Способ получения битумных вяжущих для дорожных покрытий

Изобретение относится к способам получения битумных вяжущих, которые могут быть использованы при строительстве дорог, и обусловлено необходимостью снижения энергозатрат на их производство. Способ получения битумного вяжущего для дорожных покрытий, включающий смешение и гомогенизацию битума, блок-сополимера диена со стиролом, индустриального масла, в котором смешение и гомогенизацию проводят при 110-200°С при осуществлении рециркуляции жидкой среды в рециркуляционном контуре, включающем битумоплавильный котел, насос и камеру кавитационно-кумулятивной обработки, в которой гидродинамическую кавитацию осуществляют путем ультразвукового воздействия колебаниями с частотой 18-68 кГц, широтно-импульсно-модулированными в частотном диапазоне 10-400 Гц. Изобретение обеспечивает сокращение времени достижения качественных показателей путем ультразвуковой интенсификации процесса смешения, а также расширения температурного интервала работоспособности полимерно-битумных вяжущих. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам получения битумных вяжущих, которые могут быть использованы при строительстве дорог.

Известен способ получения битумного вяжущего модифицированного полиолефинами путем предварительного приготовления концентрата смешением и гомогенизацией битума и полиолефина в соотношении 1:1 при температуре 260-310°С до падения вязкости на 25% от максимального ее значения. Полученный концентрат битум-полиолефин разбавляют битумом и гомогенизируют смесь в скоростном смесителе со скоростью 140-180 м/с в течение 2,5-3,5 мин при соотношении битум-концентрат (6-10): 1. Полученное вяжущее имеет высокую степень гомогенности (см. патент РФ №2053241, МПК C08L 95/00, 1996).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе требуется высокая температура смешения и гомогенизации композиции (260-310°С), которая существенно превышает максимальную технологическую температуру битума, соответствующую 160°С. Выдерживание битумно-полимерной композиции при температуре значительно выше 160°С сопровождается процессами старения битума, что приводит к падению его качественных показателей. В структуре битума образуются активные соединения, наличие которых приводит к еще более интенсивному старению битума при получении асфальтобетона. Указанные температурные границы превышают максимальную температуру вспышки битума, что может представлять высокую пожарную опасность.

Известен способ получения битумного вяжущего включающий введение при перемешивании в битум блоксополимера бутадиена и стирола, причем блоксополимер, взятый в количестве 0,1-22,3 масс. % предварительно смешивают при температуре 80-160°С с 1,9-33,5 масс. % масла индустриального, после чего полученную смесь вводят при температуре 110-160°С в 44,4-98,0 масс. % битума (см. патент РФ №2038360, МПК C08L 95/00, 1995).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе значительное время теряют на малоэффективный процесс предварительного смешивания блоксополимера с индустриальным маслом. Известно (см. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. Москва, Высшая школа, 1992. - 512 с.), что сополимеры бутадиена и стирола набухают в алифатических растворителях, к которым относится индустриальное масло, с образованием чрезвычайно вязких гелей. Такие гели затем очень медленно взаимодействуют с растворителем, что не позволяет им эффективно диспергироваться в битуме. Кроме того, после длительного диспергирования в битуме остаются частицы геля, в которых сополимер по-прежнему связан с компонентами индустриального масла, т.е. изолирован от компонентов битума. Таким образом, известный способ не обеспечивает достаточную гомогенность битумного вяжущего.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения битумных вяжущих для дорожных покрытий, включающий смешение и гомогенизацию битума, блоксополимера диена со стиролом, индустриального масла, которые проводят при 110-200°С при осуществлении рециркуляции жидкой среды в рециркуляционном контуре, включающем, по крайней мере, битумплавильный котел, насос и камеру кавитационно-кумулятивной обработки, где осуществляют режим гидродинамической кавитации в частотном диапазоне 10-80 Гц (см. патент РФ №2162867, МПК C08L 95/00, 53/02, 1998), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе используют для получения эффекта гидродинамической кавитации энергию механического насоса, создавая на пути потока перекачиваемого битума фиксированное механическое препятствие. Кроме того, для получения эффекта гидродинамической кавитации требуется давление потока битума не менее 0,2 МПа, при ограничении верхней частоты колебаний в 80 Гц. Другим недостатком способа является отсутствие учета таких факторов как: зависимость плотности и вязкости битумного вяжущего от температуры процесса смешения; значительная неоднородность смеси на начальном этапе смешения.

Проблема при получении битумных вяжущих заключается в том, что возникла необходимость снижения энергозатрат на их производство, за счет сокращения времени достижения требуемых качественных показателей, а также расширения температурного интервала работоспособности полимерно-битумных вяжущих.

