Способ приготовления асфальтобетонной смеси

Изобретение относится к технологии изготовления дорожно-строительных материалов, а именно к способам приготовления асфальтобетонных смесей. В способе приготовления асфальтобетонной смеси, заключающемся в смешивании при температуре 130-150°С битума, минеральных заполнителей, обработанных модификатором в холодном состоянии путем распыления или разбрызгивания, и минерального порошка, обработку минеральных заполнителей модификатором осуществляют непосредственно на конвейерной ленте до просушивания заполнителей, при этом в качестве модификатора используют суспензию гидроксида железа (III) - осадка станции обезжелезивания подземной воды, содержащую, %: воду 85-90 при содержании в сухом веществе оксида железа (III) 90-95 и оксидов кремния и алюминия 5-10, в количестве 0,6-1,2% по сухому веществу от массы минерального заполнителя, а сушку и нагрев обработанных минеральных заполнителей осуществляют одновременно в сушильном барабане при температуре 130-150°С. Технический результат - повышение эксплуатационных свойств – прочности, водостойкости, снижение водонасыщения, а также сокращение негативного воздействия на окружающую среду. 2 табл., 4 ил.

 

Изобретение относится к технологии изготовления дорожно-строительных материалов, а именно к способам приготовления асфальтобетонных смесей.

Известен способ приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с использованием стабилизирующей добавки (Патент RU №2458950, МПК⁷ C08L 95/00, C08L 91/00, C08K 13/02). Стабилизирующая добавка состоит из органического вяжущего, структурообразователя, гидроксида натрия и воды. В качестве органического вяжущего используется отход масложирового производства, выбранный из группы: жировая композиция, или госсиполовая смола, или флотогудрон, или техническая олеиновая кислота марки В, а в качестве структурообразователя используется целлюлозное волокно. К основным недостаткам используемой стабилизирующей добавки в щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси является то, что при снижении показателя стекания органического вяжущего (битума) повышается водонасыщение, а также уменьшается предел прочности при сжатии, трещиностойкость, коэффициент внутреннего трения и показатель сцепления при сдвиге полученной асфальтобетонной смеси.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления асфальтобетонной смеси [Патент RU №2184711, МПК C04B 26/26, 2000].

Данный способ приготовления асфальтобетонной смеси заключается в перемешивании битума, минерального наполнителя, обработанного модификатором, и (заполнителя) минерального порошка. В качестве модификатора используют водорастворимые органоаминосиланы из группы N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан-NH₂CH₂CH₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃; γ-аминопропилтриэтоксисилан-NH₂CH₂CH₂CH₂Si(OC₂H₅)₃; 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисилан этоксисилан NH₂(CH₂)₆NHCH₂Si(OC₂H₅)₃. Крупные и мелкие минеральные наполнители асфальтобетонной смеси обрабатываются путем нанесения водного раствора модификатора на поверхность зерен минеральных наполнителей в холодном состоянии методом распыления, разбрызгивания или любым другим способом до полного увлажнения поверхности. Мелкие наполнители обрабатывают водным раствором модификатора концентрацией 0,5-2,0 мас. %. А крупные заполнители обрабатываются водным раствором модификатора концентрацией 0,5-1,0 мас. %. Обработанные модификатором минеральные наполнители сначала высушивают в сушильном барабане при температуре 15-150°С для протекания химических реакций и физического удаления воды. Затем обработанные модификатором и высушенные минеральные наполнители нагревают в сушильном барабане до температуры 130-150°С для последующего смешивания их с минеральным порошком и разогретым битумом. Недостатками данного способа являются недостаточно высокие эксплуатационные свойства асфальтобетонной смеси, недостаточная прочность, адгезия битума к неорганическим заполнителям, затраты на производство модификатора, токсичность и негативное экологическое воздействие отходов производства.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств асфальтобетонной смеси, особенно прочности и водостойкости за счет повышения адгезии битума к неорганическим заполнителям, снижение водонасыщения, а также сокращение негативного воздействия производства на окружающую среду.

Указанная задача решается следующим образом.

