СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМОЛЯНОГО БЕТОНА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОРОГ Советский патент 1927 года по МПК E01C7/18 

Для исправного состояния дорог необходимо, чтобы они не размягчались при летней температуре. Применяемое связывающее вещество должно, поэтому, обладать достаточно высокой точкой плавления, чтобы противостоять слишком большому размягчению при воздействии на него солнечных лучей. Предлагалось в целях получения плотной и прочной дороги, способной противостоять изменениям температуры, применять связывающее вещество с высокой точкой плавления, например, в 70-80° Ц, что требует нагревания применяемого материала и расплавления связывающего вещества непосредственно перед его применением. Неудобства такого способа очевидны. Одною из целей предлагаемого изобретения является устранение такой необходимости в нагревании. Для устройства укатанного асфальтообразного верхнего покрытия дороги было предложено применять измельченный в порошок камень с добавлением от 6% до 7% по весу какого-либо из гудронов, которые обращались бы в жидкое состояние; кроме того, было предложено пользоваться дистиллированным дегтем, вязкость которого была бы приблизительно одинакова с вязкостью смеси, состоящей из 40 частей брикетного пека и 60 частей антраценового масла (а в некоторых случаях, при холодной погоде, и обыкновенной смолы), при чем количество упомянутого выше дегтя изменяется в соответствии с температурой, при которой прокладывается дорога. Подобным материал допускал укладку, без предварительного нагревания; получавшаяся поверхность облагает сейчас же после укладки значительным сопротивлением давлению, но сцепление ее частей между собою невелико. Для улучшения этого сцепления было предложено прибавлять от 2% до 4% обращенного в мелкий порошок пека. Общеизвестно, что пек, подвергшийся перегонке до степени, допускающей обращение его в порошкообразное состояние, содержит значительное количество нерастворимого остатка; укапанное выше применение пека отражается неблагоприятно на сжимаемости смеси, хотя и оказывает, тем не менее, известное связывающее действие. Далее, было предложено превращать пек в дробильной мельнице в порошок и смешивать его с песком, а затем покрывать этою смесью слой каменистого материала, при чем количество связывающего вещества равно, примерно, одной пятой объема применяющегося камня. Вышеозначенный верхний покров из смолистого материала обрызгивается тяжелым маслом, состоящим приблизительно из 3-х частей масла на 20 пека, и утрамбовывается катками.

Предлагается, согласно изобретения, пользоваться подходящими камнями, в соединении с облицовывающим и связывающим составом, приготовленным из гудрона с высокою точкою плавления, например, 110-125° Ц. полученного перегонкою масляных остатков, при чем, согласно указаний автора, такой гудрон растворяется по крайней мере на 95% в сернистом углероде и может быть обращен в порошок указанного ниже размера зерен; такое свойство его используется для осуществления предлагаемого изобретения; такой гудрон растворим в описываемом далее жидком связывающем веществе; после растворения получающееся гудронное связывающее вещество способствует увеличению сжимаемости смеси. Камень или другой материал минерального происхождения прежде всего покрывается жидким связывающим веществом, состоящим из какого-либо смолистого материала, текучего или полутекучего при обыкновенной температуре, в котором может растворяться гудрон, после чего прибавляется обращенное в порошок описанное выше связывающее вещество. С этим последним веществом может быть также смешиваем песок или другой какой-либо состоящий из мелких частиц минеральный материал; перед смешанием песок или другой минеральный материал может сначала смачиваться маслом; после этого смесь прибавляется к покрытому составом камню так, чтобы получилось тело, состоящее из образуемого камнем ядра, окруженного отзывающим веществом и нанесенным сверху минеральным материалом, приспособленным для заполнения образующихся при укатывании промежутков. Описанным образом поручается материал, который может применяться как для образования верхнего покрова дороги, так и для покрытия или обволакивания самых камней. Предлагаемое изобретение заключается, далее, в способе устройства дороги, состоящем в покрывании камня или другого материала смолистым материалом, текучим или полутекучим при обыкновенной температуре (связывающее вещество с относительно высокою точкою плавления, превращается в порошок, растворимый в выше упомянутом текучем материале), в соединении в одно целое измельченной в порошок связывающего вещества и покрытого вышеозначенным составом камня, и смешении материалов и в укладке их для образования слоя дороги. Материал состоит предпочтительно из более крупного камня или другого минерального вещества и из более мелкого или раздробленного камня или минерального вещества, в роде песка, при чем этот последний материал берется в количестве, достаточном для заполнения промежутков, образуемых первым более крупным материалом, и оба они или же только первый покрывается гудроном; при этом, смешение обращенного в порошок связывающего вещества с относительно высокою точкою плавления и более мелкого или размолотого камня или же другого минерального материала производится до соединения этого последнего с камнем или другим минеральным материалом более крупных размеров. Обволакивающий слой гудронного материала должен быть достаточно толстым для того, чтобы связывающее вещество могло пристать к камню или другому минеральному материалу. До покрывания камня жидким гудроном, можно к последнему прибавить обращенное в порошок связывающее вещество, которое может содержать минеральный материал. Применяемый, Согласно изобретению, масляный гудрон не может быть превращен в порошок в дробильной мельнице: приспособление, производящее измельчение растиранием, является бесполезным для указанной цели, ибо результатом его работы явилось бы только свертывание или сбивание гудрона в комки. Наиболее подходящим приспособлением оказывается в данном случае измельчающая дробилка ударного типа, работающая при больших скоростях, при чем удаление обращенного уже в порошок материала производится, предпочтительно, вентилятором. Дорога, устроенная согласно предлагаемого изобретения, имеет целью получить температурную устойчивость как в жаркую, так и в холодную погоду. Предлагаемое изобретение заключает в себе также способ пользования связывающими веществами, который имеет целью производить прокладку дороги в холодном состоянии или, во всяком случае, при температурах, более низких, чем было возможно до сего времени с одновременным применением являющегося желательным связывающего вещества с более высокою точкой плавления.

