Способ получения цветной пластобетонной смеси

Способ получения цветной пластобетонной смеси

Реферат

Изобретение относится к производству цветных пластбетонных композиций и может найти применение для устройства цветных покрытий в дорожном, промышленном и гражданском строительстве.

Известны цветные пластбетонные смеси, предназначенные для устройства цветных дорожных покрытий на автомагистралях, парковых дорожках, спортплощадках и других объектах [ТУ-400-24-110-76. Смеси цветные пластбетонные для дорожного строительства. Технические условия. - М.: Главмосинжстрой при Мосгорисполкоме. Техническое управление. - 1977. - 48 с.]. В состав известных цветных пластбетонных композиций входят следующие компоненты, мас.%:

- минеральная крошка 5-7 мм или песок 2-5 мм	50-30
- песок 0,1-0,315 мм	30-45
- минеральный порошок менее 0,14 мм	17-19
- пигмент	3-6
- вяжущее	8-10

В качестве вяжущего используют светлые нефтеполимерные, инденкумароновые или стиролинденовые смолы, пластифицированные экстрактом и деасфальтизатом, или экстрактом и петролатумом. Цветная пластбетонная смесь приготавливается при высоких температурах смешения компонентов (120-140°С). Недостатком известного способа является то, что приготовление смеси при высоких температурах вызывает окисление, старение и потемнение вяжущего. Для окрашивания потемневшего вяжущего расходуется большое количество пигмента. Из-за необходимости укладки и уплотнения цветной пластбетонной смеси в горячем состоянии время ее транспортирования, укладки, выравнивания и уплотнения из-за остывания ограничено, что обуславливает их низкую технологичность.

Наиболее близкими по составу и технологической сущности к предлагаемой являются холодные цветные пластбетоны, представляющие собой смесь вяжущих, поверхностно-активных веществ, заполнителей, пигментов и воды. [Дорожные пластбетоны. Под ред. Сюньи Г.К. - М.: Транспорт, 1976. - C.11-14].

Приготовление холодных цветных пластбетонных смесей осуществляют с предварительным приготовлением в лопастных мешалках известково-глинобитумных или известково-глинокумароновых эмульсий с последующим перемешиванием с кирпичной крошкой или песком и пигментом при следующем зерновом составе минерального заполнителя (таблица 1).

Таблица 1Размер отверстий сит, мм
5	3	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071
Количество частиц, прошедших через сито, мас.%
90-100	60-80	42-70	33-65	30-53	25-40	20-30

Недостатком известного способа является относительно низкое качество, вследствие низкой водостойкости и прочности из-за наличия глины в смеси, неоднородность и неяркость расцветок полученных покрытий вследствие наличия извести, которая выделяется на покрытии, и сложность технологии приготовления пластбетонные смеси, из-за необходимости приготовления эмульсии в отдельной установке.

Целью настоящего изобретения является повышение качества и упрощение технологии приготовления цветных пластбетонных смесей. Поставленная цель достигается тем, что пластбетонную смесь готовят в 2 приема, причем на первой стадии в смеситель загружают нагретый минеральный заполнитель крупнее 0,14 мм, затем в работающий смеситель вводят часть нагретого до той же температуры вяжущего, совмещенное с ПАВ и пигментом, в количестве 2,2-3,6 мас.% от массы минерального заполнителя крупнее 0,14 мм и перемешивают до равномерного покрытия вяжущим поверхности заполнителя, на второй стадии в работающий смеситель подают воду, минеральный порошок фракции мельче 0,14 мм, часть пигмента и нагретую оставшуюся часть вяжущего, совмещенного с ПАВ и пигментом, и перемешивают до получения однородной смеси.

Причем на второй стадии в смеситель для понижения температуры смеси до 85-95°С и эмульгирования вяжущего подают воду в количестве 16-18 мас.%, минеральный порошок фракции менее 0,14 мм, пигмент в количестве 100 мас.% пигмента, содержащегося в вяжущем, и вяжущее с температурой 120-140°С, совмещенное с пигментом и ПАВ, в количестве 8,0-10,0 мас.%. Вяжущее совмещают с ПАВ и пигментом при перемешивании в смесителе при температуре 120-140°С в течение 20-40 мин.

