Пропиточная смесь для защиты асфальто-бетонных, бетонных и дорожных покрытий различного типа и способ ее получения Российский патент 2017 года по МПК C08L95/00 C04B26/26 E01C7/35 

Настоящее изобретение относится к технологии защиты, сохранения и частичного восстановления асфальто-бетонных покрытий, так как обеспечивает гидрофобность, стойкость к деформациям и истиранию, высокую кислото- и щелочеустойчивость, устойчивость к ультрафиолетовым и инфракрасным лучам, а также высокую термическую устойчивость, увеличивает морозостойкость и образивостойкость, предотвращает образование трещин и изломов и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа, а также для ремонта и сохранения бетонных поверхностей различных конструкций.

Известен материал для восстановления асфальтобетонных покрытий (патент RU 2290419, МПК C08L 95/00, опубл. 27.12.2009), включающий битум, растворитель и органические добавки. Недостатком данного материала является его основа - битум - вязкое органическое вещество, что снижает проникающую способность материала в целом.

Известен способ получения смеси для дорожных покрытий (патент RU 2057733, МПК C04R 26/26, опубл. 10.04.1996), включающий смешение нагретого заполнителя с минеральным порошком и модифицирующей добавкой с последующим перемешиванием с нагретым черным органическим вяжущим. Недостатком данного способа являются высокие температуры, необходимые для внедрения модифицирующей добавки в смесь.

Наиболее близким техническим решением как по составу смеси, так и по способу ее получения является смесь для защиты дорожных покрытий (патент RU 2538251, МПК C08L 95/00, C08K 5/07, C04B 26/26, опубл. 10.01.2015). Данная смесь содержит черное органическое вяжущее, модификатор отверждения, адгезионные присадки, растворитель, сажу, доломитовую муку, таловую и/или олеиновую кислоту, а способ заключается в нагреве растворителя, с добавлением и перемешиванием черного органического вяжущего, повышением температуры до 130-180°C, введении модифицирующих добавок, охлаждении реакционной массы и введении адгезионной присадки, дальнейшим охлаждением реакционной смеси и введении при перемешивании модификатора отверждения.

Недостатком данной смеси является применение при температуре от +5°C, узкая направленность использования каждого конкретного вида смеси при сложном технологическом процессе.

Недостатком данного процесса изготовления являются необходимость разогрева растворителя до высоких температур, что может создать взрывоопасную ситуацию, а также охлаждение реакционной смеси для дальнейшего ее перемешивания, что в значительной степени увеличивает сложность и длительность технологического процесса.

Задачей предлагаемого изобретения является создание пропиточной смеси для защиты, сохранения и частичного восстановления асфальто-бетонных покрытий, обладающей высокими технико-эксплуатационными показателями, возможностью использования ее для различных поверхностей: асфальтобетон, бетон, кирпич, камень, металл, дерево, с возможностью применения в температурном диапазоне от -15°C до +50°C, а также универсальность и простота изготовления, за счет более низкой себестоимости, сокращенного времени изготовления и исключения взрывоопасных факторов.

Данная задача решается за счет того, что пропиточная смесь для защиты асфальтобетонных, бетонных и дорожных покрытий различного типа включает органические вяжущие и растворитель, при следующем содержании компонентов, мас.%:

органическое вяжущее - каменноугольный пек - 15-17;

органическое вяжущее - гильсонит - 15-17;

растворитель, выбранный из КОРБ (кубовый остаток ректификации бензола), КОРС (кубовый остаток ректификации стирола), ЖПП (жидкие продукты пиролиза - фракция С-9), бензола, толуола, изооктана, хинолина или их смеси – остальное.

Кроме того смесь может дополнительно содержать адгезионные добавки, стабилизатор сред, модификатор отвердения, модифицирующие добавки, мас.%:

пирофиллит 1 спекулярит 1 микрокремнезем 1 модифицированный ПАВ органобентонит 1 металлоуглеродный нанокомпозит 1 тальк 1

Экспериментально установлено, что вышеуказанные дополнительные компоненты позволяют подготавливать смесь под конкретные покрытия и условия. При использовании всего набора компонентов получается универсальная пропиточная смесь для защиты асфальто-бетонных, бетонных и дорожных покрытий различного типа.

При этом способ получения пропиточной смеси включает перемешивание органических вяжущих в растворителе в течение 60 минут, введение модифицирующих добавок, адгезионных присадок и модификатора отверждения, с последующим перемешиванием в течение 30 минут.