В одном случае применения предлагаемого изобретения камень покрывается сначала жидкою или полужидкою частью с более низкою точкою плавления, чем требуется в конечном результате, при чем эту операцию можно производить и не вблизи прокладываемой дороги. Покрытый подобным образом камень не может сделаться мокрым, при чем в то же время обеспечивается совершенство покрова и высшая степень сцепления. После этого, в соответствующий момент, до или во время укладки покрытого описанным образом камня, прибавляется в виде пыли соответствующее количество другой связывающей части с более высокою точкою плавления, чем требуется в конечном результате, при чем эта операция производится ручным или механическим способом. До соединения в одно целое нанесенной на камень жидкой части частью с более высокой точкою плавления должно пройти достаточно времени для того, чтобы можно было надлежащим образом наложить массу и привести ее в требующееся состояние для затвердения. Вследствие воздействия катков и времени, связывающие части должны буту скоро соединяться в одно целое, образуя связывающее вещество, удовлетворяющее предъявляемым требованиям в отношении температуры, стойкости и состояния. Прибавляемая связывающая пыль может содержать мелкие минеральные или органические вещества. Автором установлено, что смеси в роде вышеописанного весьма полезны для увеличения прочности дорог, устроенных из дегтя и подобных материалов. Для указанной цели применялись до сих пор мелко измолотые смеси естественного асфальта и минеральных веществ, но, автор находит, что лучшие и более дешевые смеси, содержащие любую потребную пропорцию гудрона могут изготовляться, подвергая совместному измельчению в толчее масляный гудрон, например, плавящийся при 110° Ц и какое-либо минеральное вещество, предпочтительно, песок. Смесь такого рода не только полезна в качестве обогатителя, но вместе с тем доставляет и надлежащее количество заполнителя, что позволяет избежать применения дорогого портландского цемента. Материал для устройства дорог по предлагаемому способу, может изготовляться в мешалке типа, применяемого при изготовлении бетона. Переменными величинами являются размер камней, определяющий собой степень вязкости жидкости, которая, в свою очередь, определяет пропорцию порошка с высокою точкою плавления, и пропорцию связывающего вещества в целом. Величины эти могут быть определены на основании нижеследующих общих принципов. Чем метиле камень, тем более текучею должна быть жидкая часть. Большие камни, размером от до 1 дюйма, при быстром вращении их в мешалке могут легко быть покрываемы требующимся количеством жидкости или полужидкости, тогда, как более мелкий материал, например, в дюйма, будет просто перекатываться, при чем часть его будет покрыта в избытке, а часть - слишком мало. Камни большего размера будут покрываться составом, не приставая друг к другу, как это и должно быть. С другой стороны, песок требует применения совершенно тонкого масла, например, применяемых в качестве горючего. Характер и количество жидкой части определяют надлежащее относительное количество порошка с высокою точкою плавления, что станет явным из приводимого ниже примера, относящегося к совместному применению какого-либо получаемого из сырой нефти топливного сорта масла, как жидкости, и получаемого в виде остатка от перегонки масляного гудрона с высокою точкою плавлении, например, в 110° Ц. При пользовании мелким песком, в качестве жидкой части можно применять одно только топливное масло. При пользовании более крупным материалом, часть твердого связывающего вещества может быть, предпочтительно, растворяема в упомянутом топливном масле, сгущая, таким образом, это последнее. Выгода применения масляного гудрона с высокою точкою плавления заключается в том, что перегонка сырой нефти может быть проводима дальше, при чем сберегаются более пенные смазочные масла, менее же ценный масляный гудрон с высокою точкою плавления применяется для устройства дорог и перевозится без упаковки, что дает экономию в расходах. Пропорция 30 частей топливного масла уд. веса 0,95 на 70 частей масляного гудрона с точкой плавления в 110° Ц дает, вообще говоря, надлежащий связывающий состав. Автор находит, далее, что подходящею степенью измельчения для применяемого при предлагаемом способа размолотого гудрона является такая, при которой 60% его проходит через сито со 100 петлями на линейный дюйм и 30% - через сито с 200 петлями на 1′′. Означенные цифры получены с маслящим гудроном, имеющим точку плавления в 110° Ц, но предлагаемый способ может быть проводим и при значительных отступлениях от этих цифр; если масляный гудрон и соединении с мелким песком будет связывать при соотношении 90 частей песку на 10 частей пека, это будет достаточно хорошо. В результате это дает содержание гудрона в законченном продукте в до 9%, Размалывание и обработка гудрона облегчается размалыванием его с минеральным веществом, например, с песком; при этом может получаться материал достаточно мелкий, чтобы применяться в качестве заполнителя, заменяя собой употребляемый иногда портландский цемент, при чем он не подвергается слипанию при перевозке. В итоге, при пропускании через мельницу упомянутого ранее типа смеси из 90 частей песку на 10 частей гудрона, степень размалывания может быть такой, чтобы через сито с 20 петлями на 1′′ проходил 1,0%; с 40-4,0%; с 50-15,0%; с 70-27,0%; с 100-29,0%; с 200-24,0%, при чем гудрон размалывается сравнительно более мелко, чем песок.