Технический результат - сокращение времени достижения качественных показателей путем ультразвуковой интенсификации процесса смешения, а также расширение температурного интервала работоспособности полимерно-битумных вяжущих, за счет увеличения степени гомогенизации полимера в битуме.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения битумного вяжущего для дорожных покрытий, включающий смешение и гомогенизацию битума, блоксополимера диена со стиролом, индустриального масла, в котором смешение и гомогенизацию проводят при 110-200°С при осуществлении рециркуляции жидкой среды в рециркуляционном контуре, включающем битумплавильный котел, насос и камеру кавитационно-кумулятивной обработки, в которой гидродинамическую кавитацию осуществляют путем ультразвукового воздействия колебаниями с частотой 18-68 кГц широтно-импульсно модулированными в частотном диапазоне 10-400 Гц.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа получения битумного вяжущего для дорожных покрытий и экспериментов на опытной установке ультразвуковой активации.

Способ получения битумного вяжущего для дорожных покрытий осуществляют следующим образом. Смесь битума, индустриального масла и блоксополимера диена со стиролом марки ДСТ-30-01 при температуре 110-200°С рециркулируют насосом (применялся лабораторный смеситель с проточной перемешивающей насадкой) из битумплавильного котла через камеру кавитационно-кумулятивной обработки, представляющую собой проточный стальной реактор с фланцами, снабженный волноводом ультразвуковых колебаний, который расположен на оси реактора и соединен с внешним пьезокерамическим преобразователем. Электропитание пьезокерамического преобразователя осуществляют от управляемого блока питания, генерирующего переменный ток с частотой 18-68 кГц и имеющего возможность широтно-импульсной модуляции тока в частотном диапазоне 10-400 Гц. В зависимости от акустических свойств среды, в которой находится волновод, блок питания автоматически настраивает резонансную частоту в диапазоне 18-68 кГц для достижения максимальной амплитуды акустических колебаний, вызывающих интенсивное кавитационное воздействие на смесь, увеличивающее степень ее гомогенизации. Одновременно накладывается широтно-импульсная модуляция тока в частотном диапазоне 10-400 Гц для создания в кавитационно-кумулятивной камере стоячей волны, обеспечивающей максимальное кумулятивное воздействие на поток жидкости и интенсификацию процесса смешения компонентов. Соотношение компонентов и время обработки указано в таблице.

Данные эксперимента говорят о том, что максимальный эффект увеличения температурного интервала работоспособности полимерно-битумных вяжущих наблюдается при низкотемпературной обработке (110°С) и спадает с увеличением температуры, что может быть связано с частичной деструкцией полимера. Однако нельзя исключать потерю летучих компонентов смеси за счет испарения при 200°С. Время обработки без ультразвукового воздействия было подобрано экспериментально, в соответствии с параметрами лабораторной установки и данными прототипа.

Температурный интервал работоспособности полимерно-битумных вяжущих, полученных в условиях ультразвуковой обработки предлагаемым способом, также увеличился по сравнению с прототипом и опытом без такой обработки, что говорит об относительно высокой структурированности вяжущего, связанной с увеличением степени гомогенизации полимера в вяжущем.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа получения битумных вяжущих для дорожных покрытий состоит в сокращении времени получения вяжущего, в сравнении с классической технологией, более чем на 25%, что позволяет снизить энергозатраты, связанные с поддержанием массы полимерно-битумного вяжущего в нагретом состоянии. С учетом актуальных промышленных объемов получения полимерно-битумных вяжущих и длительности процесса смешения полимера и битумной основы, можно предполагать получение значительного экономического эффекта от внедрения предлагаемого изобретения.

Способ получения битумного вяжущего для дорожных покрытий, включающий смешение и гомогенизацию битума, блок-сополимера диена со стиролом, индустриального масла, в котором смешение и гомогенизацию проводят при 110-200°С при осуществлении рециркуляции жидкой среды в рециркуляционном контуре, включающем битумоплавильный котел, насос и камеру кавитационно-кумулятивной обработки, в которой осуществляют режим гидродинамической кавитации, отличающийся тем, что гидродинамическую кавитацию осуществляют путем ультразвукового воздействия колебаниями с частотой 18-68 кГц, широтно-импульсно-модулированными в частотном диапазоне 10-400 Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения высокоокисленного кровельного битума, используемого как самостоятельно, так и в качестве компонента гибкой черепицы.
Изобретение относится к битумно-полимерной композиции, которая может найти применение, в частности, при изготовлении дорожных вяжущих веществ, а также для изготовления внутренних и внешних покрытий для промышленных областей применения.
Изобретение относится к комплексу добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций. Комплекс добавок для улучшения характеристик битума или битумных композиций содержит кислую присадку, выбранную из фосфорных кислот, полифосфорных кислот и их смесей, и поглотитель сероводорода, выбранный из гидроксикарбонатов меди и их смесей с оксидами, гидроксидами, гидратами, карбонатами, карбоксилатами, нитратами и фосфатами меди.
Изобретение относится к клеящемуся битумному покрытию для строительства, которое содержит битум и формирующую клеящую способность добавку, смешанную с битумом, при этом упомянутая добавка, формирующая клеящую способность, представляет собой алифатическую и циклоалифатическую смолу и составляет от 1 до 4 мас.% от массы покрытия.

