ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК C08L95/00 C04B26/26 C08L95/00 C08L23/16 C08L31/04 C08L97/02 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве.

Известно вяжущее для дорожных покрытий, получаемое путем введения в битум при 80-200^oC дивинилстирольных блок-сополимеров типа СБС, взятых в количестве 0,1-10% от массы битума, в виде 5-25 процентных растворов в легких растворителях (авторское свидетельство СССР N 272881, кл. C 08 L 95/00, 1969). Однако, использование легких растворителей (ксилола, сольвента, керосина, дизельного топлива) обуславливают взрыво- и пожароопасность процесса получения вяжущего.

Наиболее близким изобретению является вяжущее для дорожного строительства, включающее битум и смолу регенерации диметилформамида (авторское свидетельство СССР N 1567588, кл. C 08 L 95/00, 1990) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум - 80 - 97
Смола регенерации диметилформамида - 3 - 20
Смолу регенерации диметилформамида вводят в предварительно нагретый до 140 - 150^oC битум и перемешивают до получения однородной массы. Вяжущее позволяет повысить прочность и морозостойкость асфальтобетона. Однако известное вяжущее обладает недостаточной адгезией, эластичностью и сравнительно высокой температурой хрупкости, что ограничивает область его применения.

Задачей изобретения является понижение температуры хрупкости, повышение адгезии и эластичности вяжущего, а также упрощение введения добавок в битум.

Поставленная задача решается созданием вяжущего для дорожного строительства, включающего битум и смолу регенерации диметилформамида. Причем, вяжущее дополнительно содержит сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с пропиленом и диеном, или сополимер этилена с винилацетатом, растворитель - отработанное моторное масло, или тяжелый вакуумный газойль, или трансформаторное масло, или черный соляр битумного производства и лигнин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум - 58,5 - 92,6
Смола регенерации диметилформамида - 1,2 - 6,5
Сополимер - 2,0 - 10,5
Растворитель 3,0 - 17,0
Лигнин - 1,2 - 7,5
а также способом получения вяжущего для дорожного строительства, включающем введение в нагретый битум смолы регенерации диметилформамида. Причем, в предварительно приготовленную при 100 - 120^oC и интенсивном перемешивании смесь из вышеуказанной смолы, сополимера и растворителя, взятых при их массовом соотношении 1,2 - 6,5 : 2,0 - 10,5 : 3,0 - 17,0, соответственно, и в количестве 6,2 - 34,0 мас. %, вводят 1,2 - 7,5 мас.% лигнина, полученную смесь вводят в 58,5 - 92,6 мас.% битума, нагретого до 100 - 130^oC и перемешивают при данной температуре до полной однородности, при этом сополимер является сополимером этилена с пропиленом, или сополимер этилена с пропиленом и диеном, или сополимер этилена с винилацетатом, растворитель выбран из группы, включающей отработанное моторное масло, тяжелый вакуумный газойль, трансформаторное масло, черный соляр производства битума.

Преимущество способа заключается также в том, что смесь смолы регенерации диметилформамида, сополимера, растворителя и лигнина вводят в нагретый битум как в виде полученной массы, так и в виде гранул или таблеток, приготовленных из этой массы.

Смола регенерации диметилформамида (СРДМФА) имеет следующий состав, мас. %: диметилформамид - до 36; смола - остальное; содержание азота в смоле 6,0.

Смола представляет полимерную форму бутадиена и изопрена с функциональными группами -NH, -OH, -COOH, -O=CH-N-.

Сополимеры этилена с пропиленом (СКЭП) и этилена с пропиленом и диеном (СКЭПТ) выпускаются согласно ТУ 38.103252-92. Основная цепь сополимеров не содержит ненасыщенных связей, что придает ему повышенное сопротивление старению и утомлению.

Состоят из макромолекул более линейного строения, имеющих тенденцию к образованию ассоциатов полиэтиленовых звеньев. Основные их характеристики: потеря массы при сушке (%) 0,4-2,2, массовая доля: золы - 0,10 - 0,32; ванадия - 0,02 - 0,22; спирто-толуольного экстракта 12 -0 12,5; условная прочность при растяжении, МПа - 20 - 24; средняя молекулярная масса 40000 - 80000 а.е.

Сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА) с содержанием винилацетатных звеньев 35 - 50% получают полимеризацией в растворе при 10 - 50 МПа и 60 - 80^oC. Характеризуются высокой ударопрочностью, стойкостью к растрескиванию при пониженных температурах, высокими адгезионными свойствами, физиологической безвредностью и сравнительно низкой стоимостью.

