Состав вяжущего для приготовления асфальтобитумной смеси

Состав вяжущего для приготовления асфальтобитумной смеси

Реферат

Изобретение относится к составам вяжущего материала для приготовления асфальтобитумных смесей и может быть использовано при возведении, реконструкции и ремонте транспортных сооружений с твердым покрытием.

Известна асфальтобитумная смесь, содержащая кроме минерального наполнителя вяжущую композицию, состоящую из битума, серы и минерального порошка (пат. SU №1270140 A1, C04B 26/26, 15.11.1986) (1).

Асфальтобитумные покрытия, изготовленные с использованием таких смесей, имеют целый ряд недостатков, а именно, неудовлетворительные прочностные характеристики, узкий диапазон рабочих температур и ограниченный срок эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является вяжущий состав, содержащий битум, серу техническую, масло минеральное и известь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум	40-42
Сера элементарная	53-55
Масло минеральное	2,7-3,0
Известь	0,2-0,6

(заявка RU №2004113163/03, С04В 26/26, опубл. 27.10.2005) - прототип (2).

Недостатком прототипа являются недостаточно высокие качества асфальтобетонного покрытия, а именно:

- недостаточно высокая температура размягчения (50-52)°С;

- недостаточно низкая температура хрупкости минус (13-14)°С;

- недостаточные прочностные характеристики;

- экологические и коррозионные проблемы из-за того, что при изготовлении асфальтобетонных смесей при температуре 140-160°С сера восстанавливается, выщепляя водород из углеводородных соединений с выделением сероводорода, а в присутствии воздуха окисляется с выделением окислов серы. Сероводород и окислы серы относятся к токсичным и коррозионно-агрессивным химическим веществам.

Технической задачей изобретения является повышение температуры размягчения асфальтобетона, понижение его температуры хрупкости и, как следствие, повышение срока службы, а также устранение экологических и коррозионных проблем.

Поставленная техническая задача решается тем, что в составе вяжущего для асфальтобитумной смеси, содержащего битум, серу элементарную, масло минеральное и известь, новым является то, что он дополнительно содержит гидроокись железа, КМЦ и полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум	41-43
Сера	54-56
Масло минеральное	2,1-2,35
Известь	0,1-0,6
Гидроокись трехвалентного железа	0,2-0,5
КМЦ	0,02-0,03
Полимер	0,02-0,08

Сущность изобретения заключается в следующем:

- добавление гидроокиси трехвалентного железа Fе(ОН)₃, являющегося адсорбентом сернистых газов, снижает выделение последних в процессе приготовлении и укладки асфальта и одновременно снижает коррозионную агрессивность к технологическому оборудованию, повышает прочностные характеристики и улучшает экологическую обстановку;

- гидроокись трехвалентного железа одновременно является высокоэффективным эмульгатором коллоидных систем (эмульсии, суспензии) и создает при этом стойкие коллоидные серно-битумные системы, что улучшает прочностные характеристики асфальтобитумных составов;

- добавление КМЦ (органическая соль щелочного металла) и полимера, выполняющих функцию пластификаторов в смеси, способствует улучшению физико-химических и механических свойств, в основном растяжимости асфальтобетонной смеси, что обеспечивает повышение температуры размягчения и понижение температуры хрупкости, при этом КМЦ и полимер являются дополнительными эмульгаторами, предотвращающими выпадения серы при высоких температурах.

Предлагаемый состав приготавливают следующим образом.

Битум при температуре 140-160°С смешивают с минеральным маслом, в качестве которого может быть использовано трансформаторное или машинное масло, в т.ч. отработанное. Отдельно серу смешивают с предварительно замоченным КМЦ и измельченным полимером, в частности резиновой пудрой, ПАА или др., а затем с известью и гидроокисью трехвалентного железа, после чего смесь нагревают при перемешивании до температуры 130-150°С до получения однородной жидкой суспензии. Затем обе смеси смешивают при температуре 140-150°С до получения однородной суспензии.

В таблице 1 даны примеры приготовления составов А, Б, В согласно изобретению и состава Г - прототипа.

Таблица 1
Наименование компонентов	Количество, мас.%
А	Б	В	Г (прототип)
Битум	43	42	41	42
Сера элементарная	54	55	56	55
Масло минеральное	2,1	2,2	2,35	2,75
Известь	0,6	0,35	0,1	0,25
Гидроокись трехвалентного железа	0,2	0,4	0,5	-
КМЦ	0,02	0,01	0,03	-
Полимер	0,08	0,04	0,02	-

Для приготовления асфальтобитумной смеси приготовленный состав вяжущего смешивают с минеральными наполнителями (например, щебень, песок и т.д.) при температуре 140-150°С.

В таблице 2 приведены физико-химические и механические свойства асфальтобетонной смеси на тех же примерах А, Б, В и Г, а также требования согласно ГОСТу 22245-90.

Таблица 2
Показатели	Примеры
ГОСТ 22245-90	А	Б	В	Г (прототип)
Температура размягчения, °С	≥47	54	56	58	52
Температура хрупкости, °С	≤-15	-19	-21	-20	-14
Растяжимость при Т=25°С, см	≥55	60	63	62	54

Таким образом, предлагаемый состав вяжущего обеспечивает асфальтобетонному покрытию высокую пластичность (растяжимость), повышает температуру размягчения, понижает температуру хрупкости, в результате чего повышается прочность и срок службы покрытия более чем в 2 раза при температуре 50°С и более.

Дополнительным эффектом изобретения является то, что материал практически не подвержен пластическим деформациям, даже в местах остановок и следования большегрузного транспорта. Кроме того, он более устойчив к воздействию моторных масел из-за снижения процентного содержания битума в составе и образования устойчивой комплексной коллоидной системы.

Состав вяжущего для приготовления асфальтобитумной смеси, содержащий битум, серу элементарную, масло минеральное и известь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроокись железа, КМЦ и полимер при соотношении компонентов, мас.%:

Битум	41-43
Сера	54-56
Масло минеральное	2,1-2,35
Известь	0,1-0,6
Гидроокись трехвалентного железа	0,2-0,5
КМЦ	0,02-0,03
Полимер	0,02-0,08