Оптимальное содержание вяжущего в цветных пластбетонных смесях определяют по максимальной прочности образцов из смесей, приготовленных горячим способом, согласно известной методике [Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03-85). Москва, СоюздорНИИ. - 1989 г. - 56 с.]. Количество вяжущего, совмещенного с ПАВ и пигментом, вводимого на первой стадии приготовления асфальтобетонной смеси, составляет 2,2-3,6 мас.% от массы минерального заполнителя крупнее 0,14 мм. При введении вяжущего на первой стадии менее 2,2 мас.% поверхность заполнителя крупнее 0,14 мм не полностью покрыта вяжущим, что снижает показатели водостойкости композиции. При введении вяжущего на первой стадии в количестве более 3,6 мас.% от массы минерального заполнителя крупнее 0,14 мм, показатели водостойкости композиций снижаются, что связано с недостатком вяжущего, вводимого на второй стадии, для покрытия поверхности минерального порошка фракции менее 0,14 мм (таблица 2).

Введение в вяжущее катионных поверхностно-активных веществ КАДЭМ-ВТ - смесь алкиламидополиаминов и алкилимидозолинаминов (алкил 16-20) по ТУ 2482-009-04706205 или БП-ЗМ - катионактивную адгезионную присадку к битумам по ТУ 0257-0001-00151-822-93 в количестве соответственно 1,2 и 2,0 мас.% обеспечивает высокую адгезию к минеральным заполнителям кислой (гранит, кварцевый песок и др.) и основной природы (известняк, мрамор и др.), определенную по ГОСТ 11508-74, которая после испытаний на пассивное и активное сцепление соответствует контрольному образцу 1.

Таблица 2
Состав и свойства композиций	Примеры
1	2	3
1. Состав композиции, мас.%
- минеральный заполнитель фракции крупнее 0,14 мм	63,2	59,0	55,0
- минеральный порошок фракции мельче 0,14 мм	17,6	20,4	23,0
- пигмент красный железоокисный, введенный во вяжущее	1,6	1,8	2,0
- то же, введенный в смесь на 2-й стадии	1,6	1,8	2,0
- вода	16,0	17,0	18,0
- вяжущее марки 60-90 по ТУ 400-24-110-76 + 1,2 мас.% КАДЭМ-ВТ с пигментом *)	8,0	9,0	10,0
в т.ч. введенное в заполнитель крупнее 0,14 мм	2,0	2,3	2,9	3,5	3,8	2,1	2,4	2,9	3,5	3,8	2,2	2,5	2,9	3,6	3,8
2. Свойства
- Прочность при сжатии, МПа при температуре
50°С	1,2	1,4	1,6	1,6	1,3	1,3	1,4	1,5	1,5	1,4	1,2	1,3	1,5	1,4	13,0
20°С	3,8	4,0	4,2	4,4	4,0	4,1	4,2	4,6	4,5	4,0	3,8	4,5	4,9	4,5
0°С	10,1	11,0	11,2	14,0	11,6	11,2	12,0	12,2	13,0	13,0	12,0	13,0	13,0	14,0	13,0
- Водонасыщение, мас.%	2,8	2,6	2,4	2,2	2,4	3,0	2,6	2,2	2,2	2,2	2,8	2,4	2Д	2,2	2,9
- Коэффициент водостойкости кратковременной	0,90	0,95	1,0	1,0	0,92	0,91	0,95	1,0	1,0	0,92	0,84	0,95	1,0	1,0	0,93
- Коэффициент водостойкости длительной	0,78	0,93	0,98	0,97	0,84	0,8	0,91	0,98	0,94	0,92	0,78	0,91	0,99	0,95	0,90
*) Вяжущее с добавками вводится в количестве сверх 100% смеси минерального заполнителя фракции крупнее 0,14 мм, минерального порошка фракции мельче 0,14 мм, пигмента красного железоокисного, введенного во вяжущее, то же, введенного в смесь на 2-й стадии и воды

Количество пигмента, введенного в вяжущее, определяют по достижению требуемой расцветки и составляет 15-25 мас.% пигмента красного железоокисного, 4-8 мас.% окиси хрома зеленого, 8-9 мас.% желтого светопрочного, 1-3 мас.% синего фталационинового. Количество пигмента, введенного в смесь на второй стадии приготовления смеси, определяют по достижению требуемой расцветки пластбетона и составляет 100 мас.% пигмента, содержащегося в вяжущем, введенном в смесь.