Лигнин - отход спиртового и дрожжевого производства, получаемый при переработке хвойных и лиственных пород древесины методом гидролиза разбавленной серной кислотой. Представляет собой полимер, содержащий разветвленные ароматические спирты, нерастворим в воде и органических растворителях, размеры зерен 0 - 10 мм, плотность - 1,2 - 1,3 г/см², влажность до 5%; насыпная объемная масса - 320 кг/м³.

Характеристики применяемых растворителей приведены в табл. 1.

Приводим пример выполнения вяжущего.

Пример 1. Готовят концентрат 19 г СРДМФА, 32 г СКЭП и 49 г отработанного моторного масла (ОММ) при температуре 100^oC и интенсивном перемешивании до полной однородности, затем в концентрат вводят 19 г лигнина и перемешивают в шнековом смесителе. Смесь в количестве 7,5 г вводят в виде полученной массы, или в виде таблеток или гранул, приготовленных из этой массы в 92,6 г битума, нагретого до 100^oC и перемешивают до однородности. Состав полученного образца вяжущего, мас.%: битум - 92,6; СРДМФА - 1,2; СКЭП - 2,0, ОММ - 3,0; лигнин - 1,2.

Рецептура и параметры режима приготовления вяжущего по примерам 1 - 7 приведены в табл. 2. Пример N 7 соответствует вяжущему без лигнина.

Характеристики образцов вяжущего по примерам 1 - 7, приведены в табл. 3. В этой же таблице приведены данные для приготовленного образца вяжущего-прототипа состава, мас.%: битум - 95,0, СРДМФА - 5,0.

Как видно из табл. 3, предлагаемое вяжущее превосходит известное по адгезии и эластичности и обладает более низкой температурой хрупкости.

Добавка лигнина не только улучшает адгезию, но и позволяет вводить смесь добавок в битум в более удобном виде - в виде таблеток или гранул.

На основе предлагаемого вяжущего были приготовлены образцы асфальтобетона с содержанием 7 мас.% вяжущего. В качестве минерального наполнителя используют смесь, мас. %: щебень Уральский (фр. 5 - 15 мм) - 30; доломитовая крошка - 30; песчано-гравийная смесь Камская (гравий 13%) - 40. Характеристики образцов асфальтобетона приведены в табл. 4. В этой же табл. приведены данные для асфальтобетона на основе вяжущего-прототипа.

Как видно, асфальтобетон на предлагаемом вяжущем по всем свойствам превосходит асфальтобетон на известном вяжущем.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве. Задачей является понижение температуры хрупкости, повышение адгезии и эластичности вяжущего, а также упрощение введения добавок в битум. Сущность изобретения: вяжущее для дорожного строительства включает битум и смолу регенерации диметилформамида. Причем вяжущее дополнительно содержит сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с пропиленом и диеном, или сополимер этилена с винилацетатом, растворитель - отработанное моторное масло, или тяжелый вакуумный газойль, или трансформаторное масло, или черный соляр битумного производства и лигнин при определенном соотношении компонентов. Изобретение характеризуется способом получения вяжущего. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Вяжущее для дорожного строительства, содержащее битум, смолу регенерации демитилформамида, отличающееся тем, что дополнительно содержит сополимер этилена с пропиленом или сополимер этилена с пропиленом и диеном, или сополимер этилена с винилацетатом; растворитель - отработанное моторное масло, или тяжелый вакуумный газойль, или трансформаторное масло, или черный соляр битумного производства; и линии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум - 58,5 - 92,6
Смола регенерации диметилформамида - 1,2 - 6,5
Сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с пропиленом и диеном, или сополимер этилена с винилацетатом - 2,0 - 10,5
Растворитель - отработанное моторное масло, или тяжелый вакуумный газойль, или трансформаторное масло, или черный соляр битумного производства - 3,0 - 17,0
Лигнин - 1,2 - 7,5
2. Способ получения вяжущего для дорожного строительства, включающий введение в нагретый битум смолы регенерации диметилформамида, отличающийся тем, что в предварительно приготовленную при 100-120^oC и интенсивном перемешивании смесь из вышеуказанной смолы, сополимера и растворителя, взятых при их массовом соотношении 1,2-6,5; 2,0-10,5; 3,0-17,0 соответственно и в количестве 6,2-34,0 мас. % вводят 1,2-7,5 мас.% лигнина, полученную смесь вводят в 58,5-92,6 мас.% битума, нагретого до 100-130^oC, и перемешивают при данной температуре до полной однородности, при этом сополимер является сополимером этилена с пропиленом, или сополимером этилена с пропиленом и диеном, или сополимером этилена с винилацетатом, растворитель выбран из группы, включающей отработанное моторное масло, тяжелый вакуумный газойль, трансформаторное масло, черный соляр производства битума. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что смесь смолы регенерации диметилформамида, сополимера, растворителя и лигнина вводят в нагретый битум в виде гранул или таблеток.