Способ регенерации асфальтобетона

 

Использование дорожно-ремонтные работы, повторное использование старого асфальтобетона Сущность изобретения: старый асфальтобетон дробят и смешивают его с отходом производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы, представляющим собой липкую массу светло-ко80 ричневого цвета с условной вязкостью С 4с и с фосфогилсом дигидратом Соотношение компонентов следующее: дробленый асфальтобетон 97,0 - 97,8; указанный отход 02 t 0.5, фосфогилс дигидрэт 2.0 - 2,5%. Водонасыщение 2,0 - 2,0 об 96; предел прочисти при сжатии при 20° С 4,6 - 4,8 МПа, то же при 50°С 1,6 - 1,8 МПа; коэффициент водостойкости 0.85 -1,0. 6 таба

(19) RU (11) (Й) 5 С64В26 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ( е ." Йi;;i; „

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (2f) 5006054/33

{22) 0808.91 . (4B) 15.1293 Бюл. hh 45-46 (75) Углова ЕВ„. Мардиросова И.В; Илиополов СК; .

Тарасевич АП„ Меркулова СА (73) Углова Евгения Владимировна; Мардиросова

Изабелла Вартановна; Илиополов Сергей Константинович

{54).СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АСФАЛЬТОБЕТОНА (57) Использование: дорожно-ремонтные работы. повторное использование старого асфальтобетона.

Сущность изобретения: старый асфальтобетон дробят и смешивают его с отходом производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы, представляющим собой липкую массу светло-коричневого цвета с условной вязкостью С 4с и с в фосфогипсом дигидратом Соотношение компонентов следующее: дробленый асфальтобетон 970 — 978; указанный отход 02 —. 05; фосфогипс дигидрат 2.0 — 25%. Водонасыщение 2,0 — 2,0 об.96; предел прочнсти при сжатии при 20 С 4,6 — 4,8

МПа, то же при 60 С 16 — 1,8 МПа; коэффицйент водостойкости 0.85 — 1,0. 6 табл.

2004513

Изобретение относится к дорожно-ремонтным работам и может быть использовано при повторном применении старого асфальтобетона.

Известны способы регенерации использованногоо асфальтобетона, заключающиеся в его пластификации путем введения в старый асфальтобетон пластифицирующих добавок, которые совмещаются высокомолекулярнымии соединениями вяжущего — битумом и придают им определенные физические свойства (пластичность и snaстичнасть), а также уменьшают вязкость и хрупкость, Введение пластификатора не только васс ганавливает деформативную способность асфальтобетона, но даже улучшает ее по сравнению с исходными показателями. В качестве пластификаторов битума применяют госсиполовую смолу, моторную нефть, экстракты селективной очистки масляных фракций нефти, антраценовое масло, мазут.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ регенерации асфальтобе-. тона, заключающийся в его пластификации отработанным моторным маслом, содержащим соли щелочно-земельных металлов сульфокислот, при котором количество вводимого пластификатора берется в зависимости от пористости асфальтобетона и степени старения вяжущего в нем и составляет 0,1 — 1 от массы асфальтобетона.

Недостатком этого способа является значительное снижение показателя теплоустойчивости R<® .регенерированного ас50 фальтобетона по сравнению со старым. В регенерированном этим способом асфальтобетоне теплоустойчивость снижается на

59% ..

Последнее связано с тем, что используемый при таком способе регенерации пластификатор действует разжижающе на вязкий битум, содержащийся в смеси, значительно растворяя твердые асфальтены и твердые смолы вяжущего, ослабляя его структурообразующие свойства..

Цель изобретения — повышение теплоустойчивости регенерированного асфальтобетона.

Цель достигается тем, что при регенерации старого асфальтобетона применяют пластифицирующую добавку — отход производства конденсированной канифольном ал еи новой смолы (отход KM), представляющий собой липкую мессу светло-коричневого цвета с условной вязкостью

Cs - 4 с, и дополнительно вводят фосфб1С-дигидрат (Са304 2Н20).

В процессе температурной обработки старого асфальтобетона в присутствии отхода KM происходит размягчение битума, . снижение его вязкости с одновременным увеличением прилипаемости к минеральному материалу. Добавление к хорошо размягченному асфальтобетону фосфогипса-дигидрата в основном представленного двуводным гипсом (CaS04 2HzO) способст10 вует образованию гидрофобных нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в углеводородах кальциевых мыл, образующихся эа счет взаимодействия смоляных кислот отхода КМ с фосфогипсом-дигидра15 том. Подобные мыла обладают свойствами сиккативов и повышает структурообразующие свойства вяжущего, которые, как правило, снижаются при введении только пластификатора. Об этом свидетельствуют

20 повышение пенетрации и снижение температуры размягчения битума (по КиШ) с добавками отхода КМ (по табл.1) или других пластификаторов.

