Добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона

 

Изобретение относится к использованию полимерно-битумных добавок для использования в асфальтобетонах, а именно для практического применения при изготовлении покрытия шоссейных дорог на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонов. Технический результат: разработка добавки для асфальтобетона на базе более дешевых компонентов, обладающей низкой температурой хрупкости и высокой температурой размягчения, получаемой в гранулированной форме, удобной для транспортировки и прямого введения в щебеночно-мастичный асфальтобетон на месте его использования. Добавка включает вяжущее, резиновую крошку, минеральное масло и полимер. При этом в качестве вяжущего используют битумную эмульсию, в качестве полимера - полиакриламид и дополнительно в качестве структурообразователя волокна - целлюлозы и алюмосиликат при следующем соотношении компонентов состава, мас.%: волокна целлюлозы 40-60; резиновая крошка 15-20; алюмосиликат 10-15; масло 3-5; полиакриламид 3-5; битумная эмульсия - остальное до 100%. Добавка может предпочтительно содержать ионогенные ПАВ в количестве 0,5-1,0 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к использованию полимерно-битумных добавок для использования в асфальтобетонах, а именно для практического применения при изготовлении покрытия шоссейных дорог на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонов.

Битум, дегти являются традиционно основным добавками при строительстве (устройстве) верхнего слоя автодорог, мостов. Однако для улучшения их физико-механических свойств, а именно расширения температурного интервала работоспособности дорожного покрытия, выполняемого с помощью такого материала, понижения хрупкости, т.е. увеличения трещиностойкости и повышения эластичности, битум используют в сочетании с различными модифицирующими добавками, наполнителями.

Известны многочисленные полимерно-битумные смеси, используемые для покрытия дорог. Чаще всего в качестве полимерной состовляющей при этом используются термопластичные полимеры: эластомеры, полиолефины и т.д. Однако их использование требует обычно приготовления полимерно-битумной композиции в заводских условиях с последующей доставкой в горячем виде к месту выполнения дорожно-строительных работ.

Более удобным представляется изготовление небольшого количества добавки и введение ее в битум непосредственно на месте выполнения работ.

Известна битумная композиция, состоящая из битума, модификатора, в качестве которого используют этиленпропиленовый эластомер, и инертного наполнителя, такого как кремнезем, каолин, слюда, карбонат кальция. Композиция изготавливается в виде гранул (пат. США 4829109). Недостатком данной композиция является высокая температура хрупкости, равная от -6 до -15°С.

Известны битумно-резиновые композиции для асфальтовых покрытий, в которых резина используется в виде мелкой крошки (пат. Японии 279573, пат. США 5683498), для улучшения эксплуатационных характеристик покрытия.

Недостатками данных композиций является то, что ничем не закрепленная в смеси резиновая крошка неизбежно будет выделяться из покрытия в процессе эксплуатации.

Известна композиция, состоящая из смеси битума, резины с добавлением масла (Европейский пат. 0439232). Недостатком данной композиции является низкая прочность готового покрытия за счет полной окислительной деструкции полимерных цепей в резине и за счет добавления в композицию масла, что связано с применением высоких температур процесса приготовления композиции.

Известна битумкаучуковая композиция, состоящая из битума, бутилкаучука, масла в качестве пластификатора, модифицирующей добавки (полиизобутилен) и наполнителя (мел, талькомагнезит) (авт.св. 1331871). Однако технология ее приготовления требует значительных энергозатрат на перемешивание, кроме того, используется дорогостоящее кондиционное сырье.

Для приготовления композиций, используемых в дорожном строительстве, в качестве наполнителей применяют, например, стекловолокно, обработанное олигоэфиракрилатом (авт.св. СССР 1350147), обрезки металлокордовой проволоки длиной 10-25 мм и полиэтилен в виде дробленных отходов производства (пат. РФ 2026323).

Наиболее близким по технической сущности является добавка, включающая битум, полимеры, минеральное масло, резиновую крошку (пат. РФ 2158742). Добавку получают в виде твердой массы, которая хорошо режется и может быть легко введена в заданном соотношении в разогретый битум непосредственно на месте проведения дорожных работ.

Существенным недостатком известной добавки является использование большого количества дорогих синтетических полимеров и за счет большого количества жидких масел - наличие большой липкости вяжущего.

Задача изобретения - разработка добавки для асфальтобетона на базе более дешевых компонентов, обладающей низкой температурой хрупкости и высокой температурой размягчения, получаемой в гранулированной форме, удобной для транспортировки и прямого введения в щебеночно-мастичный асфальтобетон на месте его использования.

Поставленная задача решается за счет использования добавки, включающей вяжущее, резиновую крошку, минеральное масло и полимер. При этом в качестве вяжущего используют битумную эмульсию, в качестве полимера - полиакриламид и дополнительно в качестве структурообразователя - волокна целлюлозы и алюмосиликат при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Волокна целлюлозы 40-60

Резиновая крошка 15-20

Алюмосиликат 10-15

Масло 3-5

Полиакриламид 3-5

Битумная эмульсия Остальное до 100%

Добавка может предпочтительно содержать ионогенные ПАВ в количестве 0,5-1,0 мас.%.

Добавку готовят следующим образом. В битумную эмульсию добавляют резиновую крошку с диаметром частиц 0,5-0,9 мм и масло, перемешивают при 300 об/мин для набухания резины в течение 0,5 часа. Затем в нее вводят предварительно распушенные волокна целлюлозы с предпочтительно ионогенными ПАВ, алюмосиликат, например полевой шпат, и полиакриламид. Все тщательно перемешивают в течение 10 мин. Смесь гранулируют с помощью экструдера и сушат. Готовую добавку в виде гранул добавляют в щебеночно-мастичный асфальтобетон в количестве 0,2-0,5%.

В качестве ионогенных ПАВ использовали триполифосфат натрия, стеарат натрия, октодециламмоний хлорид.

В заявляемом составе добавки используют в качестве резиновой крошки отход производства шин и резинотехнических изделий, в качестве целлюлозы - целлюлозу сульфитную оберточную.

В таблице 1 приведен состав добавки для асфальтобетона.

В таблице 2 приведены состав щебеночно-мастичного асфальтобетона и его свойства.

Проведенный заявителем анализ по научно-техническим и патентным источникам информации позволил выявить оптимальные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемая добавка удовлетворяет критерию изобретения “новизна”.

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом решении и из нее не выявляется влияние отдельных признаков на достижение технического результата. Следовательно, данное техническое решение удовлетворяет критерию “изобретательский уровень”.

Критерий изобретения “промышленная применимость” подтверждается тем, что предлагаемая добавка позволяет решить приоритетные задачи: утилизация отходов резиновой и картонно-бумажной промышленности.

Формула изобретения

1. Добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающая вяжущее, резиновую крошку, минеральное масло и полимер, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего используют битумную эмульсию, в качестве полимера используют полиакриламид и дополнительно в качестве структурообразователя волокна целлюлозы и алюмосиликат при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Волокна целлюлозы 40 - 60

Резиновая крошка 15 - 20

Алюмосиликат 10 - 15

Масло 3 - 5

Полиакриламид 3 - 5

Битумная эмульсия Остальное до 100%

2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что добавка содержит ионогенное ПАВ в количестве 0,5-1,0 мас.%.