Способ приготовления асфальтобетонной смеси
Использование: дорожное строительство . Сущность изобретения: каменные материалы обрабатывают водным раствором хлорного железа или гидратной извести, нагревают и смешивают с битумсодержащим компонентом, в который предварительно вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 0,5-4,0% от массы битума в битумсодержащем компоненте . Прочность при сжатии асфальтобетона при 20°С 4.1-5,5 МПа, тоже после водонзсыщения 3,8-5,2 МПа, коэффициент водостойкости 0,9-1,0, набухание 0,00- 0,05%. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5)) С 04 В 26/26
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810443/33; 4810444/33 (22) 06.04.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.М, Кирова (72) И,М. Старшов, M.È. Старшов. О.В. Михайлов, Р.М. Баширова, З.В. Богоявленская, P.À. Бур мистрова и Е.С. Чернова (56) Авторское свидетельство СССР
N 1316991, кл. С 04 В 26/26. 1986.
Кучма М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве. М.:
Транспорт, 1980, с. 52 — 58, (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
Изобретение относится к изготовлению композиционных материалов на основе нефтебитуминозных ингредиентов и может быть использовано в дорожном строительстве, Известен способ изготовления асфальтобетонной смеси посредством нагревания битумсодержащего сырья, содержащего добавку поверхностно-активного вещества— тяжелой пиролизной смолы, являющейся отходом производства бензина, до температуры разжижения, и смешения его с нагретым каменным материалом.
Недостатком известного способа является относительно низкая прочность асфальтобетонной смеси, Известен также способ изготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешение битумсодержащего компонента с поверхностно-активной добавкой, нагревание его и смешение с каменным материалом, предварительно обработанным водным. SlJ.«1778091 A l (57) Использование: дорожное строительство. Сущность изобретения: каменные материалы обрабатывают водным раствором хлорного железа или гидратной извести, нагревают и смешивают с битумсодержащим компонентом, в который предварительно вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 0,5 — 4,0% от массы битума в битумсодержащем компоненте. Прочность при сжатии асфальтобетона при 20 С 4,1 — 5,5 МПа, тоже после водонасыщения 3,8 — 5,2 МПа, коэффициент водостойкости 0,9 — 1,0, набухание 0,000,05%, 2 табл. раствором хлорного железа или гидратной извести, а в качестве поверхностно-активной добавки используют железную соль какой-либо высшей карбоновой кислоты а (пальмитиновой, стеариновой и др.), 4
Недостатком известного способа, который по совокупности признаков и достигаемому техническому эффекту наиболее близок к предлагаемому способу, является О относительно низкая прочность и водостой- Q кость получаемой асфальтобетонной смеси, а также сравнительно высокая ее набухаем ость.
Целью изобретения является повышение прочности и водостойкости, а также снижение набухаемости асфальтобетонной смеси.
Это достигается тем, что в способе изготовления асфальтобетонной смеси, включающем смешение битумсодержа щего компонента с поверхностно-активной добавкой, нагревания его и смешения с камен1778091 ным материалом, предо эрительно обработанным водным раствором хлорного железа или идратной извес.fM, в качестве поверхностно-активной добавки используют продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 0,5-4,0 от массы битума в битучсодержащем компоненте.
В качестве битумсодержащего сырья может быть использована битуминозная порода (например, битуминозный песчаник), какой-либо безбитумный природный минеральный материал с добавкой нефтяного битума (типа БНД-60/90 и ему подобных), или же битуминозная порода с добавкой нефтяного битума {того же БНД-60/90 и др.).
Данный способ изготовления асфальтобетонной смеси иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 (получение целевого продукта — продукта окисления полиэлкилбенэольной смолы). В трехгорлую колбу емкостью 0,5 л, снабженную термометром, помещают 250 г полиалкилбензольной смолы (образуется в качестве побочного продукта при взаимодействии бензола с пропиленом в присутствии трихлорида алюминия, являющегося основным звеном при производстве изопропилбенэола (ТУ 8-10296-83). Колбу нагревают на песчаной бане.
Затем отбирают из нее при давлении 70100 мм рт. ст. дистиллат до тех пор, пока температура в колбе не достигнет 250 С, Завершив удаление более легких фракций, перегонку прекращают и добавляют к смолистому остатку 0,05 — 0,10 моль. катализатора — трихлорида железа, и, подавая в колбу воздух посредством водоструйного насоса {скорость подачи регулируют краном на промежуточной склянке Бунзена до уровня 10 n/÷), осуществляют его окисление в течение 12 — 15 ч при 240 — 250 С. Окисление полиалкилбензольная смола представляет собой вязкую жидкость, практически неподвижную при 20 С. Температура застывания — 10-13 С. Температура по методу "кольцошарик" (ГОСТ 11506-73) — 41-42 С. По химическому составу полиалкилбензольная смола представляет собой сложную смесь
BhlGlUL",x органических кислот, жесткоструктурных поилциклических углеводородов и промежуточных продуктов окисления высших алициклических и алифатических углеводородов.
