СТАБИЛИЗИРУЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК C08L95/00 C08L91/00 C08K13/02 

Изобретение относится к стабилизирующим добавкам, которые используются в асфальтобетонных смесях, и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичных асфальтобетонов.

Битум является традиционно основной добавкой при строительстве дорожного полотна (устройстве верхнего слоя автодорог, мостов). Однако для улучшения его технологических и эксплуатационных характеристик (физико-механических свойств) в него вводят различные модифицирующие добавки, наполнители.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающая битум, полимер, минеральное масло, резиновую крошку (Патент РФ №2158742). Добавку получают в виде твердой массы, которая хорошо режется и может быть легко введена в заданном соотношении в разогретый битум.

Недостатками известной добавки являются дороговизна и повышенная липкость.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона в виде гранул, включающая битум и в качестве структурообразователя подвальный и/или пух распыл, представляющий собой отход хлопчатобумажного производства, при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Указанный отход 60-90 Битум остальное

(Патент РФ №2273615 C08L 95/00, 2006 г.).

Недостатком известной стабилизирующей добавки является малотоннажность подвального пуха и пуха распыла, не позволяющая удовлетворить потребность дорожного строительства.

Наиболее близкой по сущности и достигаемому эффекту является стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, содержащая предварительно обработанную льняную солому и битум. В варианте добавка содержит дополнительно реагент Неозон Д. Способ ее получения включает смешение битума и льняной соломы, которая предварительно замочена в щелочном растворе, содержащем поверхностно-активное вещество, затем ее подвергают термомеханической активации, промывают, сушат, распушают и полученную смесь битума и обработанной льняной соломы гранулируют (патент РФ №2312116, МКЛ C08L 95/00).

Однако используемый битум недостаточно безопасен и экономичен.

Задачей настоящего изобретения является создание стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, обладающей свойствами, не уступающими добавке по известному способу, с использованием в качестве исходного сырья более безопасных и дешевых продуктов.

Поставленная задача решается так, что стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающая органическое вяжущее и структурообразователь, в качестве органического вяжущего содержит отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В, в качестве структурообразователя целлюлозное волокно и дополнительно гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Целлюлозное волокно 80-85 Указанный отход масложирового производства 10-15 Гидроксид натрия 0,4-0,8 Вода остальное

а также так, что в способе получения стабилизирующей добавки по п.1, включающем смешение органического вяжущего и структурообразователя с последующим гранулированием, предварительно готовят эмульсию путем смешения отхода масложирового производства с горячей водой и гидроксидом натрия, затем смешивают эмульсию с целлюлозным волокном, а перед гранулированием отжимают и сушат.

В качестве структурообразователя берут целлюлозное волокно, например полуцеллюлозу травяную по ТУ 5411-356-05765670-2009, целлюлозу травяную по ТУ 5411-354-05765670-2009, целлюлозу хвойную сульфатную небеленую марок НСК по СТО 00279189-2-2007, целлюлозу сульфатную беленую из смеси лиственных пород древесины по ГОСТ 28172-89, целлюлозу сульфатную беленую из хвойной древесины по ГОСТ 9571-89, целлюлозу сульфатную небеленую ТУ 5411-098-00279410-2007.

В качестве органического вяжущего берут отходы масложировых производств, например жировую композицию по ТУ 18 РСФСР 486-77, ТУ 9147-137-00336562-2008 (смесь гудронов, полученных при дистилляции жирных кислот, выделенных после расщепления саломаса растительных масел); госсиполовую смолу по ТУ 10-04-02-49-89, ТУ 9147-141-00336562-2008 (смесь гудронов, полученных при дистилляции жирных кислот соапстоков растительных масел); флотогудрон по ТУ 18 РСФСР 744-77, ТУ 9147-146-00336562-2008 (смесь гудронов вторичных, получаемых от дистилляции жирных кислот, выделенных гудронов первичных различных растительных масел); техническую олеиновую кислоту марки В по ТУ 9145-024-00336562-98 (смесь недистиллированных жирных кислот, получаемых из растительных масел, соапстоков растительных масел и других жировых отходов, подвергнутых облагораживанию).

Подготовку эмульсии осуществляют следующим образом. Расчетное количество отхода масложирового комбината добавляют в разогретую до 70°C воду, содержащую расчетное количество гидроксида натрия, и перемешивают. В процессе перемешивания образуется эмульсия.

Стабилизирующую добавку готовят следующим образом. Расчетное количество целлюлозной массы смешивают с эмульсией, затем отжимают, сушат до содержания влаги 15-18% и гранулируют.

