Битумоминеральная композиция

Авторы патента:

C04B26/26 - битуминозные материалы, например деготь, пек

Владельцы патента RU 2324667:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" (RU)

Композиция применима в дорожном, аэродромном, промышленном и гражданском строительстве для изготовления трещиностойких конструкционных, тепло- и гидроизоляционных покрытий. Битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее - дорожный нефтяной битум, пористый минеральный заполнитель - керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя содержит пористый минеральный наполнитель - керамзитовую пыль фракции менее 0,14 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Битумное вяжущее - нефтяной дорожный битум - 12,0-13,0 Керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм - 66,0-70,0 Керамзитовая пыль - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных, кровельных покрытиях, а также для изготовления тепло- и гидроизоляционных покрытий.

Известна битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее, плотный минеральный заполнитель и минеральный порошок состава керамзитовая пыль:известняковый минеральный порошок в соотношении 50,0:50,0 (об.%) соответственно (Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. - М.: Химия, 1990, с.с.197-198, 238). Недостатками данной композиции являются недостаточно высокая теплостойкость, повышенные показатели плотности, веса и теплопроводности.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются битумные минеральные композиции, содержащие нефтяной заполнитель - дробленый керамзитовый песок и наполнитель - известняковый минеральный порошок (Патент РФ №2052607, Кл. C1 6 E04D 7/00, БИ №2, 1996, с.208). Указанным композициям присущи следующие недостатки: недостаточно высокие показатели теплостойкости, прочности, повышенная теплопроводность. В совокупности эти недостатки ухудшают эксплуатационные качества битумоминеральных композиций, сужают область их применения.

Технический результат изобретения - создание битумоминеральной композиции повышенной прочности, тепло- и трещиностойкости и с низкими показателями теплопроводности, плотности и веса с использованием высокодисперсных отходов дробления керамзита.

Указанный технический результат достигается тем, что битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее - дорожный нефтяной битум, в качестве минерального заполнителя содержит дробленый керамзитовый песок фракции от 0,14 до 5,00 мм и керамзитовую пыль фракции менее 0,14 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нефтяной дорожный битум	- 12,0-13,0;
Минеральный заполнитель - дробленый
керамзитовый песок	- 66,0-70,0;
Минеральный наполнитель - керамзитовую пыль	- остальное

Керамзитовый песок получают дроблением керамзитового гравия или щебня в шаровой мельнице и рассеивают на фракции от 5,00 до 0,14 мм. Керамзитовая пыль является высокодисперсным отходом дробления керамзитового гравия или щебня (фракции менее 0,14 мм).

Пример. Были приготовлены составы битумоминеральных композиций (табл.1). Битумоминеральная композиция приготавливалась следующим образом: заполнитель, наполнитель и битум нагревались до температуры 160°С, смешивались и уплотнялись под прессом при давлении 40 МПа в течение 3 минут в цилиндрических металлических формах (размеры образцов-цилиндров 50×50 мм). Определение физико-механических свойств проводили по ГОСТ 9128-97. Оценку теплопроводности производили на измерителе теплопроводности ИТ-1. Трещиностойкость оценивалась по температуре растрескивания Т_р, определяемой на установке УОНДА 1420.

Результаты испытаний битумоминеральной композиции представлены в табл.2.

Как видно из табл.1 и 2, расход битума в битумоминеральной композиции принят в пределах 12,0-13,0 мас.%. При расходе битума менее 12,0 мас.%, например 11,5 мас.% (состав 1), снижаются прочностные показатели, повышаются температура растрескивания и водонасыщение W (табл.2). При содержании битума в смеси более 13,0 мас.%, например 13,5 мас.% (состав 5), снижаются прочностные показатели и температура растрескивания.

Расход керамзитового песка принят в пределах 66,0-70,0 мас.%. При содержании керамзитового песка менее 66,0 мас.% и увеличении содержания керамзитовой пыли, например 64,0 мас.% (состав 6), повышается температура растрескивания. При содержании керамзитового песка более 70,0 мас.%, например 72,0 мас.%, и уменьшении, соответственно, содержания керамзитовой пыли (состав 9) ухудшаются прочностные показатели и водонасыщение.

Из сравнения качества предлагаемых смесей (составы 2-4, 7, 8) с прототипом (состав 10) очевидны следующие преимущества перед ним, а именно (в среднем):

на 79,0% повышается прочность на сжатие при 20°С R₂₀;

на 154,0% повышается теплостойкость R₅₀;

несколько ниже показатели прочности на сжатие при 0°С (R₀), что повышает трещиностойкость;

на 1,5°С понижается температура растрескивания Т_р;

на 10% понижается плотность ρ;

на 23,5% понижается теплопроводность λ.

Некоторое увеличение битумоемкости предлагаемых составов (в среднем на 16%) в сравнении с аналогом объясняется более высокими удельной поверхностью (5200-5600 см²/г), пористостью и дисперсностью керамзитовой пыли в сравнении с этими же параметрами известнякового минерального порошка аналога. В то же время введение в состав предлагаемых композиций отхода дробления керамзита - керамзитовой пыли - и обуславливает значительное улучшение основных физико-механических показателей, трещиностойкости, понижение плотности и теплопроводности.

