Битумная композиция

Битумная композиция

Реферат

Изобретение относится к области получения герметизирующих композиций на основе битума нефтяного дорожного и полимера, используемых для гидроизоляции в дорожном строительстве.

Известна гидроизоляционная мастика, содержащая в своем составе, мас.%: продукт пропановой деасфальтизации нефтяных остатков 41.0-61.5; каменноугольное масло 0.7-1.0; инден-кумароновую смолу 5.5-7.0; асбест 12.5-14.0; резина 15.6-19.09; асфальтит 0.8-9.0; поливинилхлорид 1.0-5.0; бензиновый разбавитель 1.9-2.0 (патент РФ №2069224; С 09 D 195/00; 20.11.96). Недостатками данной мастики являются низкие показатели тепло- и атмосферостойкости.

Известна также битумная мастика, которая содержит в своем составе, мас.%: битум БНД 90/130 83.3-86.6; дивинилстирольный термоэластопласт 2.6-4.2; резиновую крошку 2.6-4.2; диабазовую пыль 8.3-8.6 (патент РФ №2223292; МПК⁷ С 08 L 95/00; 10.02.04). Недостатками битумной мастики являются низкие показатели растяжимости и теплостойкости, длительность приготовления.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции по технической сущности и получаемому техническому результату является композиция, включающая битум, полимерную добавку, минеральный наполнитель, мазут, резиновую крошку, серу и органический ускоритель вулканизации (патент РФ №2218369; С 08 L 95/00; 09.01.01).

Для приготовления такой мастики используют, например, 70 мас.ч. битума, 10 мас.ч. мазута, 15 мас.ч. органического растворителя, 5 мас.ч. каучука СКЭПТ, 0.5 мас.ч. серы, 0.5 мас.ч. сульфенамида и 1 мас.ч. резиновой крошки. После вулканизации добавляют минеральный порошок в количестве до 20% от массы получаемой композиционной мастики.

К недостаткам данной мастики относятся сравнительно низкие показатели теплостойкости, растяжимости и эластичности, а также необходимость вулканизации резиновой крошки и включение в технологический процесс стадии окисления материала воздухом при температуре 160-200°С, что в дальнейшем отрицательно сказывается на технико-эксплуатационных свойствах мастики.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение теплостойкости, увеличение растяжимости и эластичности при низких температурах, повышение стойкости к действию атмосферных факторов.

Достижение более высокого технического результата по вышеуказанным показателям обеспечивается тем, что в битумной композиции, включающей битум нефтяной дорожный, полимерную добавку, органический растворитель и резиновую крошку, согласно изобретению содержится в качестве полимерной добавки стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт и дополнительно адгезионная присадка БП-КСП и твердый отход пиролиза автомобильных шин, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:

Битум нефтяной дорожный	62.0-59.2
Стирол бутадиен-стирольный
термоэластопласт	1.5-2.0
Органический растворитель	13.5-18.0
Твердый остаток пиролиза	12.0-10.0
Резиновая крошка	10.0-12.0
Адгезионная присадка БП-КСП	1.0-0.8

В качестве битума использован битум нефтяной дорожный БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90.

Стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт представляет собой трехблочный линейный блоксополимер следующего строения:

Основные характеристики данного полимера приведены в табл.1

Таблица 1
№	Наименование показателя	Марка полимера
SBS TPR ENPREN 611	ДСТ-30Р-01
1	Условная прочность в момент разрыва, МПа	25.0	20
2	Относительное удлинение в момент разрыва, %	800	750
3	Твердость по Шору А, усл.ед.	75	70
4	Водопоглощение за 45 суток, %	0.45	0.56

Для получения битумной композиции использован стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт SBS TPR ENPREN 611.

В качестве органического растворителя используют керосин по ТУ 3840158-10-90 или растворитель 646 по ГОСТ 18188-72.

Поставленная техническая задача решается также путем введения твердого остатка пиролиза автомобильных шин (ТОП), представляющего собой (на 98%) смесь серы с техническим углеродом с высокой удельной поверхностью (S=9505 см²/г) по ТУ 3723-005-0136353-2003 и резиновой крошки, представляющей продукт переработки изношенных автомобильных шин по ТУ 38.00149438-48-92-1-25.

