АСФАЛЬТОБЕТОН Российский патент 2015 года по МПК C04B26/26 C04B111/20 C04B111/27 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий.

Известен асфальтобетон типа А марки 1 по ГОСТ 9128-2009. Однако он обладает низкой плотностью, высокой пористостью минерального остова, что приводит к снижению показателей прочности при сжатии, увеличению величины водонасыщения, снижению водостойкости и ухудшению эксплуатационных характеристик, а также к сокращению срока службы асфальтобетонного покрытия.

Указанный асфальтобетон по своим техническим характеристикам является наиболее близким предлагаемому изобретению.

Перед изобретением была поставлена задача получения асфальтобетона с лучшими эксплуатационными характеристиками и физико-механическими свойствами: плотностью и прочностью материала, пористостью минерального остова посредством добавления активных добавок при сохранении его низкой себестоимости.

Технический результат заключается в получении асфальтобетона с высокими эксплуатационными показателями и физико-механическими свойствами при сохранении его низкой себестоимости, в продлении срока службы асфальтобетонного покрытия, а также в упрощении способа введения активной добавки в состав минеральной части асфальтобетонной смеси.

Технический результат достигается за счет того, что асфальтобетон, включающий минеральную часть и активную добавку, в качестве активной добавки содержит оксид алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм в количестве (0,05-0,20) мас. % сверх 100% минеральной части, вводимый в состав минеральной части исходной асфальтобетонной смеси после предварительного смешивания с минеральным порошком.

Технический результат подтвержден испытаниями, для проведения которых была использована исходная асфальтобетонная смесь по ГОСТ 9128-2009 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

щебень фракции 5-20мм 53,0 отсевы дробления фракции 0-5 мм 42,0 минеральный порошок МП-1 5,0 битум марки БНД 90/130 4,7 (сверх 100% минеральной части)

Компоненты асфальтобетонной смеси были перемешаны в асфальтобетонной мешалке при 150°C. Из полученной асфальтобетонной смеси на прессе были сформованы образцы асфальтобетона для испытаний.

Испытание образцов асфальтобетона проводилось согласно требованиям ГОСТ 12801-98. Учитывая незначительное количество порошка оксида алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм, необходимого для введения в состав минеральной части исходной асфальтобетонной смеси, порошок оксида алюминия Al₂O₃ предварительно вводился в состав минерального порошка МП-1, изготовленного по ГОСТ Р 53129-2003.

Для обеспечения лучшего распределения в составе асфальтобетонной смеси порошок оксида алюминия Al₂O₃ тщательно перемешивался с минеральным порошком МП-1. Минеральный порошок МП-1 является важнейшим компонентом асфальтобетонных смесей, придающих им необходимые характеристики.

Далее минеральный порошок МП-1, смешанный с порошком оксида алюминия Al₂O₃, добавлялся к остальным составляющим асфальтобетонной смеси: щебню и отсевам дробления. После этого вводился битум и посредством перемешивания всех составляющих при температуре 150°C (что соответствует требованиям ГОСТ 12801-98) изготавливалась необходимая для производства образцов асфальтобетонная смесь. Асфальтобетонные образцы получали из указанной асфальтобетонной смеси на прессе под давлением и затем испытывали на соответствие требованиям ГОСТ 9128-2009.

Порошок оксида алюминия Al₂O₃ вводился в состав минеральной части асфальтобетонной смеси после предварительного смешивания с минеральным порошком в количестве мас. %: 0,05; 0,1; 0,2 сверх 100% минеральной части. Результаты испытаний образцов асфальтобетонной смеси с активной добавкой оксида алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм отражены на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.

На фиг. 1 показана зависимость предела прочности R_сж асфальтобетона при сжатии при 50°C от количества вводимого в состав минеральной части порошка оксида алюминия Al₂O₃.

На фиг. 2 представлена зависимость остаточной пористости асфальтобетона от количества вводимого в состав минеральной части порошка оксида алюминия Al₂O₃.

На фиг. 3 дана зависимость средней плотности асфальтобетона от количества вводимого в состав минеральной части порошка оксида алюминия Al₂O₃.

Наилучшие результаты по увеличению предела прочности при сжатии и средней плотности асфальтобетона и снижению его пористости по объему были показаны при использовании указанной активной добавки в количестве 0,10 мас. % сверх 100% минеральной части.

Показатель водостойкости также увеличился и был наибольшим при добавлении порошка оксида алюминия Al₂O₃ в асфальтобетонную смесь в количестве 0,2 мас. % сверх 100% минеральной части.

Показатель водостойкости при длительном водонасыщении оказался наибольшим уже при добавлении порошка оксида алюминия Al₂O₃ в количестве 0,10 мас. % сверх 100% минеральной части.

При введении в минеральную часть исходной асфальтобетонной смеси порошка оксида алюминия Al₂O₃ в количестве 0,10 мас. % сверх 100% минеральной части были получены наилучшие результаты и по трещиностойкости, и сдвигоустойчивости по сцеплению при 50°C. Сдвигоустойчивость по коэффициенту внутреннего трения при 50°C была наибольшей при применении указанной активной добавки в количестве 0,05 мас. % сверх 100% минеральной части.

Улучшение физико-механических свойств асфальтобетона с активной добавкой в виде оксида алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм приводит к улучшению кроме трещиностойкости и сдвигоустойчивости по сцеплению и других эксплуатационных характеристик: устойчивости к колееобразованию в период высоких летних температур, к воздействию воды и влиянию знакопеременных температур, что в конечном итоге продляет срок службы асфальтобетонного покрытия.

Способ введения порошка оксида алюминия Al₂O₃ в асфальтобетонную смесь посредством предварительного смешивания с минеральным порошком и дальнейшего введения вместе с ним в состав минеральной части исходной асфальтобетонной смеси не требует изменения технологических параметров приготовления асфальтобетонной смеси - температуры приготовления, времени перемешивания и т.п., как при введении других видов активных добавок, что является большим преимуществом.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий. Асфальтобетон, включающий минеральную часть, содержит активную добавку оксида алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм в количестве (0,05-0,20) мас. % сверх 100% минеральной части, вводимого в состав минеральной части исходной асфальтобетонной смеси после предварительного смешивания с минеральным порошком. Технический результат - повышение прочности и водостойкости. 3 ил.

Асфальтобетон, включающий минеральную часть, отличающийся тем, что содержит активную добавку оксида алюминия Al₂O₃ с размерами частиц 10-100 нм в количестве (0,05-0,20) мас. % сверх 100% минеральной части, вводимого в состав минеральной части исходной асфальтобетонной смеси после предварительного смешивания с минеральным порошком.