По определении пропорции связывающего состава на основании изложенных соображений, т.-е. в соответствии с размерами зерен минерального вещества, климатическими условиями, характером имеющихся в распоряжении масел, свойствами имеющегося гудрона и желательного с экономической точки зрения соотношения частей связывающего состава в целом, автор пользуется им, предпочтительно, следующим примерным образом. Камни от до помешаются в мешалку, куда вводится жидкая часть состава, после чего мешалка приводится во вращение, продолжающееся до обволакивания всех камней. Затем во время вращения мешалки добавляется порошкообразная часть состава, которая уже может применяться в качестве связывающего средства для дороги. Автор предпочитает, однако, прибавлять к песку и заполнителю некоторое количество более мелкого минерального вещества, от одной восьмой дюйма и мельче, подвергшееся предварительно обработке соответствующею пропорцией жидкой части с давлением порошкообразного связывающего состава. Связывающая часть может содержать некоторое Количество песка, размолотого вместе с гудроном, или примесь другого какого-либо заполнителя. Масса эта пристает к минеральному материалу более крупных размеров.

В виде варианта, минеральное вещество с зернами более крупного размера может подвергаться смачиванию его большим относительным количеством жидкой части, чем собственно полагается. Лучше, однако, чтобы камни, большие и малые получали причитающееся им относительное количество связывающих веществ. Приготовленный по такому способу предлагаемый материал для устройства дорог состоит из отдельных образуемых камнем ядер со связывающим веществом (в виде жидкого или полужидкого обволакивающего покрова с добавлением порошкообразного связывающего материала, который может содержать мелкое минеральное вещество или же без такового добавления), окруженных соответствующим относительным количеством более мелкого минерального материала с жидким пли порошкообразным связывающим веществом, или без такового, при меч каждое такое ядро, образует собой элемент дороги. Такие элементы могут перевозиться, укладываться и укатываться без каких-либо особых приготовлений при обыкновенной температуре, давая в результате прочную плотную дорогу, ибо материалом для заполнения промежутков между элементами служит часть той массы, для которой каждый камень является ядром. Подверженные изнашиванию. поверхности, выполняемые из обыкновенного мелкого материала, состоящего, как правило, из песка, устраиваются подобным же образом. В них может содержаться в общем 11% связывающего вещества.

