Битумная паста Российский патент 2022 года по МПК C08L95/00 

Изобретение относится к битумным эмульсионным пастам, которые используются в дорожном и кровельном строительстве для гидроизоляционных работ.

Известна битумная паста Хамаст ИПЦ-16, которая включает в себя битум 50 %, гашеную известь (Ca(OH)₂) 12% и воду 38% (Руководство по устройству холодной асфальтовой гидроизоляции. П 77-79, ВНИИГ, Ленинград, 1979, с.11).

Однако эта паста не водостойка из-за растворимости извести (~1,65 г/л), имеет низкую адгезию к большинству строительных материалов. Кроме того, гашеная известь имеет менее высокую эмульгирующую способность, чем негашеная.

Известна также битумная эмульсионная паста для дорожных работ, включающая нефтяной битум, твердый эмульгатор и воду. В качестве эмульгаторов для паст используют известь (молотую кипелку), содержащую не менее 60% окисей кальция и магния (Битумные дорожные эмульсии (к СНиП 3.06.03.-85). Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий).

Однако получающиеся пасты обладают чрезмерной вязкостью, а процесс эмульгирования во время гашения трудноуправляем и может приводить к получению неоднородного продукта. Кроме того, высококальциевая известь довольно дефицитный продукт в виду широкого его использования по другим направлениям, например, для очистки кислых сточных вод.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является битумная паста с применением такого неорганического эмульгатора, как пластичная глина (Руководство по устройству холодной асфальтовой гидроизоляции. П 77-79, ВНИИГ, Ленинград, 1979, с. 8-12). Введение эмульгаторов с ассиметричной формой частиц считается более эффективным и ведет к предотвращению утончения жидкой прослойки между каплями дисперсной фазы, образуя непрерывную оболочку.

Однако такие пасты являются крупнодисперсными ввиду пластинчатой формы частиц эмульгатора, что влечет за собой высокий расход битумного вяжущего.

Целью изобретения является повышение однородности, дисперсности битумных паст, их адгезии к строительным материалам, а также расширение сферы применения крупнотоннажных запасов цеолитсодержащих пород (ЦСП).

Поставленная цель достигается тем, что битумная паста, включающая битум и воду, в качестве минерального эмульгатора содержит цеолит или цеолитсодержащую породу, которая может помимо цеолита содержать кальцит, глинистые минералы, опал-кристобалит-тридимит (ОКТ) и кварц, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. битум 40-70; цеолит (ЦСП) 15-35; вода 15-35.

Минимальная концентрация битума обусловлена снижением водонепроницаемости битумной пасты, а максимальная – чрезмерным увеличением удельной поверхности частиц дисперсной фазы, требующей дезактивации эмульгатором.

Минимальная концентрация цеолита (ЦСП) обусловлена снижением стабильности битумной пасты в результате агрегирования частиц дисперсной фазы (битума). Максимальная концентрация обусловлена снижением водонепроницаемости битумной пасты.

Минимальная концентрация воды обусловлена необходимостью обеспечения необходимой технологической подвижности битумной пасты, максимальная – распадом пасты, то есть отделением излишка воды.

Основным компонентом эмульгатора являются цеолиты, имеющие каркасно-полостную микроструктуру, что обеспечивает их высокую сорбируемость на поверхности частиц дисперсной фазы, снижение поверхностного натяжения битума и, как следствие, эффективное его диспергирование при получении пасты.

Пасту готовят диспергированием в готовой суспензии (цеолит (ЦСП) + вода), подогретой до t=70-100^oC вязкого битума с t=110-190^oC.

Наименьшая температура суспензии обусловлена ухудшением диспергируемости битума. Наибольшая температура – температура кипения воды.

Наименьшая температура битума обусловлена повышением его вязкости, а наибольшая температура – выкипанием дисперсионной среды при введении битума.

Примеры предлагаемых паст и их свойства приведены в табл.1.

№ состава Состав, % ρ, г/см³ Однородность, % Осадка конуса, см Адгезия, МПа Аналог ГП-50 1,5±5% <5 ≤12 - 1 Б-50,
В-25,
Ц-25 1,51 1,8 15 0,5 2 Б-40,
В-30,
Ц-30 1,59 2,2 18 0,4 3 Б-30,
В-35,
Ц-35 1,64 2,0 23 0,35 4 Б-60,
В-20,
Ц-20 1,48 2,9 12 0,57 5 Б-70,
В-15,
Ц-15 1,31 3,5 9 0,59 6 Б-50,
В-30,
Ц-20 1,49 2,1 17 0,48

Таким образом, применение в качестве минерального эмульгатора цеолита (ЦСП) позволяет получать высокие высокодиспергированные битумные пасты с повышенными адгезионными показателями и однородностью.

Изобретение может быть использовано при гидроизоляции кровли и дорожных покрытий. Битумная паста содержит битум, воду и неорганический эмульгатор. В качестве неорганического эмульгатора использован цеолит или цеолитсодержащая порода. Технический результат заключается в повышении однородности битумной эмульсии и увеличении ее адгезии к строительным материалам. 1 табл., 6 пр.

Битумная паста, содержащая битум, воду и неорганический эмульгатор, отличающаяся тем, что содержит в качестве неорганического эмульгатора цеолит или цеолитсодержащую породу (ЦСП) при следующих концентрациях компонентов, мас.ч.:

Битум 40-70 ЦСП 15-35 Вода 15-35