В качестве адгезионной добавки использована битумная адгезионная присадка БП-КСП, изготавливаемая конденсацией полиэтиленполиаминов с жирными кислотами соап-стоков, получаемых в производстве растительных масел, обработанных нейтрализатором биоцидом "Калан" по ТУ 2456-001-50771613-99.

Битумная композиция готовится в две стадии.

На первой стадии готовят раствор стирол бутадиен-стирольного термоэластопласта в углеводородном растворителе (керосине, растворителе 646). Растворение происходит в течение 12-15 ч при комнатной температуре. Для обеспечения однородности раствора после растворения полимера его нагревают и при температуре 50-70°С тщательно перемешивают в течение 10-15 мин.

На второй стадии в лопастном смесителе в расплавленный битум нефтяной дорожный БНД 60/90 при температуре 120-140°С добавляют раствор полимера и адгезионную присадку БП-КСП и перемешивают в течение 15-25 мин. Затем в полученную композицию добавляют совместно просеянные через сито №1.25 твердый отход пиролиза и резиновую крошку. Смесь нагревают до 140-160°С и перемешивают в течение 30-45 мин.

Составы предлагаемой битумной композиции указаны в табл.2, физико-механические свойства этих композиций - в табл.3.

Температура размягчения и изменение температуры размягчения после прогрева битумной композиции определялись по ГОСТ 11506-73 с дополнениями. Пенетрация определялась по ГОСТ 11501-78. Растяжимость определялась по ГОСТ 11505-75. Эластичность определялась по методу, описанному в работе Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Углова Е.В., Безродный O.K. Органические вяжущие для дорожного строительства: Учеб. пособ. для вузов по специальности "Автомобильные дороги и аэродромы". 2003 - с.306.

Таблица 2Составы битумной композиции
Состав,	Содержание компонентов мас.%
№ состава	Битум БНД 60/90	SBS TPR ENPREN 611	ТОП	Резиновая крошка	адгезив БП-КСП	Органический растворитель
1	59.2	2.0	10	10	0.8	18.0
2	60.25	1.75	12	10	0.8	15.0
3	62.0	1.5	10	12	1	13.5

Таблица 3Физико-механические свойства битумной композиции
№	Наименование показателя	Известная мастика	Предлагаемая битумная композиция
1	2	3
1	Температура размягчения по КиШ, °С	85	88	92	95
2	Пенетрация при 25°С, 0.1 мм	80	110	89	80
3	Изменение температуры размягчения
	после прогрева, °С	5	2	2	3
4	Растяжимость при 0°С, см	5.0	68.5	51.6	45.4
	Эластичность, %
5	при 25°С	48	95	85	80
	при 0°С	25	80	75	70

По результатам испытаний предлагаемых битумных композиций табл.3 можно сделать выводы о том, что изобретение позволяет получать высококачественный материал для герметизации трещин асфальтобетонных покрытий. Введение стирол бутадиен-стирольного термоэластопласта значительно увеличивает показатели растяжимости и эластичности при положительных и отрицательных температурах. Использование в качестве наполнителей твердого остатка пиролиза и резиновой крошки позволяет получать битумные композиции с повышенной тепло- и атмосферостойкостью. При введении адгезионной присадки БП-КСП улучшается совмещение компонентов смеси.

Битумная композиция, включающая битум нефтяной дорожный, полимерную добавку, органический растворитель и резиновую крошку, отличающаяся тем, что в качестве полимерной добавки она содержит стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт и дополнительно адгезионную присадку БП-КСП и твердый остаток пиролиза автомобильных шин, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:

Битум нефтяной дорожный	62,0-59,2
Стирол бутадиен-стирольный
термоэластопласт	1,5-2,0
Органический растворитель	13,5-18,0
Твердый остаток пиролиза	12,0-10,0
Резиновая крошка	10,0-12,0
Адгезионная присадка БП-КСП	1,0-0,8