Изобретение относится к композиции битума, которая может быть использована в строительстве для гидроизоляции, и к которой предъявляются требования повышенных сроков эксплуатации.
Настоящее изобретение относится к способу введения одностенных и/или двустенных и/или многостенных углеродных нанотрубок в состав адгезионных добавок для асфальтового покрытия.
Изобретение относится к легким водостойким рулонным кровлям для защиты зданий или мостов, таким как рулонный кровельный материал. Кровля содержит упрочняющий материал, покрытый композицией покрытия, которая включает i) 40-90 мас.% смеси битума и пластификатора, ii) 5-50 мас.% нефтяного кокса (petcoke) и iii) 2-25 мас.% эластомерного блок-сополимера и/или пластомерного полимера.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении водонепроницаемых мембран для кровель. Сначала получают базовую смесь путем объединения битумного вяжущего вещества и полимерного модификатора при первой температуре, составляющей от около 150 до около 260°C.

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для обработки дорожных асфальтобетонных и бетонных покрытий с применением композиций - пленкообразователей на основе полимерного вяжущего.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для производства асфальтобетонной смеси, применяемой в качестве конструктивных слоев дорожной одежды.
Изобретение относится к битумно-полимерной композиции, которая может найти применение, в частности, при изготовлении дорожных вяжущих веществ, а также для изготовления внутренних и внешних покрытий для промышленных областей применения.

В изобретении раскрыты формованное изделие из вспененной смолы, которое имеет превосходную ударостойкость и жесткость и которое почти не разрушается, даже когда подвергается воздействию сильного удара, и способ его изготовления.
Изобретение относится к получению каучуковой композиции, характеризующейся высокими прозрачностью, ударной вязкостью и теплостойкостью. Композиция содержит катализированный неодимом изопреновый каучуковый (IR) компонент в количестве от 5 до 95 массовых частей и каучуковый полимерный компонент (RB), выбранный из группы: бутадиеновый каучук (BR), 1,2-полибутадиенового каучука, стирол-бутадиеновый каучук (SBR), при условии, что совокупное количество полимеров IR и RB составляет 100 массовых частей.

Изобретение относится к термопластичным эластомерным пленкам с повышенной прочностью, имеющим улучшенные прочность на растяжение и свойства эластичности. Термопластичная эластомерная пленка содержит термопластичный эластомер на основе полиолефина, стирольный блок-сополимер и средство, повышающее прочность.

Изобретение относится к области битумов, в частности к битумным композициям, предназначенным для покрытия дорог или шоссе, а также к битумным вяжущим, битумно-минеральным смесям, дорогам или шоссе, применению битумно-минеральных смесей для получения дорог или шоссе.

Изобретение относится к полимеру на основе сопряженного диена и способу получения данного полимера. Описан полимер на основе сопряженного диена, содержащий, по меньшей мере, один сопряженный диеновый мономер, в котором 40% или более его конца представляет собой конец, содержащий аминогруппу и амидогруппу, а показатель b* желтизны, определенный при помощи дифференциального колориметра, составляет 15 или менее, где конец, содержащий аминогруппу и амидогруппу, включает в себя конец, имеющий структуру, представленную следующей формулой (I), и конец, имеющий структуру, представленную следующей формулой (IV): в которой P представляет собой полимер на основе сопряженного диена, содержащий, по меньшей мере, один сопряженный диеновый мономер, а каждый из R1 и R2 независимо представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода, и в которой P представляет собой полимер на основе сопряженного диена, содержащий, по меньшей мере, один сопряженный диеновый мономер, а каждый из R1 и R2 независимо представляет собой углеводородную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода.

Изобретение относится к композиции гидрированного блок-сополимера, а также к самоклеящейся композиции, в которой используют композицию гидрированного блок-сополимера.