Приводим конкретные примеры приготовления эмульсии и стабилизирующей добавки.

Пример 1. Для приготовления эмульсии в 10 м³ емкость, содержащую 4 м³ разогретого до 70°C 0,5% водного раствора гидроксида натрия, при перемешивании добавляют 250 кг жировой композиции. Перемешивание ведут в течение 10 минут до образования стабильной эмульсии. Затем полученную эмульсию перекачивают в гидроразбиватель марки ГРВ-01, куда транспортером подают 400 кг травяной целлюлозы. Процессы разволокнения и адсорбции целлюлозной массой органического вяжущего ведут в течение 15 мин. Далее полученную суспензию отжимают на водоотжимном агрегате и сушат до содержания влаги 18%. Полученную массу формуют в гранулы с помощью пресс-гранулятора марки ОГМ-6П.

Полученные гранулы имеют форму цилиндров размером 10×50 мм с содержанием органического вяжущего 15%.

Пример 2-4. Процесс получения стабилизирующей добавки ведут аналогично примеру 1, изменяя количество исходных реагентов. Данные приведены в таблице 1.

Качество полученных стабилизирующих добавок по примерам 1-4 в виде гранул оценивали на ЩМА-15 (см. таблицу 2).

По представленным данным видно, что стабилизирующая добавка соответствует требованиям ГОСТ 31015-2002, и получают ее из доступного экологически чистого сырья, в достаточных количествах имеющегося в России.

Таблица 1 № п/п Исходное сырье /количество, кг Состав стабилизирующей добавки, мас.% Структурообразова-тель Органическое вяжущее Гидроксид натрия Вода Структурообразователь Органическое вяжущее Гидроксид натрия Вода 1 Целлюлоза травяная 400 Жировая композиция 250 20 4000 80,0 15,0 0,8 4,2 2 Полуцеллюлоза травяная 200 Госсиполовая смола 250 20 4000 83,0 11,0 0,6 5,4 3 Целлюлоза хвойная сульфатная 200 Техническая олеиновая кислота марки В 250 10 4000 81,0 13,0 0,7 5,3 4 Целлюлоза сульфатная небеленая 470 Госсиполовая смола 118 5 4700 85,0 11,0 0,4 3,6

Таблица 2 Наименование показателей Стабилизирующая добавка ГОСТ 31015 №1 №2 №3 №4 0,44% 0,44% 0,35% 0,3% Водонасыщение, % по объему 2,82 3,0 3,28 2,47 От 1,0 до 4,0 Предел прочности при сжатии, МПа при +26°C, не менее 2,85 2,8 3,6 3,58 2,2 Предел прочности при сжатии, МПа при +50°C, не менее 1,25 0,93 1,05 1,0 0,65 Коэффициент внутреннего трения, МПа, не менее 0,93 0,93 0,95 0,94 0,93 Сцепление при сдвиге при +50°C, МПа, не менее 0,25 0,28 0,21 0,22 0,20 Трещиностойкость при 0°С 5,7 5,5 5,7 5,6   не менее         2,5 не более         6,0 Стекание вяжущего, %, не более 0,16 0,18 0,12 0,16 0,2

Изобретение применяется при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичных асфальтобетонов. Добавка включает органическое вяжущее, структурообразователь, гидроксид натрия и воду. В качестве органического вяжущего добавка содержит отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В. В качестве структурообразователя используют целлюлозное волокно. Соотношение компонентов следующее, мас.%: целлюлозное волокно - 80-85, отход масложирового производства - 10-15, гидроксид натрия - 0,4-0,8, вода - остальное. Получают стабилизирующую добавку путем смешения эмульсии, предварительно приготовленной смешением отхода масложирового производства с горячей водой и гидроксидом натрия и целлюлозного волокна с последующим отжимом, сушкой и гранулированием. Полученная добавка соответствует всем необходимым требованиям качества и получена из экологически чистого и дешевого сырья. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

1. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающая органическое вяжущее и структурообразователь, отличающаяся тем, что в качестве органического вяжущего добавка содержит отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В, в качестве структурообразователя целлюлозное волокно и дополнительно гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
целлюлозное волокно 80-85 указанный отход масложирового производства 10-15 гидроксид натрия 0,4-0,8 вода остальное

2. Способ получения стабилизирующей добавки по п.1, включающий смешение органического вяжущего и структурообразователя с последующим гранулированием, отличающийся тем, что предварительно готовят эмульсию путем смешения отхода масложирового производства с горячей водой и гидроксидом натрия, затем смешивают эмульсию с целлюлозным волокном, а перед гранулированием отжимают и сушат.