Вяжущее для дорожного строительства

 

Использование: дорожно-строительные материалы, асфальтобетонные смеси, черный щебень, а также устройство конструктивных слоев дорожных одежд методом пропитки и поверхностная обработка дорожных покрытий. Сущность изобретения: вяжущее для дорожного строительства содержит битум и 1,0-1,5 мас. % отхода производства - аналино-анилиновую смолу с аминным числом не ниже 150. Вяжущее имеет глубину проникания иглы при 25^oС, 0,1 мм 70-72, то же при 0^oС 21-22, температура размягчения 47-48^oС. Водонасыщение асфальтобетона на описываемом вяжущем 3,7-3,8% об.%, коэффициент водостойкости 0,97, прочность при сжатии при 20^oС 3,10-3,20 МПа. 2 табл.

Заявляемое изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, а именно к составу вяжущего, и может бить использовано для приготовления асфальтобетонных смесей, черного щебня, устройства конструктивных слоев дорожных одежд методом пропитки и устройства поверхностной обработки дорожных покрытий.

Известно вяжущее для дорожного строительства, включающее битум и добавку.

Недостатком известного вяжущего является то, что использование в качестве добавки анионного поверхностно-активного вещества ПАВ снижает активность его сцепления с кислыми горными породами минеральным заполнителем, что не обеспечивает достаточной водостойкости и сдвигоустойчивости полученной битумоминеральной смеси.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является вяжущее для дорожного строительства, включающее битум и аминный активатор адгезии.

Преимуществом вяжущего указанного состава является то, что катионная добавка аминный активатор адгезии улучшает адгезионные свойства вяжущего и повышает водостойкость получаемых асфальтобетонных смесей, конструктивных слоев дорожных одежд, устраиваемых с применением вяжущего, и сдвигоустойчивость.

Недостатком вяжущего по прототипу является то, что использование в качестве аминного активатора адгезии ингибитора отложения солей ИОМС-1 обеспечивает сравнительно высокое водонасыщение получаемых смесей 4,4-6,0% недостаточную водостойкость и сдвигоустойчивость.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества вяжущих, а именно адгезионных свойств и эластичности, расширение их ассортимента, а также утилизация и нейтрализация вредных отходов промышленного производства.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что вяжущее для дорожного строительства, включающее битум и аминный активатор адгезии, в качестве аминного активатора адгезии содержит отход производства анилина - анилиновую смолу с аминным числом не ниже в количестве 1,0 1,5 мас.

Отход производства анилина анилиновая смола или кубовый остаток образуется в процессе выделения (дистиляции) целевого продукта анилина, получаемого каталитическим восстановлением нитробензола. Смола анилина при 20°С с высоким содержанием анилина представляет собой жидкость черного цвета, но консистенция ее может быть и другой пастообразной или густой в зависимости от содержания анилина. Чем больше содержание анилина, тем она более подвижная, менее вязкая. Содержание анилина может колебаться от 15 до 80% С повышением температуры до 80^oС и выше смола становится жидкотекучей.

Состав смолы анилина, мас. анилин 15-80; циклогексиламин 0-10; толуидин 2-4; дифемиламин 3-20; метафенилендиамин 1-3; о,п-аминофенолы 1-6; едкий натр NаОН 1-3; высококипящие, высокомолекулярные смолистые вещества 6-45.

Свойства смолы анилина: плотность 1,0-1,25 г/см³; условная вязкость при 20^oС 20-30 сантистоксов; аминное число 150-300 , температура вспышки 90-200^oC; pН 8-12.

Использование анилиновой смолы в качестве активатора адгезии в составе вяжущего улучшает сцепление битума с минеральным заполнителем и повышает эластичность вяжущего, что обусловлено содержащимися в ней циклическими ароматическими амилами и смолистыми соединениями сложного состава, содержащими также аминные группы. При смешении смолы с битумам при температуре 120-140^oС происходит химическое взаимодействие анилина с высокомолекулярными соединениями битума, в результате этого свободный анилин в вяжущем не обнаруживается. Образование химических связей аминосодержащих соединений смолы анилина с высокомолекулярными соединениями битума приводит к повышению молекулярной массы и улучшению эластичности вяжущего и сдвигоустойчивости получаемых асфальтобетонных смесей.

Аминное число смолы анилина должно быть не ниже 150 , т.к. его снижение ниже 150 ухудшает сцепляющие и эластичные свойства вяжущего в сравнении с прототипом.

Содержание анилиновой смолы в вяжущем должно составлять 1,0-1,5% т.к. при содержании смолы выше 1,5% повышается полярность вяжущего, в связи с чем вода легче проникает в зоны контакта вяжущего с минеральным заполнителем. Снижается растяжимость вяжущего при 25^oС и возрастает изменение температуры размягчения после прогрева в сравнении с допустимыми значениями по ГОСТУ, при содержании смолы ниже 1,0% не обеспечивается достаточное сцепление вяжущих с наполнителем.

Таким образом, предлагаемые отличия сообщают заявляемому объекту новый технический эффект улучшение адгезионных и эластичных свойств вяжущего за счет содержащихся в смоле циклических ароматических аминов и смолистых веществ.

Заявителю неизвестно использование анилиновой смолы для улучшения адгезионных и эластичных свойств вяжущих асфальтобетонных смесей, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Описываемое вяжущее готовят следующим образом.

В аппарат, снабженный обогревом и мешалкой, загружают битум и анилиновую смолу в количестве 1,0-1,5% на смесь и производят перемешивание при температуре 120-140^oС в течение 40-60 мин до получения однородной массы, а затем полученную смесь при 120-140^oС смешивают с наполнителем, нагретым до 150-170^oС для приготовления асфальтобетонной смеси.

Составы вяжущего приведены в табл.1.

Использовали анилиновую смолу вторичный продукт, полученный в процессе дистиляции анилина при его производстве на Волжском ПО "Оргсинтез" следующего состава: анилин 50% циклогексиламин 5; толуидины 2; дифениламин 10; метафенилендиамин 1; ортоаминофенол 5; NаОН 2; высококипящие, высокомолекулярные смолистые вещества 25.

Свойства смолы анилина: плотность 1,1 г/см²; условная вязкость 300 сантистоксов; аминное число , температура вспышки 150^o; рН 9,5.

С предлагаемым вяжущим по составам 1,2,3 были приготовлены плотные асфальтобетонные смеси стандартного состава по ГОСТу 9128-84 типа В: щебень 32% песок 57% минеральный порошок 11% вяжущее по составу 1,2,3 6,5% к массе минерального материала.

Свойства асфальтобетонных смесей по составам 1,2,3 представлены в табл. 2.

Таким образом, использование в вяжущем в качестве добавки анилиновой смолы улучшает водостойкость получаемого асфальтобетона и его сдвигоустойчивость, которая характеризуется прочностью при 50^oС, за счет улучшения адгезионных и эластичных свойств вяжущего, что позволяет привести битум из марки БН в марку БНД улучшенного качества. ТТТ1

Формула изобретения

Вяжущее для дорожного строительства, включающее битум и аминный активатор адгезии, отличающееся тем, что в качестве аминного активатора адгезии оно содержит отход производства анилина анилиновую смолу с аминным числом не ниже 150 в количестве 1,0-1,5 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3