Изобретение относится к композиции гидрированного блок-сополимера, а также к самоклеящейся композиции, в которой используют композицию гидрированного блок-сополимера.
Группа изобретений относится к термоплавкому клеящему веществу и изделию одноразового использования, полученному при использовании термоплавкого клеящего вещества.

Настоящее изобретение относится к искусственному, не содержащему вулканизатора латексу содержащий воду и один или несколько олефин-ненасыщенных радиальных блок-сополимеров стирола общей формулы: A-B-Y-(B-A)n, где каждое А независимо друг от друга представляет собой полимерный блок, состоящий по меньшей мере из 90 мол.% стирольного мономера; содержание А по массе от общей массы полимера (PSC) находится в интервале 8-13%; Y является остатком агента сочетания, имеющего функциональность более 2; степень разветвления (DoB) равна n+1, где n представляет собой целое число от 2 до 5; каждое В независимо друг от друга представляет собой олефин-ненасыщенный полимерный блок, состоящий по меньшей мере из 90 мол.% одного или нескольких сопряженных диенов; блок-сополимер стирола имеет эффективность связывания (CE) по меньшей мере 90%; каждый блок А, независимо, имеет средневесовую молекулярную массу (ММ А) в интервале от 9000 до 15000, и каждый блок В, независимо, имеет средневесовую молекулярную массу (ММ B) в интервале от 75000 до 150000, где молекулярные массы определяют в соответствии с ASTM 3536 с использованием монодисперсных полистирольных стандартов, диспергированный в указанной воде в количестве от 20 до 80% по массе от комбинации воды и блок-сополимера стирола; (a) тио-функционализированный фенольный антиоксидант, или (b) группу анитиоксидантов, содержащий первичный фенольный антиоксидант и тиоэфир в качестве вторичного антиоксиданта; или (c) сочетание (a) и (b); и где количество тио-функционализированного фенольного антиоксиданта находится в интервале от 0,1 до 3,0 массовых частей, предпочтительно в интервале от 0,15 до 2,5 массовых частей, и более предпочтительно в интервале от 0,2 до 2,0 массовых, на 100 массовых частей каучука, составляющего каучуковый латекс (м.ч.), и/или в котором количество первичного антиоксиданта и тиоэфира, каждый независимо друг от друга, находится в интервале от 0,1 до 3,0 массовых частей, предпочтительно в интервале от 0,15 до 2,5 массовых частей и более предпочтительно в интервале от 0,2 до 2,0 массовых частей на 100 массовых частей каучука, составляющего каучуковый латекс (м.ч.).

Изобретение относится к битумной композиции для покрытия дорог или шоссе, содержащей: (a) от 20 до 90 мас.% от общей массы указанной композиции, по меньшей мере одного битума с пенетрацией иглы при 25°C, больше или равной 600 десятых миллиметра, причем значение 900 десятых миллиметра исключено, (b) от 9 до 70% от общей массы указанной композиции, по меньшей мере одного продутого битума с пенетрацией иглы при 25°C, составляющей от 10 до 50 десятых миллиметра, и (c) от 1 до 10 мас.% от общей массы указанной композиции, по меньшей мере одного сшивающегося полимера, где полимер выбран из эластомеров и/или пластомеров, причем проценты указаны в расчете на общую массу указанной композиции, указанная композиция битума демонстрирует значение пенетрации иглы при 25°C в интервале от 60 до 90 десятых миллиметра, причем указанные значения пенетрации измерены согласно стандарту NF EN 1426. Также изобретение относится к битумным вяжущим, битумно-минеральным смесям и дорогам или шоссе, у которых особенно улучшены характеристики при низкой температуре при сохранении хороших характеристик при промежуточной температуре. 8 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам получения битумных вяжущих, которые могут быть использованы при строительстве дорог, и обусловлено необходимостью снижения энергозатрат на их производство. Способ получения битумного вяжущего для дорожных покрытий, включающий смешение и гомогенизацию битума, блок-сополимера диена со стиролом, индустриального масла, в котором смешение и гомогенизацию проводят при 110-200°С при осуществлении рециркуляции жидкой среды в рециркуляционном контуре, включающем битумоплавильный котел, насос и камеру кавитационно-кумулятивной обработки, в которой гидродинамическую кавитацию осуществляют путем ультразвукового воздействия колебаниями с частотой 18-68 кГц, широтно-импульсно-модулированными в частотном диапазоне 10-400 Гц. Изобретение обеспечивает сокращение времени достижения качественных показателей путем ультразвуковой интенсификации процесса смешения, а также расширения температурного интервала работоспособности полимерно-битумных вяжущих. 1 табл.

Наверх