Битумная композиция
Владельцы патента RU 2267506:
Казанская государственная архитектурно-строительная академия (RU)
Изобретение относится к области получения герметизирующих композиций на основе битума нефтяного дорожного и полимера, используемых для гидроизоляции в дорожном строительстве. Битумная композиция содержит, мас.%: битум нефтяной дорожный 62.0-59.2; стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт 1.5-2.0; органический растворитель 13.5-18.0; твердый остаток пиролиза автомобильных шин 12.0-10.0; резиновая крошка 10.0-12.0; адгезионная присадка БП-КСП 1.0-0.8. Изобретение позволяет получать высококачественный материал для герметизации трещин асфальтобетонных покрытий, обладающий повышенной теплостойкостью, увеличенными растяжимостью и эластичностью при низких температурах, повышенной стойкостью к действию атмосферных факторов. 3 табл.
Изобретение относится к области получения герметизирующих композиций на основе битума нефтяного дорожного и полимера, используемых для гидроизоляции в дорожном строительстве.
Известна гидроизоляционная мастика, содержащая в своем составе, мас.%: продукт пропановой деасфальтизации нефтяных остатков 41.0-61.5; каменноугольное масло 0.7-1.0; инден-кумароновую смолу 5.5-7.0; асбест 12.5-14.0; резина 15.6-19.09; асфальтит 0.8-9.0; поливинилхлорид 1.0-5.0; бензиновый разбавитель 1.9-2.0 (патент РФ №2069224; С 09 D 195/00; 20.11.96). Недостатками данной мастики являются низкие показатели тепло- и атмосферостойкости.
Известна также битумная мастика, которая содержит в своем составе, мас.%: битум БНД 90/130 83.3-86.6; дивинилстирольный термоэластопласт 2.6-4.2; резиновую крошку 2.6-4.2; диабазовую пыль 8.3-8.6 (патент РФ №2223292; МПК7 С 08 L 95/00; 10.02.04). Недостатками битумной мастики являются низкие показатели растяжимости и теплостойкости, длительность приготовления.
Наиболее близкой к предлагаемой композиции по технической сущности и получаемому техническому результату является композиция, включающая битум, полимерную добавку, минеральный наполнитель, мазут, резиновую крошку, серу и органический ускоритель вулканизации (патент РФ №2218369; С 08 L 95/00; 09.01.01).
Для приготовления такой мастики используют, например, 70 мас.ч. битума, 10 мас.ч. мазута, 15 мас.ч. органического растворителя, 5 мас.ч. каучука СКЭПТ, 0.5 мас.ч. серы, 0.5 мас.ч. сульфенамида и 1 мас.ч. резиновой крошки. После вулканизации добавляют минеральный порошок в количестве до 20% от массы получаемой композиционной мастики.
К недостаткам данной мастики относятся сравнительно низкие показатели теплостойкости, растяжимости и эластичности, а также необходимость вулканизации резиновой крошки и включение в технологический процесс стадии окисления материала воздухом при температуре 160-200°С, что в дальнейшем отрицательно сказывается на технико-эксплуатационных свойствах мастики.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение теплостойкости, увеличение растяжимости и эластичности при низких температурах, повышение стойкости к действию атмосферных факторов.
Достижение более высокого технического результата по вышеуказанным показателям обеспечивается тем, что в битумной композиции, включающей битум нефтяной дорожный, полимерную добавку, органический растворитель и резиновую крошку, согласно изобретению содержится в качестве полимерной добавки стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт и дополнительно адгезионная присадка БП-КСП и твердый отход пиролиза автомобильных шин, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
| Битум нефтяной дорожный | 62.0-59.2 |
| Стирол бутадиен-стирольный | |
| термоэластопласт | 1.5-2.0 |
| Органический растворитель | 13.5-18.0 |
| Твердый остаток пиролиза | 12.0-10.0 |
| Резиновая крошка | 10.0-12.0 |
| Адгезионная присадка БП-КСП | 1.0-0.8 |
В качестве битума использован битум нефтяной дорожный БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90.
Стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт представляет собой трехблочный линейный блоксополимер следующего строения:
Основные характеристики данного полимера приведены в табл.1
| Таблица 1 | |||
| № | Наименование показателя | Марка полимера | |
| SBS TPR ENPREN 611 | ДСТ-30Р-01 | ||
| 1 | Условная прочность в момент разрыва, МПа | 25.0 | 20 |
| 2 | Относительное удлинение в момент разрыва, % | 800 | 750 |
| 3 | Твердость по Шору А, усл.ед. | 75 | 70 |
| 4 | Водопоглощение за 45 суток, % | 0.45 | 0.56 |
Для получения битумной композиции использован стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт SBS TPR ENPREN 611.
В качестве органического растворителя используют керосин по ТУ 3840158-10-90 или растворитель 646 по ГОСТ 18188-72.
