СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 1999 года по МПК C04B26/26 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при строительстве дорожных и аэродромных асфальтобетонных покрытий.

Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в смешении нагретых минеральных материалов с нефтяными битумами [1]. Недостатком указанного способа является потребность в дорогих, а в ряде случаев дефицитных нефтяных битумах, а также относительно высокая температурная чувствительность получаемых асфальтобетонов (относительно низкие трещино- и теплостойкость).

Расширить ассортимент применяемых вяжущих, а также повысить трещиностойкость получаемых асфальтобетонов позволяет способ [2], отличающийся от вышеизложенного тем, что вместо нефтяных битумов используются значительно менее вязкие нефтяные гудроны (сырье для производства битумов), а полученная асфальтобетонная смесь дополнительно выдерживается при 150-180^oC в течение 2-10 ч. Недостатком способа является потребность в нефтяном сырье, а также недостаточно высокая теплостойкость получаемых асфальтобетонов, особенно при использовании природных заполнителей (гравия и природного песка).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в смешении при 150-180^oC минеральных материалов и нефтяного гудрона с условной вязкостью при 80^oC 57-158 с и выдерживании полученной смеси при этих же температурах в слое толщиной 2-20 см в течение 2-10 ч [2].

Наиболее существенными недостатками известного способа являются потребность в нефтяном сырье, сложность осуществления, а также относительно высокая температурная чувствительность получаемых асфальтобетонов.

Задачей изобретения является расширение ассортимента используемых вяжущих, упрощение технологии приготовления и снижение температурной чувствительности получаемого асфальтобетона.

Поставленная задача решается следующим образом. B способе приготовления асфальтобетонной смеси, включающем смешение нагретых минеральных материалов с вяжущим и выдерживание полученной смеси при 150-180^oC, в качестве вяжущего используют окисленные или неокисленные отогнанные сланцевые смолы с условной вязкостью при 80^oC 7-45 с, а выдерживание смеси производят в течение 0,5-2,0 ч.

До настоящего времени делались неоднократные попытки заменить нефтяные органические вяжущие на другие, в частности сланцевые битумы. Однако последние значительно более чувствительны к изменениям температуры, чем нефтяные [3] , что соответственно обуславливает повышенную температурную чувствительность изготавливаемых на их основе асфальтобетонов. Использование дегтей приводит к еще большему ухудшению качества получаемых асфальтобетонов [3]. Каких-либо сведений о возможности использования для получения горячих асфальтобетонов высокого качества отогнанных сланцевых смол или продуктов их непродолжительного окисления в литературе не имеется. Предлагаемый же способ приготовления асфальтобетонной смеси устанавливает возможность использования маловязких отогнанных сланцевых смол (являющихся сырьем для производства вязких сланцевых битумов) для получения асфальтобетонов повышенного качества. Причем предлагаемый способ проще и, по нашему мнению, обладает существенными отличиями от известного.

Пример осуществления способа.

Минеральный материал гранулометрического состава типа B [1], состоящий из гравия, природного кварцевого песка и доломитового минерального порошка, нагревают и в течение 15 с перемешивают, нагревают отогнанную сланцевую смолу в количестве 6,5% от массы минерального материала, смешивают минеральный материал с вяжущим при температуре 150-180^oC в течение 60 с, полученную смесь выдерживают при температуре 150-180^oC в течение 0,5-2,0 ч. Свойства асфальтобетонов, полученных из указанной асфальтобетонной смеси, приготовленной при различных условиях на окисленных или неокисленных сланцевых смолах разной вязкости, представлены в таблице. Там же представлены свойства асфальтобетонов, полученных из асфальтобетонной смеси на нефтяных гудронах по технологии прототипа [2].

Свойства асфальтобетонов, полученных из смесей на гудронах, зависят от толщины слоя выдерживания асфальтобетонной смеси. В таблице представлены свойства асфальтобетонов, полученных из смесей на гудронах после выдерживания их в слое 6 см, когда положительные изменения от выдерживания смесей происходят в наибольшей степени [2]. Для смесей на отогнанных сланцевых смолах (как окисленных, так и неокисленных) свойства асфальтобетонов не зависят от толщины слоя выдерживания смеси, что значительно упрощает осуществлениe способа.

