Асфальтобетонная смесь

 

Использование: закрепление рыхлых пород в дорожном строительстве, при проводке тоннелей метро/тампонировании нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: асфальтобетонная смесь содержит , об.ч.: 0,1-1,5 наполнителя; 0,5-2,0 5-20%-го водного раствора хлорида кальция; 0,75-2,5 дизельных или масляных отходов нефтепереработки на стадии очистки светлых нефтепродуктов; 1 фосфогипса. Температура начала изменения формы образца материала 120-200°С. Набухание отсутствует . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 26/26

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4900021/33 (22) 29.10.90 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный инс титут нефтяной промышленности (72) E.È.Æèðíoâ, Б.А.Сотник, И.А.Юшко, Л.К.Бабаева и В.И,Ледовский (73) Е.И.Жирнов и P.Ñ.Îãàíoâ (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 916629, кл. Е 01 С 7/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1270139, кл. С 04 В 26/26, 1983..Изобретение относится к физико-химическим методам, связанным с переводом слабосцементированных .рыхлых пород в монолитно плотные, и может быть использо.вано в строительной и нефтяной промышленности, в частности дорожном строительстве, при проводке тоннелей метро, тампонировании нефтяных и газовых скважин и др. Известна асфальтобетонная смесь, содержащая в своем составе щебень, минеральный порошок, битумосодержащую породу, нефтяной вязкий битум и песок.

Недостатком указанной асфальтобетонной смеси является низкая термоводоустойчивость и экологическая напряженность процесса ее производства.

Из известных смесей наиболее близкой к заявленной асфальтобетонной смеси является смесь, содержащая в своем составе

„„59 1787146 АЗ

2 (54) АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ (57) Использование; закрепление рыхлых пород в дорожном строительстве, при проводке тоннелей метро, тампонировании нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения; асфальтобетонная смесь содержит, об.ч.; 0,1-1,5; 0,5-2,0

5-20Д-ro водного раствора хлорида кальция; 0,75-2,5 дизельных или масляных отходов нефтепереработки на стадии очистки светлых нефтепродуктов; 1 фосфогипса.

Температура начала изменения формы образца материала 120-200 С. Набухание отсутствует. 1 табл; битуминозный песчаник, щелочной раствор гудрона и 5-20%-ный водный раствор хлори- а да кальция. 4

Недостатком асфальтобетонной смеси является низкая термоводоустойчивость и загрязнение окружающей среды, связанное

° ввй с процессом приготовления щелочного раствора гудрона.

Целью изобретения является повыше- О ние термоводоустойчивости и снижение загрязнения окружающей среды, Указанная цель достигается тем, что известная смесь, содержащая наполнитель, 5-20;ь-ный водный раствор хлорида кальция и щелочной продукт нефтепереработки, содержит в качестве щелочного продукта нефтепереработки дизельные илимасляные щелочные отходы нефтепереработки, на стадии очистки светлых нефтепродуктов и дополнительно фосфогипс при

1787146 следующем соотношении компонентов в объемных частях:

Наполнитель 0,1-1,5

-20%-ный водный раствор хлорида кальция. 0,5-2,0 5

Указанные щелочные отходы нефтепереработки 0,75-2,5

Фасфогипс 1

Сущнортб,".предлагаемого технического решения заключается в следующем. 10

Используемый в качестве гидрофобизаторэ фосфогипс является крупнотоннажным экологически не чистым продуктом отхода, образующимся в процессе производства экстракционнай фосфорной кисло- 15 ты. Использование его ъ мировом производстве фосфорных удобрений по настоящее время остается остро проблемным, чта, в свою очередь, вызывает все возрастающую па времени экологическую напря- 20

45

50 составляющие напалнителя, одновременно 55 может выполнять функции как гидрафобизатора, существенна повышающего вадоженнасть, которая. как известно, далеко небеспредельна. Иначе говоря, вопрос утилизации фосфогипса имеет огромный интерес каку нас в стране, так и за рубежам. При этом основным фактором, сдерживающим использование фосфогипса, является его высокая физико-химическая активность.

