Вяжущее для дорожного покрытия

Вяжущее для дорожного покрытия

Реферат

 

Изобретение относится к вяжущим для дорожного покрытия и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве, а также в строительстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов. Задачей изобретения является достижение однородности вяжущего, снижение температуры процесса его получения, увеличение значений растяжимости и эластичности, достижение низких значений температур хрупкости во всем интервале состава вяжущего при одновременном сохранении высоких значений остальных показателей. Задача решается разработкой вяжущего для дорожного покрытия, содержащего битум, каучук и растворитель-пластификатор, отличающегося тем, что оно дополнительно содержит элементную серу, а в качестве растворителя-пластификатора - рапсовое масло или фракцию альфа-олефинов С₂₀-С ₂₆, а в качестве каучука - бутадиеновый или изопреновый каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 65,0-97,3; бутадиеновый или изопреновый каучук 0,5-7,0; рапсовое масло или фракция альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ 1,7-21,0; элементная сера 0,5-7,0. 1 табл.

Изобретение относится к вяжущим для дорожного покрытия и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве, а также в строительстве кровель, гидроизоляций и герметичных швов.

Известно вяжущее для дорожных покрытий, получаемое смешением 85-98 мас.% битума, 15-2 мас.% разветвленного или линейного стирольного блок сополимера при 200-250°С в течение 15-40 минут (ЕР №0458386, кл. С 08 L 95/00, 1972). Вяжущее имеет достаточно высокую прочность, эластичность, однако, его получение требует применения высоких температур и при этом не достигается полная однородность структуры вяжущего.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения (патент Российской Федерации №2038360, кл. С 08 L 95/00, 1995), содержащее битум, блок-сополимеры алкадиена и стирола и индустриальное масло при следующем количественном соотношении, маc.%:

Битум 44,4-98,0

Блок сополимеры алкадиена

и стирола 0,1-22,3

Масло индустриальное 1,9-33,3

Причем до введения в битум сополимер смешивают при 80-160°С с индустриальным маслом, после чего полученную смесь при перемешивании вводят при 110-160°С в битум.

Изобретение позволяет получить вяжущее, соответствующее по параметрам требованиям, предъявляемым к вяжущим для дорожного покрытия. Однако полной однородности такого вяжущего достигнуть не удается, поскольку сродство индустриального масла, состоящего в основном из нафтеновых углеводородов, к блок сополимерам алкадиена и стирола невысокое. Вяжущее обладает сравнительно невысокими значениями растяжимости и эластичности. Кроме того, процесс получения вяжущего требует сравнительно высоких температур, что способствует выделению вредных веществ в окружающую среду и интенсифицирует процесс старения битумов.

Задачей изобретения является достижение однородности вяжущего, снижение температуры процесса его получения, увеличение значений растяжимости и эластичности, достижение низких значений температур хрупкости во всем интервале состава вяжущего при одновременном сохранении высоких значений остальных показателей.

Задача решается разработкой вяжущего для дорожного покрытия содержащего битум, каучук и растворитель-пластификатор, отличающегося тем, что оно дополнительно содержит элементную серу, а в качестве растворителя - пластификатора - рапсовое масло или фракцию альфа-олефинов С₂₀-С₂₆, а в качестве каучука - бутадиеновый или изопреновый каучук при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Битум 65,0-97,3

Бутадиеновый или изопреновый каучук 0,5-7,0

Рапсовое масло или фракция

альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ 1,7-21,0

Элементная сера 0,5-7,0

Бутадиеновый синтетический каучук марки СКБ получают анионной полимеризацией бутадиена, инициированной металлическим натрием. Указанный каучук (продукт Казанского завода синтетического каучука) имеет нерегулярное строение. Содержание 1,4-звеньев в среднем составляет 34%, 1,2-звеньев - 66%. Молекулярный вес достигает 200 тыс. а. е. Температура стеклования составляет (50°С).

Изопреновый синтетический каучук (СКИ-3) - продукт АО "Нижне-камскнефтехим" получают полимеризацией изопрена на катализаторах Циглера-Натта. Каучук характеризуется высокой степенью стереоспецифичности. Содержание цис-1,4-звеньев в нем достигает 92-98%. Температура стеклования находится в районе -70°С.

Масло рапсовое по ГОСТ 8988-77 вырабатывается путем прессования и экстракции семян рапса.

Фракция альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ выделяется из продуктов термокаталитической олигомеризации этилена, соответствует ТУ 2411-068-05766801-97.