Составы и свойства цветных пластбетонных смесей, полученных по предлагаемому и известному способу, представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 3
Состав и свойства композиций	Примеры
2	2а	2б	2в	2г	5 прототип
1	2	3	4	5	6	7
1. Состав композиции, мас.%
- Минеральный заполнитель гранит фракция крупнее 0,14 мм	59,0	59,0	58,3	58,5	58,1	-
- Минеральный порошок фракция мельче 0,14 мм	20,4	20,4	23,5	22,7	24,5	-
- Кирпич дробленый размером 0-5 мм	-	-	-	-	-	84
- Пигменты: красный железоокисный, введенный в вяжущее	1,8	1,8	-	-	-	-
- то же, введенный в смесь на 2-й стадии	1,8	1,8	-	-	-	-
- окись хрома, введенная в вяжущее	-	-	0,6	-	-	-
- то же, введенная в смесь на 2-й стадии	-	-	0,6	-	-	-
- желтый светопрочный, введенный в вяжущее	-	-	-	0,9	-	-
- то же, введенный в смесь на 2-й стадии	-	-	-	0,9	-	-
- синий фталациониновый, введенный в вяжущее	-	-	-	-	0,2	-
- то же, введенный в смесь на 2-й стадии	-	-	-	-	0,2	-

1	2	3	4	5	6	7
- Известь	-	-	-	-	-	1,6
- Глина	-	-	-	-	-	1,3
- Вода в смеситель	17	17	17	17	17	6,7*)
- Вяжущее марки 60-90 по ТУ 400-24-110-76 + 1,2 мас.% КАДЭМ-ВТ	9	-	9	9	9	6,4
- то же + 2,0 мас.% БП-3	-	9	-	-	-	-
- в т.ч. совместно с пигментом в заполнителе крупнее 0,14 мм	2,9	2,9	2,9	2,9	2,9	-
2. Свойства
- Прочность при сжатии, МПа при температуре 50°С	13	13	1,4	1,3	1,5	0,9
20°С	4,6	4,5	4,3	4,8	4,6	3,8
0°С	12,2	12,6	10,0	11,8	10,2	10,2
- Водонасыщение, мас.%	2,2	2,0	2,6	2,4	2,7	2,8
- Набухание, %	0,1	0,1	0	0	0	2,6
Коэффициент водостойкости кратковременной	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,73
- Коэффициент водостойкости длительной	0,98	0,96	0,95	0,96	0,95	0,52
*) Вода подается в отдельный смеситель

Как следует из данных таблицы 2 и 3 композиции, полученные по предлагаемому техническому решению, имеют гораздо более высокие показатели прочности и водостойкости, они более однородны и ярче по цвету, по сравнению с прототипом. Технология производства цветной пласт-бетонной смеси осуществляется по более простой технологии, поскольку смесь готовится в одном смесителе и отпадает необходимость, приготовления эмульсии вяжущего на отдельных эмульсионных установках.

Изобретение соответствует критерию промышленной применимости, поскольку осуществляется с использованием известных материалов и технологий, а также средств производства.

1. Способ получения цветной пластобетонной смеси путем перемешивания нагретых до 130-140°С минерального заполнителя, вяжущего, ПАВ с минеральным порошком, пигментом и водой, отличающийся тем, что используют вяжущее, совмещенное с ПАВ и пигментом, а пластобетонную смесь готовят в 2 стадии, причем на первой стадии в смеситель загружают нагретый минеральный заполнитель крупнее 0,14 мм, затем в работающий смеситель вводят часть нагретого указанного вяжущего в количестве 2,2-3,6 мас.% от массы минерального заполнителя, минерального порошка, пигмента и воды в пластобетонной смеси и перемешивают до равномерного покрытия вяжущим поверхности минерального заполнителя, на второй стадии в работающий смеситель для понижения температуры смеси до 85-95°С и эмульгирования вяжущего подают холодную воду в количестве 16-18 мас.%, минеральный порошок фракции менее 0,14 мм, пигмент в количестве 100% от массы пигмента, совмещенного с вяжущим, и нагретую оставшуюся часть указанного вяжущего в таком количестве, чтобы содержание указанного вяжущего в пластобетонной смеси составило 8,0-10,0 мас.% от массы минерального заполнителя, минерального порошка, пигмента и воды, и перемешивают до получения однородной смеси.

2. Способ получения цветной пластбетонной смеси по п.1, отличающийся тем, что вяжущее совмещают с ПАВ и пигментом при перемешивании в обогреваемом смесителе при температуре 120-140°С в течение 20-30 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вяжущее	84-97,8
Пигмент	1,0-14,0
ПАВ	1,2-2,0