При видоизмененном выполнении, к более крупным камням, после смачивания их жидкою частью состава, может добавляться все количество пли часть порошкообразного связывающего вещества, размолотого ранее с каким-нибудь минеральным материалом, как описывалось выше. Это позволяет производить перевозку и хранение на складе вышеозначенного порошка, не спасаясь его слипания или комкования. Вышеозначенный материал для устройства дорог может содержать также и жидкую часть. Описанные операции могут выполняться на месте и смешивание материалов производиться непрерывно, при чем гудронная пыль одна или же вместе с размолотым минеральным материалом подаются вентилятором непосредственно из мельницы в мешалку. Для означенной цели, размалывающая мельница и мешалка монтируются в виде автономной единицы, снабженной механическими приспособлениями для отмеривания надлежащих относительных количеств масла, гудрона, камня, песка и мелкого заполнителя, если таковой применяется. В этом случае, мешалка выполняется, лучше всего, в виде цилиндрического барабана с приспособлением для выхода наружу нагнетаемого вентилятором воздуха, при чем камни подаются в цилиндр при помощи червяка, масло - помощью насоса, куски же гудрона, или вместе с песком, заводятся определенными порциями в размалывающую мельницу. Также может еще применяться приспособление, при котором отмеренные количества камня и масла вводятся в мешалку, а соответствующее количество гудрона или же гудрона и песка отмеривается и загружается в размалывающую мельницу, пли гудрон и песок предварительно размалываются и отмеряются уже в виде порошка. Материал может приготовляться также и в каком-нибудь простом приспособлении типа бетономешалки.

В большинстве случаев предусматривается смешивание материалов и укладка при обыкновенной температуре, даже и в случае применения густого масла, требующего, вообще говоря, подогрева для приведения его в текучее состояние. Но, конечно, в случае густого масла можно прибегать к подогреванию для сообщения ему текучести. Так как камень может доставляться во влажном состоянии, то, до прибавления к нему жидкой части, его можно подвергать просушке, добавляя соответствующую пропорцию сухой извести.

Вышеописанное изобретение имеет целью производить устройство дорог, не нуждаясь в нагревании, применяя связывающие вещества, обладающие желательными физическими свойствами, при чем в то же время должна улучшаться работа дороги, с одной стороны, благодаря способу первого покрытия камней, делающего маловероятным отставание нанесенного на них состава, а с другой, - благодаря существованию между каждыми двумя камнями эластичной подушки, образуемой минеральною пылью и порошкообразным связывающим веществом. Для приготовления предлагаемого материала для устройства дорог, состоящего из образуемых камнями ядер, окруженных мелким литеральным материалом и связывающим веществом как жидким, так и измельченным а виде мелкого порошка, автор считает возможным применять в качестве последнего обыкновенный пек, но, так как пек содержит большое относительное количество нерастворимого вещества, то следовало бы применять относительно больше порошка. Для приготовления материала для устройства дорог, состоящего из образующих собою ядра камней, как было описано выше, автор считает возможным применять мелко размолотый натуральный асфальт.

1. Способ приготовления смоляного бетона для устройства дорог, с употреблением гудрона жидкого пли полужидкого при обыкновенной температуре и с прибавлением твердого при обыкновенной температуре пека, предварительно обращенного в порошок, или смеси последнего с песком, отличающийся тем, что предназначаемый для бетона щебень или иной крупный каченный материал предварительно смешивают с жидким или полужидким при обыкновенной температуре гудроном, или обрызгивают им, и уже после этого примешивают к нему измельченный в порошок пек с точкой плавления около 110-125° Ц или смесь означенного пека с песком или иным метким каменным материалом.

2. При способе по п. 1 прием измельчения пека, состоящий в его размалывании совместно с песком.

3. Видоизменение указанного в п. 1 способа, отличающееся тем, что песок, ранее примешивания к нему порошкообразного пека, также смачивают жидким гудроном.

4. Видоизменение способа, указанного в п.п. 1 и 3, отличающееся тем, что взамен твердого пека употребляют обращенный в порошок природный асфальтовый гудрон.