Так, в частности, ан гидрафилен и характеризуется высокой гигроскопичностью, хорошо смешивается с водой и частично растворяется в ней. Соответственно непосредственна использОвать его, например, в качестве насыпнОго грунта не представляется возможным; Использование же его в качестве наполнителя, например, цементного камня приводит к резкому снижению прочностных и водоустайчивых свойств цементнога камня, вплоть до самопроизвольного его разрушения. В целом вопрос использования фосфогипса зависит от эффективного решения вопроса ега физикохимической активности по отношению к воде. Именно последнее положено в основу предлагаемого объекта, базирующегося на способности фосфогипса под воздействием щелочных отходов нефтепереработки во времени утрачивать свои первоначальные свойства и переходить в негигроскопическое гидрофобнае вязкопластичное состояние, характеризующееся высокими адгезианными свойствами. Образующаяся при этом гидрофобная вязкопластичная масса фосфогипса в силу своих высоких адгезианных свойств, осаждаясь и блокируя устойчивость асфальтобетонной смеси, так и роль вяжущего. Кроме того, сам фасфа гипс в силу своих природных высоких термоустойчивых свойств способствует увеличению этих свойств конечного продукта. Таким образом предлагаемое техническое решение, обеспечивая получение асфальтобетонной смеси с повышенными термовадоустойчивыми свойствами, одновременно . решает проблемный вопрос эффективного и крупномасштабного использования фасфо- . гипса, который, в свою очередь, целиком и . полностью сйимает экологическую напряженность процесса производства фосфорных удобрений.

Описываемая асфальтабетонная смесь испытана в лабораторных условиях. В качестве гидрафобизатора использовался фосфогипс — дигидрат или полугидрат, сырой гиграскапичный дисперсный материал, получаемый при производстве экстракционнай фосфорной кислоты в качестве отхода. Окощ

40% представлено фракцией с размерами частиц да 0,5 мм; остальная часть представлена частицами. От 0,5 до 6 мм. Массовая доля основного вещества Ca$04 2Н20 в пересчете на сухой дигидрат составляет порядка 92% и выше.

Ниже приводятся данные анализов фосфагипса, отобранного непосредственно из отвала (на высоте 20 м в верхней центральн.ай част.и горы) Невинномысскаго ПО

"Азот".

Данные анализов;

P20s абщ . 1,4% — в пересчете на Ca$04

Pz0g иоды 0,8% - в пересчете на CaSO<

F 0,25% — в пересчете на Са$0

H20tp 16% — в пересчете íà Ca$04 2Н20

Н20 35% — в пересчете на Са$04

В качестве наполнителя использовался битуминозный песчаник, тампона>кный цемент, ракушечник, песок, щебень и др.

0 Массоабразующим служили дизельные или масляные щелачные отходы нефтепереработки, получаемые при очистке светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива), соответствующие требованиям и нормам ТУ 38АзССР 20139-80.

В качестве связующего. использовался

5-20% водный раствор хлористого кальция (ТУ 450-80) или аналогичный ему па действию водный раствор хларида магния той же концентрации.

С целью определения верхних и нижних значений компонентов, входящих в состав асфальтобетонной смеси, были проведены следующие опыты. В первом случае готовились три пробы, содержащие каждая в отдельности фасфогипс 1 аб,ч„ наполнитель

0,1 аб.ч.; щелочные отходы 0,75 об.ч.; раствор хлорида кальция или магния 0,5 об;ч;, отличающиеся друг от друга тем, чта для

1787146 первой пробы процент содержания хлорида кальция или магния в растворе сосавил 5, а время перемешивания 10 мин, соответст-. венно для второй пробы — 10 g и 30 мин, для третьей — 20% и 60 мин.

Во втором случае готовились три пробы, содержащие каждая в отдельности фосфогипс 1 об,ч.; наполнитель 0,75 об.ч.; щелочные отходы 1,5 об.ч.; раствор хлорида кальция или магния 1,5 об.ч.. отличающиеся друг от друга тем, что для первой пробы содержание хлорида кальция или магния в растворе составляло 5%, а время перемешивания 10мин, соответственно для второй пробы — 10 и 30 мин, для третьтей — 20 и 60 мин.

