Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси и способ ее получения

Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси и способ ее получения

Реферат

Изобретение относится к стабилизирующим добавкам, которые используются в асфальтобетонных смесях, и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичных асфальтобетонов.

Битум является традиционно основной добавкой при строительстве дорожного полотна (устройстве верхнего слоя автодорог, мостов). Однако для улучшения его технологических и эксплуатационных характеристик (физико-механических свойств) в него вводят различные модифицирующие добавки, наполнители.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающая битум, полимер, минеральное масло, резиновую крошку (Патент РФ №2158742). Добавку получают в виде твердой массы, которая хорошо режется и может быть легко введена в заданном соотношении в разогретый битум.

Недостатками известной добавки являются дороговизна и повышенная липкость.

Известна стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона в виде гранул, включающая битум и в качестве структурообразователя подвальный и/или пух распыл, представляющий собой отход хлопчатобумажного производства, при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Указанный отход	60-90
Битум	остальное

(Патент РФ №2273615 C08L 95/00, 2006 г.).

Недостатком известной стабилизирующей добавки является малотоннажность подвального пуха и пуха распыла, не позволяющая удовлетворить потребность дорожного строительства.

Наиболее близкой по сущности и достигаемому эффекту является стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, содержащая предварительно обработанную льняную солому и битум. В варианте добавка содержит дополнительно реагент Неозон Д. Способ ее получения включает смешение битума и льняной соломы, которая предварительно замочена в щелочном растворе, содержащем поверхностно-активное вещество, затем ее подвергают термомеханической активации, промывают, сушат, распушают и полученную смесь битума и обработанной льняной соломы гранулируют (патент РФ №2312116, МКЛ C08L 95/00).

Однако используемый битум недостаточно безопасен и экономичен.

Задачей настоящего изобретения является создание стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, обладающей свойствами, не уступающими добавке по известному способу, с использованием в качестве исходного сырья более безопасных и дешевых продуктов.

Поставленная задача решается так, что стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающая органическое вяжущее и структурообразователь, в качестве органического вяжущего содержит отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В, в качестве структурообразователя целлюлозное волокно и дополнительно гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Целлюлозное волокно	80-85
Указанный отход масложирового производства	10-15
Гидроксид натрия	0,4-0,8
Вода	остальное

а также так, что в способе получения стабилизирующей добавки по п.1, включающем смешение органического вяжущего и структурообразователя с последующим гранулированием, предварительно готовят эмульсию путем смешения отхода масложирового производства с горячей водой и гидроксидом натрия, затем смешивают эмульсию с целлюлозным волокном, а перед гранулированием отжимают и сушат.

В качестве структурообразователя берут целлюлозное волокно, например полуцеллюлозу травяную по ТУ 5411-356-05765670-2009, целлюлозу травяную по ТУ 5411-354-05765670-2009, целлюлозу хвойную сульфатную небеленую марок НСК по СТО 00279189-2-2007, целлюлозу сульфатную беленую из смеси лиственных пород древесины по ГОСТ 28172-89, целлюлозу сульфатную беленую из хвойной древесины по ГОСТ 9571-89, целлюлозу сульфатную небеленую ТУ 5411-098-00279410-2007.

В качестве органического вяжущего берут отходы масложировых производств, например жировую композицию по ТУ 18 РСФСР 486-77, ТУ 9147-137-00336562-2008 (смесь гудронов, полученных при дистилляции жирных кислот, выделенных после расщепления саломаса растительных масел); госсиполовую смолу по ТУ 10-04-02-49-89, ТУ 9147-141-00336562-2008 (смесь гудронов, полученных при дистилляции жирных кислот соапстоков растительных масел); флотогудрон по ТУ 18 РСФСР 744-77, ТУ 9147-146-00336562-2008 (смесь гудронов вторичных, получаемых от дистилляции жирных кислот, выделенных гудронов первичных различных растительных масел); техническую олеиновую кислоту марки В по ТУ 9145-024-00336562-98 (смесь недистиллированных жирных кислот, получаемых из растительных масел, соапстоков растительных масел и других жировых отходов, подвергнутых облагораживанию).