Совокупность вышеперечисленных положительных свойств предлагаемого технического решения позволит повысить эксплуатационные характеристики и снизить расчетные нагрузки при проектировании конструктивных элементов покрытий с использованием предложенных составов битумоминеральных композиций.

Таблица 1
Компоненты	Содержание, мас.%	Прототип
Компоненты	Предлагаемые композиции
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Битум марки БНД 60/90	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	12,5	12,5	12,5	12,5	10,0-11,5
Керамзитовый песок фракции 0,14-5,0 мм	68,0	68,0	68,0	68,0	68,0	64,0	66,0	70,0	72,0	54,0-65,0
Керамзитовая пыль фракции менее 0,14 мм	остальное	-
Известняковый минеральный порошок	-	остальное

Таблица 2
Показатель	Физико-механические свойства композиций
Показатель	Результаты испытаний предлагаемых композиций	Прототип
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Прочность на сжатие при 0°С, R₀, МПа	8,9	9,2	9,8	10,0	9,7	11,2	10,3	9,8	9,3	8,8-12,9
Прочность на сжатие при 20°С, R₂₀, МПа	6,1	7,8	8,6	9,0	8,0	9,5	9,2	8,7	8,4	4,0-5,5
Прочность на сжатие при 50°С, R₅₀, МПа	4,8	5,3	5,8	6,2	5,4	6,8	6,4	6,1	5,9	1,9-2,7
Температура растрескивания, Т_р, °С	-45	-48	-50	-52	-51	-48	-51	-55	-58	-46 - -54
Водонасыщение, W, %	9,3	4,5	3,0	2,3	2,0	2,0	2,2	3,1	3,9	1,8-4,9
Плотность, ρ, г/см³	1,50	1,52	1,54	1,55	1,56	1,60	1,58	1,52	1,49	1,66-1,76
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м·°С	0,097	0,098	0,098	0,098	0,098	0,100	0,095	0,093	0,092	0,122-0,127

Битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее - дорожный нефтяной битум, пористый минеральный заполнитель - керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя содержит пористый минеральный наполнитель - керамзитовую пыль фракций менее 0,14 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битумное вяжущее - нефтяной дорожный битум	12,0-13,0
Керамзитовый песок фракции 0,14-5,00 мм	66,0-70,0
Керамзитовая пыль	Остальное

Похожие патенты:

Асфальтобетонная смесь // 2323909

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности строительных дорожных материалов, содержащих органическое связующее, и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных смесей, применяемых для устройства покрытий автомобильных дорог I-IV категорий в I-IV климатических зонах, а также аэродромных покрытый и полов в служебных помещениях.

Асфальтобетонная смесь // 2323908

Дегтебетонная смесь // 2320601

Мастика битумно-полимерная для рулонного материала, применяемая для защиты труб и трубных систем от коррозии // 2319891

Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности, защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.

Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства // 2318765

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. .

Способ регенерации асфальтобетона // 2317273

Изобретение относится к области ремонтных работ, а именно ремонта асфальтобетонных покрытий, и может быть использовано при повторном применении асфальтобетона. .

Способ минимизации окисления битума в рабочем котле при приготовлении асфальтобетонной смеси на асфальтобетонном заводе // 2315146

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при приготовлении горячей асфальтобетонной смеси. .

Мастика битумно-полимерная для защиты металлических поверхностей от коррозии // 2313721

Изобретение относится к материалам защиты труб и трубных систем от коррозии, в частности защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности стальных магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть и нефтепродукты.

Асфальтобетонная смесь // 2312838

Изобретение относится к области строительства дорог и касается составов дорожных покрытий. .

Композиция мастики // 2312837

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве кровельных материалов, для защиты металлических, бетонных и других оснований, а также для герметизации швов в дорожном строительстве.

Сырьевая смесь для изготовления легкого заполнителя // 2323905

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления легкого заполнителя, используемого в производстве бетона, а также в качестве теплоизолирующего материала.

Бетонная смесь // 2321569

Изобретение относится к области производства строительных материалов. .

Сырьевая смесь для производства керамзита // 2318764

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов и изделий // 2312839

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к сырьевым смесям с неорганическими заполнителями и вяжущими и может быть использовано для изготовления строительных материалов и изделий многофункционального назначения.

Сырьевая смесь для производства легкого заполнителя // 2287499

Изобретение относится к производству искусственных легких заполнителей для бетона, например керамзита. .

Способ изготовления плиты покрытия // 2263187

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для устройства кровельных покрытий повышенной степени заводской готовности из комплексных панелей.

Способ получения полуфабриката при производстве керамзита // 2243947

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к получению полуфабриката при производстве керамзита. .

Способ получения керамзита // 2235074

Изобретение относится к области переработки материалов природного шельфа и получения из них строительных и декоративных материалов. .

Отделочный строительный раствор для звукопоглощающего покрытия внутренних стен, потолков и тому подобного в зданиях // 2189957

Изобретение относится к строительному раствору для звукопоглощающих покрытий внутренних стен, потолков и других элементов зданий. .

Сырьевая смесь для изготовления керамзита // 2188173

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамзита. .

Масса для изготовления аглопорита // 2332374

Изобретение относится к составам масс для изготовления аглопорита, используемого в качестве пористого заполнителя для легких бетонов