В третьем случае готовились три пробы, содержащие каждая в отдельности фосфогипс 1 об.ч„наполнитель 1,5 об.ч.; щелочные отходы 2,5 об,ч.; раствор- хлорида кальция или магния 2 об.ч., отличающиеся друг от друга тем, что для первой пробы процент содержания хлорида кальция или магния в растворе составил 5%, а время перемешивания 10 мин, соответственно для второй пробы — 10% и 30 мин, для третьей—

20% и 60 мин, Во всех случаях приготовленные смеси представляли собой гидрофобную дисперсную массу, способную под давлением образовывать монолитно-плотное твердое тело.

В таблице приведены результаты исследований свойств и образцов асфальтобетонной смеси цилиндрической f Oðìû, уплотненных под давлением 10 10 Па.

Снижение содержания в смеси наполнителя ниже 0,1 об.ч. увеличивает пластич.ность асфальтобетонной смеси. Увеличение содержания в смеси наполнителя больше

1,5 об.ч. снижает прочность асфальтобетонной смеси к переменным нагрузкам.

Снижение содержания в смеси массообраэующего меньше 0,75 об.ч, снижает прочность асфальтобетонной смеси к переменным нагрузкам. Увеличение содержания в смеси массообразующего больше 2,5 об.ч. увеличивает пластичность асфальтобетонной смеси, что нецелесообразно.

Снижение содержания в смеси связующего меньше 0,5 об.ч. и процентного содержания в нем хлорида кальция или магния меньше 5 нецелесообразно из-за неполного охвата массообразующего. Увеличение содержания в смеси связующего больше 2 об.ч. и процентного содержания в нем хлорида кальция или магния больше 20% существенного значения не имеет и с

10 экономической точки зрения нецелесообразно

Уменьшение времени процесса предварительного смешивания меньше 10 мин нецелесообразно из-за неполного перехода

15 фосфогипса в негигроскопическое гидрофобное состояние. Увеличение времени процесса предварительного смешивания больше 60 мин существенного значения не имеет для фосфогипса с размерами частиц

0,5 мм и меньше. Однако при использовании фосфогипса с размерами частиц свыше ного смешивания увеличивает надежность процесса перехода фосфогипса в негигро25 скопическое гидрофобное состояние. Однако, учитывая процесс предварительного смешивания фосфогипса с наполнителем, обеспечивающего диспергирование фосфогипса с размерами частиц 0,5 мм и меньше, в этом нет необходимости.

Формула изобретения

Асфальтобетонная смесь, включающая наполнитель, 5-20%-ный водный раствор хлорида кальция и щелочной продукт нефте30

40 переработки, о тл и ч а ю щ а я с я тем; что, с целью повышения термоустойчивости и снижения загрязнения окружающей среды, она содержит в качестве щелочного продукта нефтепереработки дизельные или масляные щелочные отходы нефтепереработки на стадии очистки светлых нефтепродуктов и дополнительно фосфогипс при следующем

Наполнитель 0,1-1,5

5-20%-ный водный

0,5-2,0 раствор хлорида кальция .

Указанные щелочные отходы нефтепереработки

Фосфогипс

0,75-2,5

0,5 мм увеличение времени предварительcGo íîøåHèè компонентов, аб.ч.:

1787146

П р и м е ч а н и e . Для образцов 1,4,7, 10 соотношение фосфогипса, наполнителя, массообразующего и связующего составляло соответственно 1,0:0,1:0,75:0,5 об.ч..

Для образцов 5, 8, 11 - соответственно 1,0;0,75:1,5:1,5 об.ч.

Для образцов 3, 6, 9, 12 - соответственно 1,0:1,5:2,5:2,0 об.ч.

I

Составитель Е.Жирнов

Техред ММоргентал Корректор G.К)рковецкая

Редактор

Заказ 266 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101