Взято для получения окисленной полиалкилбензольной смолы 250 г исходного продукта. При этом в эксперименте получено: легколетучий дистиллэт 57 г (22,8 ), отгонка при окислении 35 г (14,0 ), окисленная смола 148 г (59,2ф,), потери 10 г (4,0 ), 5
Пример 2, Битумсодержащее сырье с содержанием в нем битума 7,5% от общей массы разогревают до температуры раэжлжения (130 — 160 С) и вводят в уже разжиженную массу продукт окисления полиалкилбенэольной смолы в количестве
0,5 от общей массы битума в битумсодержэщем сырье, Эту смесь перемешивают
3 — 5 мин, затем смешивают ее с нагретым каменным материалом, предварительно выдержанным в 0,3 водном растворе трихлорида железа в течение 5 мин. Полученный таким образом компоиционный материал используют для изготовления дорожного покрытия. Состав получаемой таким образом асфальтобетонной смеси и ее эксплуатационные характеристики представлены в табл. 1 и 2, Пример 3, Осуществляют по описанной в примере 2 схеме, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 1 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 4. Выполняют как и пример
2, но в битумсодерожащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 2 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 5. Выполняют по типу примера 2, но с введением в битумсодержащее сырье продукта окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 4 / от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 6 (сравнительный). Осуществляют кэк и пример 2, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
0,2 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 7 (сравнительный). Осуществляют как и пример 2, но с введением в битумсодержащее сырье 6 мас, продукта окисления полиалкилбензольной смолы.
Пример 8 (прототип). Выполняют по общей схеме примера 2, но в блтумсодержащее сырье в качестве поверхностно-активной добавки вводят стеарат железа (Ilij в количестве 3% от общей массы битума в битумсодержащем сырье, Пример 9 (прототип), Выполняют по общей схеме примера 2, но в битумосодержащее сырье в качестве поверхностно-активной добавки вводят пальмитинат железа (1I!) в количестве 5% от общей массы битума в сырье.
Пример 10 (прототип). Осуществляют как и пример 2, но в битумсодержащее сырье в качестве поверхностно-активной добавки вводят церотинат железа (lll) в ко1778091 личестве 4 от общей массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 11. Выполняют по общей схеме примера 2, но в битумсодержащее сырье вводят тяжелую пиролизную смолу (отход при производстве бензина) в количестве 5 от массы битума в битумсодержащем сырье, а предварительную обработку каменного материала водным раствором трихлорида железа не производят.
Пример 12. Битумосодержащее сырье с содержанием в нем битума 7,5 от общей массы разогревают до температуры разжижения (130-160 С) и вводят в уже разжиженную массу продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
0 5 от общей массы битума в битумсодержащем сырье. Смесь перемешивают 3 — 5 мин и далее смешивают ее с нагретым каменным материалом, предварительно выдержанным в 0,3 растворе гидроксида кальция (гидратной извести) в течение 5 мин. Полученный таким образом композиционный материал используют для изготовления дорожного покрытия. Состав полученной асфальтобетонной смеси и ее эксплуатационные характеристики приведены в табл. 1 и 2 соответственно.
Пример 13. Осуществляют по описанной в примере 12 схеме, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
1 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 14. Выполняют как и пример
12, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 2 от массы битума в битумсодержашем сырье.
Пример 15, Проводят по типу примера 12, но с введением в битумсодержащее сырье продукта окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
4 от массы битумсодержащего сырья.
Пример 16 (сравнительный). Осуществляют как и пример 12, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
0,2 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 17 (сравнительный), Проводят как и пример 12, но с введением в битумсодержащее сырье 6 мас. продукта окисления полиалкилбенэольной смолы от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 18 (прототип). Выполняют по общей схеме примера 12, но в битумсодержащее сырье вводят стеарат железа (III) в количестве 3 от общей массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 19 (прототип). Осуществляют по общей схеме примера 12, но в битумсодержащее сырье вводят пальмитинат железа (III) в количестве 57; от общей массы битума в битумсодержащем сырье, Пример 20 (прототип), Проводят так же, как и пример 12, но в битумсодержащее сырье вводят церотинат железа (III) в количестве 4 от общей массы битума в битумсодержащеМ сырье.