Количество используемого отхода про25 изводства конденсированной канифольномалеиновой смолы (отхода KM) и структурообразующего компонента — фосфогипса-дигидрата составляет соответственно 0,2-1.,0 и. 2,0-3,5 (мас. ) и определяется структурным типом используемого битума, степенью его старения и асфальтобетона.

Характеристика исходных материалов.

Отход производства конденсированной

35 канифольно-малеиновой смолы (отход КМ) отобран на химическом комбинате. Указанный отход является продуктом улова летучих веществ при варке модифицированной канифоли — конденсированного продукта

40 канифоли с малеиновым ангидридом (канифольно-малеиновой смолы). Он представляет собой вязкую, липкую массу светло-коричневого цвета, с условной вязкостью Cs . равной 4 с. Потери в массе

45 йосле нагрева в течение 5 ч при температуре 160 С составили в отходе КМ около

4,0, однако такой прогрев почти не изменяет вязкости отхода — после прогрева вязкость отхода С5 составила 5 с. Содержание водорастворимых соединений в отходе производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы незначительно и составляет 0,02, Указанный отход хорошо совмещается с битумом, 55 обладает, как отмечено, малой летучестью, и достаточной стабильностью состава, не оказывает вредного воздействия на людей в процессе производства работ.

Введение отхода КМ в состав битума способствует внешней пластификации ас2004513 гидрат. Перемешивание смеси производилось в течение 45 с. Образцы из асфальтобетона формовали и испытывали по ГОСТ

12801-84.

Результаты сравнительйых испытаний приведены в табл.6.

Из данных табл.6 следует, что асфальтобетонная смесь, регенерироаанная с использованием пластификетора (отхода КМ) и структурирующего компонента — фосфогипса-дигидрата, удовлетворяет требованияч ГОСТа 9128-84 на асфальтобетонные смеси и обладает более высоким показателем теплоустойчивости — предел прочности п Зи сжатии имеет значение 1,6 МПа и снижается по сравнению со старым асфальтобетоном всего на 23,8, в то время как у

Таблица 1

Физико-механические показатели чистого битума и модифицированного отходом КМ

Пенетра- Растяжиция при мость, 0 С см

Интервал пластичности, С

Темпе а а,оС

Наименование материала

Пенетрация при

5о(П илипаемость размягчения хрупкости к песку к мрамоРУ

15 плохая хорошая

42,2

-9,0

51,0

-9,0 ф1,5

75

50,5 плохая хорошая с

8О

16 хорошая хорошая

40,0

51,0

- 11,0

18

39,0

53,0

- 14,0 хорошая хорошая

Та бл и ца 2

ППП СаО " М О $0з КгО

$! Ог

Х ВгОз

1,0-1 5 38,9-41 4 0,5-1,1 49,4-52,3 0,9 — 1,0

1,4-2,1

0,9 — 1,3

Т а б л и ц а 3

Объемная масса при 40 МПа, г/см

Удельная масса, г/см

Пористость, Ж объ а

Объемнонасыпная масса, г/см

Удельная поверхность,смгlг

3500

1,60

2,7 6

42,2

0,68 битум чистый

Битум

+0.,5 )ь отхода

КМ

Битум

+1,5 )(, отхода

КМ

Битум

+25 отхода

КМ прототипа при регенерации этот показатель падает не менее чем на 507.

Использование предлагаемого изобретения позволяет:

5 — повысить качество регенерированного асфальтобетона за счет повышения показателя "предел прочности при сжатии" при ьо с повышенных температурах (ЯЯ ). что осо1р бенно важно для южных районов IV и Ч климатических зон: — способствовать охране окружающей среды за счет использования отходов производств.

15 (56) Авторское свидетельство СССР

N 894034, кл. Е 01 СЧ 7/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР

f4 1310361, кл. С 04 В 26/26, 1987.

2004513 фальтенов и смол вяжущего, что обеспечивается наличием смоляных кислот и других . смоляных веществ, представляющих главным образом отход КМ.

Наличие отхода КМ в битуме увеличивает его пенетрацию при 25 и 0 С и снижает температуры размягчения по Кий и хрупкости (табл,1). Как следует из приведенных в табл.1 данных, увеличение содержания отхода KM в битуме до 2,5 повышает его 10 пенетрацию при 25 С от 70 до 86, при 0 С от 15 до 18, температура размягчения при этом снижается от 42 до 39 (".С), а хрупкость от -9 до -14(C), т.е. наблюдается некоторое увеличение интервала пластичности вяжущего от 51 до 53. Растяжимость (при 25ОС) битума с добавками KM so всех случаях . больше 70, т.е. превышает. нормативные данные, Наряду с пластифицирующими свойст- 20 вами указанный отход КМ обладает. высокой липкостью, легко прилипает к различным поверхностям и не смывается водой, Так, добавление отхода КМ к битуму в количестве 1,5 — 2,5;(способствует увеличению адге- 25 зионных свойств вяжущего, что проявляется в хорошей прилипаемости вяжущего к минеральному материалу,. как основного, так и кислого характера. Последнее хорошо отра-. жается на показателе водостойкости ас- 30 фал ьтобето на.