Подготовку эмульсии осуществляют следующим образом. Расчетное количество отхода масложирового комбината добавляют в разогретую до 70°C воду, содержащую расчетное количество гидроксида натрия, и перемешивают. В процессе перемешивания образуется эмульсия.

Стабилизирующую добавку готовят следующим образом. Расчетное количество целлюлозной массы смешивают с эмульсией, затем отжимают, сушат до содержания влаги 15-18% и гранулируют.

Приводим конкретные примеры приготовления эмульсии и стабилизирующей добавки.

Пример 1. Для приготовления эмульсии в 10 м³ емкость, содержащую 4 м³ разогретого до 70°C 0,5% водного раствора гидроксида натрия, при перемешивании добавляют 250 кг жировой композиции. Перемешивание ведут в течение 10 минут до образования стабильной эмульсии. Затем полученную эмульсию перекачивают в гидроразбиватель марки ГРВ-01, куда транспортером подают 400 кг травяной целлюлозы. Процессы разволокнения и адсорбции целлюлозной массой органического вяжущего ведут в течение 15 мин. Далее полученную суспензию отжимают на водоотжимном агрегате и сушат до содержания влаги 18%. Полученную массу формуют в гранулы с помощью пресс-гранулятора марки ОГМ-6П.

Полученные гранулы имеют форму цилиндров размером 10×50 мм с содержанием органического вяжущего 15%.

Пример 2-4. Процесс получения стабилизирующей добавки ведут аналогично примеру 1, изменяя количество исходных реагентов. Данные приведены в таблице 1.

Качество полученных стабилизирующих добавок по примерам 1-4 в виде гранул оценивали на ЩМА-15 (см. таблицу 2).

По представленным данным видно, что стабилизирующая добавка соответствует требованиям ГОСТ 31015-2002, и получают ее из доступного экологически чистого сырья, в достаточных количествах имеющегося в России.

Таблица 1
№ п/п	Исходное сырье /количество, кг	Состав стабилизирующей добавки, мас.%
Структурообразова-тель	Органическое вяжущее	Гидроксид натрия	Вода	Структурообразователь	Органическое вяжущее	Гидроксид натрия	Вода
1	Целлюлоза травяная 400	Жировая композиция 250	20	4000	80,0	15,0	0,8	4,2
2	Полуцеллюлоза травяная 200	Госсиполовая смола 250	20	4000	83,0	11,0	0,6	5,4
3	Целлюлоза хвойная сульфатная 200	Техническая олеиновая кислота марки В 250	10	4000	81,0	13,0	0,7	5,3
4	Целлюлоза сульфатная небеленая 470	Госсиполовая смола 118	5	4700	85,0	11,0	0,4	3,6

Таблица 2
Наименование показателей	Стабилизирующая добавка	ГОСТ 31015
№1	№2	№3	№4
0,44%	0,44%	0,35%	0,3%
Водонасыщение, % по объему	2,82	3,0	3,28	2,47	От 1,0 до 4,0
Предел прочности при сжатии, МПа при +26°C, не менее	2,85	2,8	3,6	3,58	2,2
Предел прочности при сжатии, МПа при +50°C, не менее	1,25	0,93	1,05	1,0	0,65
Коэффициент внутреннего трения, МПа, не менее	0,93	0,93	0,95	0,94	0,93
Сцепление при сдвиге при +50°C, МПа, не менее	0,25	0,28	0,21	0,22	0,20
Трещиностойкость при 0°С	5,7	5,5	5,7	5,6
не менее					2,5
не более					6,0
Стекание вяжущего, %, не более	0,16	0,18	0,12	0,16	0,2

1. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси в виде гранул, включающая органическое вяжущее и структурообразователь, отличающаяся тем, что в качестве органического вяжущего добавка содержит отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В, в качестве структурообразователя целлюлозное волокно и дополнительно гидроксид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

целлюлозное волокно	80-85
указанный отход масложирового производства	10-15
гидроксид натрия	0,4-0,8
вода	остальное

2. Способ получения стабилизирующей добавки по п.1, включающий смешение органического вяжущего и структурообразователя с последующим гранулированием, отличающийся тем, что предварительно готовят эмульсию путем смешения отхода масложирового производства с горячей водой и гидроксидом натрия, затем смешивают эмульсию с целлюлозным волокном, а перед гранулированием отжимают и сушат.