков с удельной поверхностью 10-30 м²/г при следующем фракционном составе, мас. фракция менее 1,0 мм 20-30; фракция 1,0-2,5 мм 60-75; фракция 2,5-3,0 мм 5-10.

В процессе очистки промышленных сточных вод указанный сорбент благодаря способности к набуханию в нефтепродуктах и высокоразвитой удельной поверхности поглощает нефтепродукты в количестве 100-300% от своей массы. При набухании полимерные цепи эластомера распределяются и структура частиц сорбент изменяется, то есть отработанный сорбент имеет иную физико-химическую природу, чем исходная эластомерная крошка.

Насыщенные нефтепродуктами, в том числе минеральными маслами, частицы сорбента легко распределяются в горячем битуме, оказывая пластифицирующее действие на асфальтобетонную смесь. При этом, поскольку крошка уже предварительно набухала, она не впитывает в себя битум, за счет чего процесс распределения модификатора интенсифицируется. В связи с тем, что битум не расходуется на набухание крошки, он лучше распределяется по поверхности минерального заполнителя, тем самым уменьшая водопоглощение асфальтобетона.

Благодаря использованию в качестве модификатора отработанного эластомерного сорбента процесс распределения эластомерной крошки в битуме осуществляется без введения дополнительных компонентов и не требует длительного и многостадийного нагрева, что упрощает и ускоряет технологию приготовления асфальтобетона.

Выбор пределов содержания отработанного сорбента обусловлен следующим: снижение количества сорбента менее 0,2 мас. не приводит к уменьшению водонасыщения асфальтобетона, а увеличение его доли более 2,0% мас. приводит к снижению механических свойств асфальтобетона.

Смесь по изобретению готовят путем смешения компонентов в следующей последовательности: в нагретый до 140^oC битум вводят отработанный сорбент и перемешивают в течение 3 ч до полного исчезновения пены на поверхности. Полученное вяжущее смешивают с предварительно нагретым минеральным заполнителем.

В примере выполнения по изобретению использованы материалы: битум марки БДН 90/130, отработанный набухший эластомерный сорбент в соотношении эластомерная крошка: нефтепродукты 1:3. Перед эксплуатацией сорбент имел удельную поверхность 27 м²/г и содержал 28 мас. фракции менее 1,0 мм, 66 мас. фракции 1,0-2,5 мм, 6 мас. фракции 1,5-3,0 мм; сорбент изготовлен из отходов производства РТИ из бутадиенстирольного, бутадиеннитрильного и изопренового каучуков в соотношении 25:25:50; минеральный заполнитель: отходы камнедробления карбонатных пород фракции 0-5 мм и минеральный порошок в соотношении 9:1.

Показатели свойств, приведенные в таблице, определены на образцах асфальтобетона, изготовленных по ГОСТ 12801-84.

Как видно из данных таблицы, асфальтобетонная смесь с применением в качестве модификатора отработанного набухшего эластомерного сорбента обеспечивает значительное снижение водонасыщения асфальтобетона.

Таким образом, изобретение позволяет повысить качество асфальтобетона при упрощении технологического процесса, при этом используются отходы производства второго уровня утилизированная в качестве сорбента резиновая крошка.

Использование: изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве автомобильных дорог, аэродромов, мостов и гидротехнических сооружений. Изобретение позволяет снизить водонасыщение асфальтобетона, упростить технологический процесс приготовления смеси и сократить продолжительность его. При этом утилизируются отходы производства второго уровня. Смесь содержит битум 6,0-8,0%, отработанный набухший эластомерный сорбент установок по очистке промышленных сточных вод от нефтепродуктов, в котором соотношение эластомерная крошка : нефтепродукты составляет от 1:1 до 1:3 0,2-2,0%, минеральный заполнитель остальное. Асфальтобетон, приготовленный из смеси, содержащей 6,65% битума, 0,35 мас.% указанного сорбента и 93,0 мас.% минерального заполнителя имеет следующие свойства: водонасыщение - 0,29 об. %, набухание - 0,0 об.%, средняя плотность - 2,39 г/см³, предел прочности при сжатии при температуре 20^oC - 4,9 МПа, при 50^oC - 2,17 МПа, при 0^oC - 8,0 МПа, коэффициент водостойкости - 1,06, коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении - 0,88. 1 табл.

Асфальтобетонная смесь, содержащая битум, модификатор, включающий эластомерную крошку и нефтепродукты и минеральный заполнитель, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит отработанный набухший эластомерный сорбент установок по очистке сточных вод от нефтепродуктов, в котором соотношение эластомерная крошка нефтепродукты составляет 1 1 1 3, при следующем соотношении компонентов, мас.

Битум 6,0 8,0
Указанный отработанный сорбент 0,2 2,0
Минеральный заполнитель Остальноео