Способ получения пропиточной смеси осуществляется следующим образом: один из перечисленных растворителей закачивается в реактор (возможно перемешивание всех перечисленных растворителей в произвольном соотношении, с учетом масс.) и производится его включение. Засыпаются пек и гильсонит. Перемешивание реакционной массы производится в течение 60 минут. Затем вводятся:

- пирофиллит - наполнитель, увеличивающий прочность при снятии, повышающий кислотостойкость, устойчивость к истиранию, а также обеспечивает высокую термическую устойчивость и хорошую сцепляемость;

- спекулярит - оксид железа Fe₂O₃, устойчив к кислотам и щелочам, создает барьерный эффект для воды и кислорода, хорошая адгезия в смеси к различным типам оснований, увеличивает механическую стойкость смеси, предотвращает образование трещин, изломов, увеличивает образивостойкость.

- микрокремнезем - стабилизатор сред, предотвращает оседание частиц смеси, препятствует расслоению и оседанию твердых фаз, стабилизируя таким образом всю систему. Повышает прочность, проникаемость, морозостойкость.

- органобентонит, модифицированный катионами ПАВ - является структурообразователем и загустителем.

- металлоуглеродный нанокомпозит - модификатор отвердения, абсорбента.

- тальк - гидрофобный наполнитель повышает атмосфероустойчивость, термическую и химическую устойчивость, абсорбент, регулятор кислотности с рН-9.

После введения всех элементов перемешивание реакционной массы производится в течение 30 минут.

Предлагаемая пропиточная смесь для ремонта и защиты дорожных покрытий, а также бетонных поверхностей различных конструкций, обладает рядом преимуществ:

1. Температура применения от -15°C - чему способствует низкотемпературный растворитель микрокремнезем.

2. Время образования защитной пленки 8-10 минут.

3. Универсально по применению к различным покрытиям.

4. Гидрофобизирует и гидроизолирует поверхность на всю глубину проникновения как сверху, так и снизу.

5. Высокая адгезия к обрабатываемым материалам.

6. Устойчива к ультрафиолетовому излучению, инфракрасным лучам, к агрессивным средам за счет регулятора кислотности.

7. Устойчива к истиранию.

8. Высокая эластичность в широком диапазоне температур.

Показатели свойств приведены в таблице 1.

Изобретение относится к технологии защиты, сохранения и частичного восстановления асфальто-бетонных покрытий и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа, а также для ремонта и сохранения бетонных поверхностей различных конструкций. Пропиточная смесь включает органические вяжущие – каменноугольный пек и гильсонит, и растворитель, выбранный из КОРБ, КОРС, ЖПП (фракция С-9), бензола, толуола, изооктана, хинолина и их смеси, при содержании компонентов, мас.%: каменноугольный пек - 15-17; гильсонит - 15-17; растворитель - остальное. Способ получения пропиточной смеси включает перемешивание органических вяжущих в растворителе в течение 60 мин. Техническим результатом является обеспечение гидрофобности, стойкости к деформациям и истиранию, высокой кислото- и щелочеустойчивости, устойчивости к ультрафиолетовым и инфракрасным лучам, а также высокой термической устойчивости, увеличенной морозостойкости и абразивостойкости, трещиностойкости. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Пропиточная смесь для защиты асфальто-бетонных, бетонных и дорожных покрытий, включающая органические вяжущие и растворитель, при следующем содержании компонентов, мас.%:

органическое вяжущее - каменноугольный пек 15-17

органическое вяжущее - гильсонит 15-17

растворитель, выбранный из кубовых остатков ректификации бензола, кубовых остатков ректификации стирола, жидких продуктов пиролиза (фракция С-9), бензола, толуола, изооктана, хинолина или их смеси - остальное.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пирофиллит в количестве 1 мас.%.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит спекулярит в количестве 1 мас.%.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит микрокремнезем в количестве 1 мас.%.

5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модифицированный ПАВ органобентонит в количестве 1 мас.%.

6. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит металлоуглеродный нанокомпозит в количестве 1 мас.%.

7. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тальк в количестве 1 мас.%.

8. Способ получения пропиточной смеси по п.1, включающий перемешивание органических вяжущих в растворителе в течение 60 мин.

9. Способ по п.8, дополнительно включающий введение модифицирующих добавок, адгезионных присадок и модификатора отвердения с последующим перемешиванием в течение 30 мин.