Из данных таблицы следует, что выдерживание асфальтобетонных смесей на сланцевых смолах менее 0,5 ч независимо от температуры выдерживания и вязкости смолы не позволяет получить асфальтобетоны с достаточно высокой теплостойкостью (на уровне прототипа или выше). Выдерживание же указанных смесей в заявляемых условиях 0,5-2,0 ч при 150-180^oC) позволяет получить асфальтобетоны более высокого качества, чем по технологии прототипа. В частности, при той же самой прочности при 0^oC (трещиностойкости) асфальтобетоны, полученные по предлагаемой технологии, имеют более высокую прочность при 50^oC (теплостойкость). При близкой же прочности при 50^oC, например около 0,8 МПа, асфальтобетоны на смолах имеют более низкую прочность при 0^oC (более высокую трещиностойкость). Таким образом, асфальтобетоны, полученные по предлагаемой технологии на отогнанных сланцевых смолах, обладают меньшей чувствительностью к изменениям температуры, что выражается, в частности, в более высокой их теплостойкости или в более высокой трещиностойкости по сравнению с асфальтобетонами, полученными по известной технологии [2] на нефтяных гудронах.

При выдерживании асфальтобетонных смесей на сланцевых смолах более 2 ч качество получаемых асфальтобетонов ухудшается, что выражается в резком увеличении прочности при 0^oC при практически неизменной прочности при 50^oC (таблица). То есть преимущества их в качестве по сравнению с прототипом исчезают и поэтому выдерживание смесей на сланцевых смолах более 2 ч не рекомендуется.

Не рекомендуется использовать для приготовления асфальтобетонных смесей и сланцевые смолы условной вязкости при 80^oC более 45 с. Это вызвано тем, что при их использовании (в частности, с условной вязкостью при 80^oC 50 с) уже не происходит улучшения свойств получаемого асфальтобетона по сравнению с асфальтобетоном, полученным по технологии прототипа (таблица).

Нижняя граница вязкости отогнанных сланцевых смол, которые можно использовать для приготовления асфальтобетонных смесей по предлагаемому способу, точно не определена. Это вызвано тем, что отогнанные сланцевые смолы, то есть остатки после отгонки из сырых сланцевых смол фракций, выкипающих до 300-325^oC, во всех случаях имеют условную вязкость при 80^oC 7 с и более. Поэтому именно такие пределы условной вязкости смолы (7-45 с) и заявляются.

Применение предлагаемого способа приготовления асфальтобетонной смеси позволяет вместо относительно дорогих и дефицитных нефтяных вяжущих успешно использовать совершенной новый и самый дешевый класс сланцевых вяжущих - отогнанные сланцевые смолы, которые до этого не использовались в качестве вяжущего для горячих асфальтобетонов. Причем в этом случае удается получать асфальтобетоны с заметно меньшей температурной чувствительностью (заметно более высокого качества), но более простой, чем в случае прототипа, технологии. Таким образом, открывается возможность ускорить темпы и снизить стоимость дорожного строительства при одновременном повышении его качества.

Список литературы
1. ГОСТ 9128-84. Смеси асфальтобетонные дорожные аэродромные и асфальтобетон. Технические условия - 1984.

2.А.с. 1284968 СССР, кл. 4 C 04 B 26/26, 40/00, Способ приготовления асфальтобетонной смеси (Е. П. Железко, Е.А. Горнаева, Т.В. Касаткина и др.), 1987.

3. Руденская И. М. , Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства - М.: Транспорт, 1984. - 229 с.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве. Задача изобретения - расширение ассортимента используемых вяжущих, упрощение технологии приготовления и снижение температурной чувствительности получаемого асфальтобетона. Асфальтобетонную смесь готовят смешением нагретых минеральных материалов с окисленными или неокисленными отогнанными сланцевыми смолами с условной вязкостью при 80^oC 7 - 45 с с последующим выдерживанием смеси в течение 0,5 - 2 ч. 1 табл.

Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешение нагретых минеральных материалов с вяжущим и выдерживание полученной смеси при 150 - 180^oC, отличающийся тем, что в качестве вяжущего используют окисленные или неокисленные отогнанные сланцевые смолы с условной вязкостью при 80^oC 7 - 45 с, а выдерживание смеси производят в течение 0,5 - 2 ч.