Способ получения вяжущего для дорожного строительства Советский патент 1985 года по МПК C10C3/04 

ч

1

4ib

Од

О Изобретение относится к дорожном строительству, а имeнFЮ к технологии приготовления составов вяжущих веществ. Цель изобретения - 11овьщ1ение качества целевого продукта и расши рение сырьевой базы при введении 4-8 мас,% каменноугольного компонента в окисляемый гудрон за 1520% времени до окончания процесса окисления. Пример. Проведены сопоставительные опыты по получению каменноугольных вяжущих путем смещения компонентов, окисленид смеси.компонентов и по предлагаемому способу. Исследования влияния различных количеств добавки дегтя марки Д-2 и каменноуголь.ной смолы в битз на склонность дегтёбитумов к старению и их адгезионные свойства на примере битумов ВИД 60-90 приведены в табл. 1, а также время старения до хрупкого разрушения и оценка сцепления битума с минеральными материа лами при различном содержан 1и камен ноугольньк вяжущих в смеси. Сцепление дегтёбитумов с минеральной частью оценивают по шкале Лысихиной после кипячения в течение 30 мин щебенок, обработанных вяжущи Из табл. 1 следует, что для дост жения высоких адгезионных свойств бит ма к минеральному материалу необходим добавка не менее 1 О мае.% дегтя или смолы, однако указанное количество добавки каменноугольных вяжущих снижает термоокислительную устойчивость битумов с 28 до 16-18 ч. Исследование влияния количества добавки каменноугольных материалов в гудрон до окисления на свойства образующихся битумов приведено в табл. 2. Как из данных, приведенных в табл. 2, добавка дегтя в количестве 5-10 мас,% в гудрон перед окислё.нием не оказьшает существенно влияния на адгезионные свойства образующихся вяжущих. Добавка дегтя 15 мас.% позволяет получить вяжущие с высокими адгезионными свойствами лишь с основными породами (известняками). В то же время стабильность свойств таких вязкущих несколько сни жена (период старения до хрупкого разрушения понижен с 28 до 22 ч), Кроме того, добавка к гудрону перед окислением 15 мас.% дегтя спо-г собствует образованию осадка уже при температуре окисления 220°С. Добавка дегтя в количестве 20 мас,% позволяет получить окислением вяжуш 1е с высокими адгезионными свойствами, как к основным, так и к кислым породам, но при этом снижается их термоокислительная устойчивость и образуется осадок уже при температуре окисления более 180°С. Добавка к гудрону 25 мас.% дегтя способствует образованию осадка уже при температуре окисления 180°С. Каменноугольная смола в количестве 10 мас.%, добавляемая к гудро-. ну перед окислением, позволяет повысить адгезионные свойства образующихся вяжущих как к основным, так и ккислым породам, однако температура окисления компаунда не должна превышать 180°С, так как уже 15мас.% смолы в гудроне при такой темпера-. туре способствует образованию осадка. Окисление по предлагаемому способу проводят в лабораторной окислительной установке компрессорного типа емкостью 4 л. В окисляемое нефтяное сырье через горловину в крьшке окислительной установки вводят различное количество дегтя марки Д-2 и каменноугольной смолы высокотемпературного коксования, отвечающей требованиям -ГОСТ 4492-69 после различного времени окисления нефтяного гудрона. В качестве нефтяного сырья используют гудрон со свойствами, приведенными в табл. 3. Применяемьй каменноугольный деготь марки Д-2 имеет свойства, приведенные в табл. 4. Используемая каменноугольная смола обладает свойствами, приведенньии в табл. 5. Окисление проводят при 200 и 220 С. Результаты практически идентичны и отдельно не приводятся. У получаемых вяжущих исследуют период старения .и адгезионные свойства. Установлено, что 4-8 мас.% каменноугольного дегтя или смолы, введенных в окисляемое нефтяное сырье за 1520% времени до конца окисления, не влияет на термоокислительную устойчивость битума и резко повьппает его

31

адгезионные свойства. Результаты исследований приведены в табл. 6.

По данным табл. 6 видно, что 48 мас.% как дегтя, так и каменноугольной смолы, введенные после. 80- 85% времени окисления нефтяного гудрона позволяют получить вяжущие с высокими адгезионными свойствами без изменений устойчивости последних к старению. Увеличение времени предварительного окисления нефтяного гудрона - введение дегтя или смолы после 90% времени окисления до готовности битума, даже малых количеств 4-6 мас.% сохраняет высокие адгезионные свойства вяжущего, но снижает его термоокислительнзгто устойчивость. Более раннее, после 75% времени окисления, введение как дегтя, так и смолы даже в количеств 8 мас.% снижает сщгезионные свойства вяжущих. Введение 10 мас.% добавки после 85% времени окисления снижает период старения с 28 до 2044604

24 ч. При введении 10 мас.% добавки ранее, после 75+ времени окисления, ухудшаются адгезионные свойства приготавливаемых при использовании 5 дегтя вяжущих, а при использовании смолы образуется осадок.

Образуняциеся вяжущие обладают свойствами, приведенными в табл. 7.

Результаты, приведенные в табл. 7, свидетельствуют о том, что образую-

fO щиеся вяжущие отвечают требованиям, предъявляемым к вязким нефтяным дорожным битумам, а по показателю сцепления соответствуют улучшенным битумам.

t5

Таким образом, введение непосредственно в окисляемый нефтяной гудрон 4-8 мас.% каменноугольных вяжущих позволяет получать органические вяжущие для дорожного строительства с высокими адгезионными свойствами без снижения их термоокислительной устойчивости.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА путем окисления смеси нефтяного гудрона и каменноугольного компонента при 200-220 С кислородом воздуха, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества целевого продукта и расширения сьфьёвой базы, в качестве каменноугольного компонента используют необезвоженную каменноугольную смолу или деготь, который вводят в количестве 4-8 мае./ в окисляемый гудрон за I5-20% времени до окончания процесса окисления. б

творительно

рительно 1

III

t- ш

X

о о. tt о

. я :

2

mp о о о in

in «

в1 m Ф - . Ш - 00

If

Ш 0) tt H

§ s

S

«00

lu

X

0

z s r;

H

o

Й

g

q о о

ш z

f S

I

td «п

i: г: S

Й

Вязкость условная при , с, диаметр отверстия 5 мм

Температура вспьшки, с

10 30

Вязкость, с С

Содержание веществ нерастворимых в толуоле, мас.%

Содержание фенолов, мас.%

Содержание нафталина, мас,%

Плотность при 20°С, г/см

Содержание веществ, не растворимых в толуоле

Зольность

Содержание нафталина, %

Вязкость условная при , Е

Таблица 3

20-40

28

Не ниже 190

195

Таблица 4

18

5-20

11

Не более 20

Не более 3

Не более 4

1,22 Не более 1,22

Не более 9 Не более 0,2

Не более 10 .5-4,2

Глубина проникання иглы,

при С

Сцепление с мрамором или песком Вьщерживает по контрольному образцу № 1

Индекс пенетрации -0,2

Вьщерживает по контрольному образцу № 2

-0,3