В качестве серы применяют элементную товарную серу по ГОСТ 126-76.

Вяжущее готовят следующим образом: В смеситель подают расчетные количества растворителя (рапсовое масло или фракцию альфа-олефинов С₂₀-С ₂₆) и каучука (бутадиенового или изопренового), оставляют на сутки для набухания каучука, затем смесь перемешивают при температуре 80-90°С в течение 20-30 мин. Затем в полученную смесь вводят при температуре 90-100°С и при перемешивании расчетное количество битума в течение 15-20 мин. Затем вводят серу в заданном количестве и перемешивают при 90-100°С до получения однородной массы (15-20 мин).

Образец 1. В смеситель подают 14,0 г бутадиенового каучука, 42,0 г рапсового масла и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 80°С в течение 30 мин. Затем в смеситель при 90°С подают 130,0 г битума, перемешивая смесь в течение 15 мин, и затем вводят 14,0 г серы, продолжая перемешивание при 100°С в течение 15 мин. Состав образца вяжущего, маc.%: битум 65, бутадиеновый каучук 7, рапсовое масло 21, сера 7.

Образец 2. В смеситель подают 14,0 г изопренового каучука, 42,0 г фракции альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 90°С в течение 30 мин. Затем в смеситель при 100°С подают 137,0 г битума, перемешивая смесь в течение 15 мин, и затем вводят 7,0 г серы, продолжая перемешивание при 90°С в течение 15 мин. Состав образца вяжущего, маc.%: битум 68,5; изопреновый каучук 7; фракция альфа-олефинов С₂₀ -С₂₆ 21; сера 3,5.

Образец 3. В смеситель подают 1,0 г изопренового каучука, 3,4 г рапсового масла и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 90°С в течение 30 мин. Затем в смесь при 100°С подают 194,6 г битума и перемешивают в течение 15 мин, и затем вводят 1,0 г серы, продолжая перемешивание при 90°С в течение 15 мин. Состав образца вяжущего, мас.%: битум 97,3; изопреновый каучук 0,5; рапсовое масло 1,7; сера 0,5.

Образец 4. В смеситель подают 1,0 г бутадиенового каучука, 3,4 г фракции альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 80°С в течение 20 мин. Затем в смеситель при 100°С подают 194,6 г битума, перемешивая смесь в течение 20 мин, и затем вводят 1,0 г серы и перемешивают вяжущее при 100°С в течение 20 мин. Состав образца вяжущего, мас.%: битум 97,3; бутадиеновый каучук 0,5; фракция альфа-олефинов С₂-С₂₆ 1,7; сера 0,5.

Образец 5. В смеситель подают 7,0 г изопренового каучука, 20,0 г фракции альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 90°С в течение 30 мин. Затем в смеситель при 100°С вводят 165,0 г битума, перемешивая смесь в течение 20 мин, и затем вводят 8,0 г серы и перемешивают вяжущее при 100°С в течение 20 мин. Состав образца вяжущего, мас.%: битум 82,5; изопреновый каучук 3,5; фракция альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ 10,0; сера 4,0.

Образец 6. В смеситель подают 7,0 г бутадиенового каучука, 20,0 г рапсового масла и оставляют на сутки, затем смесь перемешивают при 80°С в течение 20 мин. Затем в смеситель при 90°С вводят 165,0 г битума, перемешивая смесь в течение 20 мин, и затем вводят 8,0 г серы и перемешивают вяжущее при 90°С в течение 15 мин. Состав образца вяжущего, мас.%: битум 82,5; бутадиеновый каучук 3,5; рапсовое масло 10,0; сера 4,0.

Характеристики образцов вяжущего, приготовленных согласно примерам 1-6, приведены в таблице. Как видно, предлагаемое вяжущее превосходит прототип по эластичности, растяжимости, по значениям температур хрупкости для всего интервала состава вяжущего и не уступает по остальным показателям. При этом достигается однородность вяжущего и снижается температура процесса его получения.

Формула изобретения

Вяжущее для порожного покрытия, содержащее битум, каучук и растворитель-пластификатор, отличающийся тем, что дополнительно содержит элементную серу, а в качестве растворителя-пластификатора - рапсовое масло или фракцию альфа-олефинов С₂₀-С ₂₆, а в качестве каучука - бутадиеновый или изопреновый каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 65,0-97,3

Бутадиеновый или изопреновый каучук 0,5-7,0

Рапсовое масло или фракция

альфа-олефинов С₂₀ -С₂₆ 1,7-21,0

Элементная сера 0,5-7,0