Пример 21. Битумсодержащее сырье (битуминозный песчаник) с содержанием в нем битума 4 от общей массы разогревают до температуры разжижения (130-160 С) и вводят в уже разжиженную массу продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 0.5 от общей массы битума в битумсодержащем сырье. Смесь перемешивают 3 — 5 мин и далее смешивают ее с нагретым каменным материалом, предварительно выдержан н ым в 0,3% водном растворе гидратной извести в течение
5 мин. Полученный таким образом материал далее используют для изготовления дорожного покрытия, Состав полученной асфальтобетонной смеси и ее эксплуатационные характеристики представлены в табл. 1 и 2 соответственно.
fl р и м е р 22. Выполняют по технологии примера 21, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбенэольной смолы в количестве 2 от общей массы битума в песчанике.
Пример 23. Осуществляют как и пример 21, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 4 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 24 (прототип). Выполняют по технологии примера 21, но в битумсодержащее сырье вводят стеарат железа (ill) в количестве 3 от общей массы битума в битуминозном песчанике, Пример 25. Битумсодержащее сырье (безбитумный песчаник с добавкой нефтяного битума БНД-60/90 в количестве 6 от общей массы сырья) разогревают до температуры разжижения (130 — 160 С) и вводят в разжиженную массу продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве
0,5 от общей массы битума в сырье. Смесь перемешивают 3 — 5 мин и далее смешивают ее с нагретым каменным материалом, предварительно выдержанным в 0,3 водном растворе трихлорида железа в течение 5 мин. Полученный таким образом материал далее используют для изготовления дорожного покрытия. Состав полученной асфальтобетонной смеси и ее эксплуатационные
1778091 характеристики представлены в табл. 1 и 2 соответственно, Пример 26, Выполняют как и пример
25, но в битумсодержащее сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 2ф, от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 27. Осуществляют по технологии примера 25, но в битумсодержащее
10 сырье вводят продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 4 от массы битума в битумсодержащем сырье.
Пример 28 {прототип). Осуществляют с использованием сырья и технологии примера 25, но в качестве добавки поверхност- 15 но-активного вещества используют пальминат железа (Ill) a количестве 4 от общей массы битума в битумсодержащем сырье.
Как можно видеть из приводимых в табл. 1 данных, использование предлагаемого способа позволяет получить асфальтобетонную смесь с практически нулевой
Таблица 1
Состав ас альтобетонной смес
Содержание битума в сырье, мас.
Пример
Минеральная часть
Битумсодержащее сырье
Желез соли сших лот
Продукт окисления полиалкилбензольной смолы желая пиролизная смола
0,018
0,036
0,072
0,144
0,007
0,216
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
0,1
0,1
0,1
0,180
0,018
0,036
0,072
0,144
0,007
0,216
0,10
0,18
0,14
0,011
0,044
0,088
0,015
0,060
0,120
0,066
0,120
3
5
7
9
11
12
13
14
16
17
18
19
21
22
23
24
26
27
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7.5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7.5
7,5
7,5
4,0
4,0
4,0
4,0
6,0
6,0
6,0
6.0
51,982
51,964
51,928
51.856
51,993
51,784
51,892
51,82051,856
51,820
51,982
51,964
51,928
51,856
51,993
51,784
51,892
51,820
51,856
44,989
44,956
44,912
44,934
49.985
49,940
49,880
49,880 набухаемостью и в то же время весьма высокой прочностью и водостойкостью, превосходящие таковые для известной асфальтобетонной смеси, При этом эффект улучшения указанных показателей практически не зависит от природы используемого битумсодержащего сырья.
Формула изобретения
Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешение битумсодержащего компонента с поверхностно-активной добавкой нэгревание его и перемешивание с нагретым каменным материалом, предварительно обработанным водным раствором хлорного железа или гидратной извести, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения водостойкости и снижения набухания асфальтобетона, в качестве поверхностно-активной добавки используют продукт окисления полиалкилбензольной смолы в количестве 0,5 — 4,0 от массы битума в битумсодержащем компоненте.
1778091
Таблица 2.ПОКАЗАТЕЛИ сть п ффициг водоойкости
0,91
1,0
1.0
1,0
0,82
0,93
0,83
0,86
0,88
0,94
0,90
0,94
0,96
0.95
0,80
0,85
0,83
0,86
0,86
0,94
0,95
0,94
0,82
0,9?
0,97
0,93
0,04 3
Составитель О.Михайлов
Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4161 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