Поставленная техническая задача решается также путем введения твердого остатка пиролиза автомобильных шин (ТОП), представляющего собой (на 98%) смесь серы с техническим углеродом с высокой удельной поверхностью (S=9505 см2/г) по ТУ 3723-005-0136353-2003 и резиновой крошки, представляющей продукт переработки изношенных автомобильных шин по ТУ 38.00149438-48-92-1-25.
В качестве адгезионной добавки использована битумная адгезионная присадка БП-КСП, изготавливаемая конденсацией полиэтиленполиаминов с жирными кислотами соап-стоков, получаемых в производстве растительных масел, обработанных нейтрализатором биоцидом "Калан" по ТУ 2456-001-50771613-99.
Битумная композиция готовится в две стадии.
На первой стадии готовят раствор стирол бутадиен-стирольного термоэластопласта в углеводородном растворителе (керосине, растворителе 646). Растворение происходит в течение 12-15 ч при комнатной температуре. Для обеспечения однородности раствора после растворения полимера его нагревают и при температуре 50-70°С тщательно перемешивают в течение 10-15 мин.
На второй стадии в лопастном смесителе в расплавленный битум нефтяной дорожный БНД 60/90 при температуре 120-140°С добавляют раствор полимера и адгезионную присадку БП-КСП и перемешивают в течение 15-25 мин. Затем в полученную композицию добавляют совместно просеянные через сито №1.25 твердый отход пиролиза и резиновую крошку. Смесь нагревают до 140-160°С и перемешивают в течение 30-45 мин.
Составы предлагаемой битумной композиции указаны в табл.2, физико-механические свойства этих композиций - в табл.3.
Температура размягчения и изменение температуры размягчения после прогрева битумной композиции определялись по ГОСТ 11506-73 с дополнениями. Пенетрация определялась по ГОСТ 11501-78. Растяжимость определялась по ГОСТ 11505-75. Эластичность определялась по методу, описанному в работе Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Углова Е.В., Безродный O.K. Органические вяжущие для дорожного строительства: Учеб. пособ. для вузов по специальности "Автомобильные дороги и аэродромы". 2003 - с.306.
| Таблица 2 Составы битумной композиции | ||||||
| Состав, | Содержание компонентов мас.% | |||||
| № состава | Битум БНД 60/90 | SBS TPR ENPREN 611 | ТОП | Резиновая крошка | адгезив БП-КСП | Органический растворитель |
| 1 | 59.2 | 2.0 | 10 | 10 | 0.8 | 18.0 |
| 2 | 60.25 | 1.75 | 12 | 10 | 0.8 | 15.0 |
| 3 | 62.0 | 1.5 | 10 | 12 | 1 | 13.5 |
| Таблица 3 Физико-механические свойства битумной композиции | |||||
| № | Наименование показателя | Известная мастика | Предлагаемая битумная композиция | ||
| 1 | 2 | 3 | |||
| 1 | Температура размягчения по КиШ, °С | 85 | 88 | 92 | 95 |
| 2 | Пенетрация при 25°С, 0.1 мм | 80 | 110 | 89 | 80 |
| 3 | Изменение температуры размягчения | ||||
| после прогрева, °С | 5 | 2 | 2 | 3 | |
| 4 | Растяжимость при 0°С, см | 5.0 | 68.5 | 51.6 | 45.4 |
| Эластичность, % | |||||
| 5 | при 25°С | 48 | 95 | 85 | 80 |
| при 0°С | 25 | 80 | 75 | 70 |
По результатам испытаний предлагаемых битумных композиций табл.3 можно сделать выводы о том, что изобретение позволяет получать высококачественный материал для герметизации трещин асфальтобетонных покрытий. Введение стирол бутадиен-стирольного термоэластопласта значительно увеличивает показатели растяжимости и эластичности при положительных и отрицательных температурах. Использование в качестве наполнителей твердого остатка пиролиза и резиновой крошки позволяет получать битумные композиции с повышенной тепло- и атмосферостойкостью. При введении адгезионной присадки БП-КСП улучшается совмещение компонентов смеси.
Битумная композиция, включающая битум нефтяной дорожный, полимерную добавку, органический растворитель и резиновую крошку, отличающаяся тем, что в качестве полимерной добавки она содержит стирол бутадиен-стирольный термоэластопласт и дополнительно адгезионную присадку БП-КСП и твердый остаток пиролиза автомобильных шин, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
| Битум нефтяной дорожный | 62,0-59,2 |
| Стирол бутадиен-стирольный | |
| термоэластопласт | 1,5-2,0 |
| Органический растворитель | 13,5-18,0 |
| Твердый остаток пиролиза | 12,0-10,0 |
| Резиновая крошка | 10,0-12,0 |
| Адгезионная присадка БП-КСП | 1,0-0,8 |