Предлагается способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в смешивании при температуре 130-150°С битума, минеральных заполнителей, обработанных модификатором в холодном состоянии путем распыления или разбрызгивания, и минерального порошка. Обработку минеральных заполнителей модификатором осуществляют непосредственно на конвейерной ленте до просушивания заполнителей, при этом в качестве модификатора используют суспензию гидроксида железа(III) - осадок станции обезжелезивания подземной воды содержащей (%) вода 85-90 при содержании в сухом веществе ожелеза(III) 90-95 и оксидов кремния и алюминия 5-10 в количестве 0,6-1,2% (по сухому веществу) от массы минерального заполнителя, а сушку и нагрев обработанных минеральных заполнителей осуществляют одновременно в сушильном барабане при температуре 130-150°С.

Модификатором является суспензия гидроксида железа(III) Fe(OH)₃ - побочный продукт водоподготовки подземной воды, отход производства 4 класса опасности. Он образуется в больших количествах на водозаборах, которые используют на хозяйственно-бытовые нужды подземную воду и не находят квалифицированного применения. Для модификатора не требуется какой-либо предварительной обработки перед нанесением на минеральные заполнители. Состав осадка станции обезжелезивания, %:

Вода

85…90

Содержание в сухом веществе

Оксид железа (Fe2O3)	90…95
Оксиды кремния и алюминия	5…10

Испытания показали, что полученная таким образом асфальтобетонная смесь приобретает высокие эксплуатационные свойства за счет увеличения адгезии обработанных минеральных материалов к битуму, а именно снижается водонасыщение, повышается прочность при сжатии и сцепление при сдвиге.

Образцы асфальтобетона тип Д марка III изготавливали и испытывали согласно ГОСТ 12801-98. Состав минеральной части образцов приведен в таблице 1. Модификатор наносили на минеральные части заполнителя до просушивания в количестве от 0,6 до 1,2% от массы минеральных заполнителей.

Из результатов, приведенных в таблице 2, следует, что использование указанного модификатора для обработки минеральных заполнителей для асфальтобетонных смесей повышает их качество за счет улучшения адгезии минеральной части заполнителя к битуму, снижение водонасыщения, повышение прочности при сжатии и сцеплении при сдвиге.

Вместе с этим уменьшается негативное воздействие на окружающую среду за счет утилизации суспензии гидроксида железа(III) Fe(OH)₃ - побочного продукта водоподготовки подземной воды.

Для равномерного и точного нанесения модификатора на минеральные заполнители (фиг. 1) рекомендуется установить насос-дозатор 1 и распылительное устройство, имеющее сопло 2, дозировку модификатора согласовать с режимом подачи минеральных материалов. Возможно ручное введение модификатора, достаточно наличие емкости 3 (для модификатора), труба (для подачи модификатора), запорная арматура 4 (для регулирования потока модификатора) и распылительное устройство имеющее сопло 2 или устройство в виде лейки (для равномерного разделения потока модификатора).

Минеральные заполнители (фиг. 2) из бункеров 1 подаются на конвейерную ленту 2, где происходит нанесение на них суспензии модификатора из емкости 3 с помощью распределительного устройства 4, обработанные минеральные заполнители подаются в сушильный барабан 5, где происходит сушка и нагрев до температуры 130-150°С, дальше обработанные, высушенные и нагретые минеральные заполнители поступают в смеситель 6, где смешиваются с разогретым до 150°С битумом 7 и наполнителем (минеральным порошком), который подается из бункера 8 элеватором 9 для приготовления асфальтобетонной смеси.

На фиг. 3 представлена стандартная схема асфальтобетонного производства.

На фиг. 4 представлены фотографии образцов минеральных заполнителей, обработанных модификатором на основе гидроксид железа(III) Fe(ОН)₃), где:

A) щебень без модификатора

Б) щебень, обработанный после сушки

B) щебень, обработанный до сушки

Способ приготовления асфальтобетонной смеси, заключающийся в смешивании при температуре 130-150°С битума, минеральных заполнителей, обработанных модификатором в холодном состоянии путем распыления или разбрызгивания, и минерального порошка, отличающийся тем, что обработку минеральных заполнителей модификатором осуществляют непосредственно на конвейерной ленте до просушивания заполнителей, при этом в качестве модификатора используют суспензию гидроксида железа (III) - осадка станции обезжелезивания подземной воды, содержащую, %: вода 85-90 при содержании в сухом веществе оксида железа (III) 90-95 и оксидов кремния и алюминия 5-10, в количестве 0,6-1,2% по сухому веществу от массы минерального заполнителя, а сушку и нагрев обработанных минеральных заполнителей осуществляют одновременно в сушильном барабане при температуре 130-150°С.