Химический состав отхода представлен в основном полимерными эфирами смоляных кислот канифоли с малеиновым ангидридом (95 — 97 ) с небольши содержанием 35 воды (3-5 g,).

Фосфогипс-дигидрат отобран в отвале

Невинномыского ПО "Азот". В табл.2 и 3 представлены его характеристики.

Химический состав фосфогипса-дигид- 40 рата, представлен в табл.2, Физико-механические показатели средней пробы фосфогипса-дигидрата представлены в табл 3.

Фосфогипс-дигидрат — мелкокристал- 45 лическое вещество светло-серого цвета, Химический состав его отвечает двуводному гипсу CaS0< 2Н20. В виде примесей в фосфогипсе-дигидрате содержится неразложившийся апатит, небольшое количество 50 кремнезема 1,4 — 2,17, фторида кальцй(я

CaF2 — 0,1 — 0,37,, а также водорастворимый

РгОь (0,5 — 1,5®. Как основной компонент для регенерации был применен старый использованный асфальтобетон. Вырубка асфальтобетона была взята иэ покрытия автодороги (r. Ростов-на-Дону), построенной 8 лет назад . Состав минеральной части исходного асфальтобетона представлен: — гранитной крошкой 0 — 5 мм — 90 — минеральным порошком — 107

Зерновой состав подобранной смеси отвечает требованиям государственного стандарта на асфальтобетонную смесь песчаную, типа Г, Содержание битума БНД

40/60 составляет 7-,5 .

Результаты испытаний физико-механических показателей образцов исходного асфальтобетона, приведенные в табл.4, указывают на соответствие исходного асфальтобетона нормативным требованиям

ГОСТа 9128-84. Образцы старого асфальтобетона (средняя проба) были подвергнуты эксг йгированию для определения количества битума и минеральной части, а также зернового состава (табл.4). . Зерновой состав -средней пробы асфальтобетона и содержание битума в нем после зкстрагирования приведены в табл.4.

Как следует из приведенных данных, зерновой состав минеральной части и содержание битума соответствует требованиям -ГО СТа на асфал ьто бетон ную смесь песчаную, типа Г.

Испытания образцов из старого асфальтобетона (табл.5) указывают на повышение показателей пределов прочности на сжатие при 20 и 50 С и на снижение показателя водостойкости (смесь по этому показателю не удовлетворяет ГОСТУ 9128-84). Отмеченные изменения показателей асфальтобетоннойй смеси свидетельствуют о наступлении процессов старения данного асфальтобетона.

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого способа регенерации старого асфальтобетона путем егодробления и смешивания с пластифицирующим компонентом в сочетании с последующим структурированием смеси были подготовлены 4 варианта образцов регенерированного асфальтобетона, иэ которых 3-й вариант является наиболее оптимальным (см. табл.5, 6).

В качестве старого использованного асфальтобетона была взята вырубка покрытия, построенного 8 лет назад.

В качестве пластификатора при регенерации был использован отход производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы (отход КМ), в качестве структурирующего компонента — фосфогипс-дигидрат (Са04 2Н20).

Регенерация старого асфальтобетона производилась в мешалке принудительного действия. Старый дробленый асфальтобетон совместно с пластификатором (отходом

KM) разогревался до 160 С. Расплавленная смесь хорошо перемешивалась в течение 30 с. Затем в мешалку подавали фосфогипг ди2004513

Таблица 4 зерен минерального материала

5 2,5

1.25

0,14

0.071

0,63 0,315

75,7

97.3

7,3

35,8 28,9 18,7, 12,5

Т а б л и ц а 5

Таблица 6

Показатели . физико-механических свойств асфальтобетонных образцов

Массовая доля. мельче, мм

Содерание битума, 2004513

97,0 - 97,8

0,2 - 0,5

2,0-2Д

Составитель E Áèê6óëàòîåà

Техред М.Моргентал Корректор А.Коэориэ

Редактор В.Трубченко

Заказ 3376

Тираж ь Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Формул,a изобретения ляющий собой липкую массу светло-коричневого цвета с условной вяэкостью CF =4c

СПОСОБ РЕГЕНярАцИИ АСфAflbTO- и дополнительно вводят фосфогипс дигидБЕТОНА, включающий дробление его и, рат, при этом компоненты берут в соотно. смешение с пластифицирующим KoMFIQ- б шении, мас. $: нентом, отличающийся тем, что в качестве; . дробленыйасфальтобетон плэстифицирующего компонента испольэу- укаэанный отход ют отход производства конденсированной ®осфогипсдигидрат хвнифольно-малеиновой смолы, представ10