СОСТАВ ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБИТУМНОЙ СМЕСИ Российский патент 2010 года по МПК C04B26/26 

Изобретение относится к составам вяжущего материала для приготовления асфальтобитумных смесей и может быть использовано при возведении, реконструкции и ремонте транспортных сооружений с твердым покрытием.

Известна асфальтобитумная смесь, содержащая кроме минерального наполнителя вяжущую композицию, состоящую из битума, серы и минерального порошка (пат. SU №1270140 A1, C04B 26/26, 15.11.1986) (1).

Асфальтобитумные покрытия, изготовленные с использованием таких смесей, имеют целый ряд недостатков, а именно, неудовлетворительные прочностные характеристики, узкий диапазон рабочих температур и ограниченный срок эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является вяжущий состав, содержащий битум, серу техническую, масло минеральное и известь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 40-42 Сера элементарная 53-55 Масло минеральное 2,7-3,0 Известь 0,2-0,6

(заявка RU №2004113163/03, С04В 26/26, опубл. 27.10.2005) - прототип (2).

Недостатком прототипа являются недостаточно высокие качества асфальтобетонного покрытия, а именно:

- недостаточно высокая температура размягчения (50-52)°С;

- недостаточно низкая температура хрупкости минус (13-14)°С;

- недостаточные прочностные характеристики;

- экологические и коррозионные проблемы из-за того, что при изготовлении асфальтобетонных смесей при температуре 140-160°С сера восстанавливается, выщепляя водород из углеводородных соединений с выделением сероводорода, а в присутствии воздуха окисляется с выделением окислов серы. Сероводород и окислы серы относятся к токсичным и коррозионно-агрессивным химическим веществам.

Технической задачей изобретения является повышение температуры размягчения асфальтобетона, понижение его температуры хрупкости и, как следствие, повышение срока службы, а также устранение экологических и коррозионных проблем.

Поставленная техническая задача решается тем, что в составе вяжущего для асфальтобитумной смеси, содержащего битум, серу элементарную, масло минеральное и известь, новым является то, что он дополнительно содержит гидроокись железа, КМЦ и полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 41-43 Сера 54-56 Масло минеральное 2,1-2,35 Известь 0,1-0,6 Гидроокись трехвалентного железа 0,2-0,5 КМЦ 0,02-0,03 Полимер 0,02-0,08

Сущность изобретения заключается в следующем:

- добавление гидроокиси трехвалентного железа Fе(ОН)₃, являющегося адсорбентом сернистых газов, снижает выделение последних в процессе приготовлении и укладки асфальта и одновременно снижает коррозионную агрессивность к технологическому оборудованию, повышает прочностные характеристики и улучшает экологическую обстановку;

- гидроокись трехвалентного железа одновременно является высокоэффективным эмульгатором коллоидных систем (эмульсии, суспензии) и создает при этом стойкие коллоидные серно-битумные системы, что улучшает прочностные характеристики асфальтобитумных составов;

- добавление КМЦ (органическая соль щелочного металла) и полимера, выполняющих функцию пластификаторов в смеси, способствует улучшению физико-химических и механических свойств, в основном растяжимости асфальтобетонной смеси, что обеспечивает повышение температуры размягчения и понижение температуры хрупкости, при этом КМЦ и полимер являются дополнительными эмульгаторами, предотвращающими выпадения серы при высоких температурах.

Предлагаемый состав приготавливают следующим образом.

Битум при температуре 140-160°С смешивают с минеральным маслом, в качестве которого может быть использовано трансформаторное или машинное масло, в т.ч. отработанное. Отдельно серу смешивают с предварительно замоченным КМЦ и измельченным полимером, в частности резиновой пудрой, ПАА или др., а затем с известью и гидроокисью трехвалентного железа, после чего смесь нагревают при перемешивании до температуры 130-150°С до получения однородной жидкой суспензии. Затем обе смеси смешивают при температуре 140-150°С до получения однородной суспензии.

В таблице 1 даны примеры приготовления составов А, Б, В согласно изобретению и состава Г - прототипа.

Таблица 1 Наименование компонентов Количество, мас.% А Б В Г (прототип) Битум 43 42 41 42 Сера элементарная 54 55 56 55 Масло минеральное 2,1 2,2 2,35 2,75 Известь 0,6 0,35 0,1 0,25 Гидроокись трехвалентного железа 0,2 0,4 0,5 - КМЦ 0,02 0,01 0,03 - Полимер 0,08 0,04 0,02 -

Для приготовления асфальтобитумной смеси приготовленный состав вяжущего смешивают с минеральными наполнителями (например, щебень, песок и т.д.) при температуре 140-150°С.

В таблице 2 приведены физико-химические и механические свойства асфальтобетонной смеси на тех же примерах А, Б, В и Г, а также требования согласно ГОСТу 22245-90.

Таблица 2 Показатели Примеры ГОСТ 22245-90 А Б В Г (прототип) Температура размягчения, °С ≥47 54 56 58 52 Температура хрупкости, °С ≤-15 -19 -21 -20 -14 Растяжимость при Т=25°С, см ≥55 60 63 62 54

Таким образом, предлагаемый состав вяжущего обеспечивает асфальтобетонному покрытию высокую пластичность (растяжимость), повышает температуру размягчения, понижает температуру хрупкости, в результате чего повышается прочность и срок службы покрытия более чем в 2 раза при температуре 50°С и более.

Дополнительным эффектом изобретения является то, что материал практически не подвержен пластическим деформациям, даже в местах остановок и следования большегрузного транспорта. Кроме того, он более устойчив к воздействию моторных масел из-за снижения процентного содержания битума в составе и образования устойчивой комплексной коллоидной системы.

Изобретение относится к составам вяжущего материала для приготовления асфальтобитумных смесей и может быть использовано при возведении, реконструкции и ремонте транспортных сооружений с твердым покрытием. Состав вяжущего для асфальтобитумных покрытий, содержащий, мас.%: битум 41-43, сера 54-56, масло минеральное 2,1-2,35, известь 0,1-0,6, гидроокись трехвалентного железа 0,2-0,5, КМЦ 0,02-0,03, полимер 0,02-0,08. Состав обеспечивает повышение температуры размягчения покрытия на 5-11°С, снижение температуры хрупкости на 4-7°С, повышение прочности и срока службы. Технический результат: повышение температуры размягчения асфальтобетона, понижение его температуры хрупкости и, как следствие, повышение срока службы, а также устранение экологических и коррозионных проблем. 2 табл.

Состав вяжущего для приготовления асфальтобитумной смеси, содержащий битум, серу элементарную, масло минеральное и известь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроокись железа, КМЦ и полимер при соотношении компонентов, мас.%:
Битум 41-43 Сера 54-56 Масло минеральное 2,1-2,35 Известь 0,1-0,6 Гидроокись трехвалентного железа 0,2-0,5 КМЦ 0,02-0,03 Полимер 0,02-0,08