способ приготовления асфальтобетонной смеси
Классы МПК: | C04B26/26 битуминозные материалы, например деготь, пек C04B40/00 Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение C04B111/27 водостойкость,те водонепроницаемость или водоотталкивающие материалы |
Автор(ы): | Косулина Татьяна Петровна (RU), Кононенко Евгений Александрович (RU), Цокур Ольга Сергеевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-11-07 публикация патента:
20.05.2014 |
Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетона для дорожного строительства с использованием продукта утилизации нефтяного шлама в качестве добавки. В способе приготовления асфальтобетонной смеси путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама, в качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10-15 мин и выдержкой в герметичных условиях 18-30 ч, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850-1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-3÷10 -5 м, 18-22, негашеной извести, измельченной до 10 -3÷10-5 м, остальное, при содержании битума 66-83% от массы указанной добавки, минеральные компоненты нагреты до 70-90°C, смесь битума с указанной добавкой - до 90-100°C, а смешение всех компонентов смеси осуществляют при нагреве до 140-170°C. Технический результат - улучшение показателей асфальтобетонной смеси по водостойкости и водонасыщению. 1 табл., 4 пр.
Формула изобретения
Способ приготовления асфальтобетонной смеси путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама, отличающийся тем, что в качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10-15 мин и выдержкой в герметичных условиях 18-30 ч, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850-1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-3÷10 -5 м, 18-22, негашеной извести, измельченной до 10 -3÷10-5 м, остальное, при содержании битума 66-83% от массы указанной добавки, минеральные компоненты нагреты до 70-90°C, смесь битума с указанной добавкой - до 90-100°C, а смешение всех компонентов смеси осуществляют при нагреве до 140-170°C.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетона с использованием продукта утилизации нефтешлама химическим способом с участием оксида кальция и адсорбента, полученного путем пиролиза изношенных автомобильных покрышек в качестве добавки.
Одной из самых актуальных и масштабных проблем, связанных с ухудшением качества окружающей среды, является экологически опасное и не всегда организованное обращение с отходами. Комплексная переработка и использование отходов в качестве вторичного сырья обеспечивают сохранение природных ресурсов, снижает уровень загрязнения окружающей среды, позволяет получить прибыль.
Известна асфальтобетонная смесь, включающая нефтешлам, минеральные компоненты: гравий, песок, щебень и битум (Турсумуратов М.Т., Бекбулатов Ш.X. Использование нефтяных шламов в дорожном строительстве // Вестник НИА РК, 2010. № 1, с.138-151). Технология использования нефтяного шлама для активации поверхности зерен минерального материала (щебня и песка) заключается в том, что нефтяной шлам в количестве 3% вводится на каменный материал, затем температура смеси доводится до рабочей и подается минеральный порошок и битум. Недостатком являются низкие показатели асфальтобетонной смеси по водостойкости и водонасыщению.
Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем вспенивания нефтешлама, содержащего 8-10% воды, при температуре 80-95°C, смешивания его с предварительно нагретым до 150-160°C минеральным компонентом (щебень, песок) и добавки к этой смеси нагретого битума до 140-150°C (пат. РФ № 2110496, МПК 6 C04B 26/26, 1998). Количество нефтешлама составляет 18-20 мас.% от массы битума. Недостатком данного способа является низкая водостойкость и высокий процент водонасыщения. Кроме того, дозирование нефтешлама - отхода 3 класса опасности создает опасные производственные условия на рабочем месте при разгрузке, хранении, подаче и смешивании смеси.
Задача предлагаемого изобретения - расширение ассортимента асфальтобетонных смесей за счет использования безопасных продуктов утилизации отходов нефтегазового комплекса.
Технический результат: улучшение показателей асфальтобетонной смеси, содержащей добавку - продукт утилизации нефтяного шлама, по водостойкости и водонасыщению.
Задача решается тем, что асфальтобетонную смесь получают путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама. В качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10-15 мин и выдержкой в герметичных условиях 18-30 ч, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850-1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-3÷10 -5 м, 18-22, негашеной извести, измельченной до 10 -3÷10-5 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 66-83% от массы указанной добавки и нагревают до 90-100°C, минеральные компоненты - до 70-90°C, смешение всех компонентов смеси при соотношении минеральных компонентов к смеси битума с добавкой (1-0,93):(0,15-0,18) осуществляют при нагреве до 140-170°C.
Технический результат достигается за счет того, что в состав асфальтобетонной смеси вводят добавку - продукт утилизации нефтяного шлама, содержащий животный жир и адсорбент, полученный пиролизом изношенных автомобильных покрышек. Компоненты добавки: ПАВ, входящие в состав нефтяного шлама, животного жира и являющиеся активаторами добавки, карбонаты кальция, образующиеся при взаимодействии оксида кальция в составе рабочего агента с углекислым газом, улучшают показатели водостойкости и водонасыщения асфальтобетонной смеси.
Способ осуществляют путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама. На способ получения добавки получен патент РФ № 2354670. В качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом и выдержкой в герметичных условиях. Рабочий агент получают смешением: животного жира, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек с последующим отделением металлического корда и измельчением и измельченной негашеной извести. Отдельно нагревают смесь битума с добавкой и минеральные компоненты. Затем при нагреве смешивают все компоненты смеси.
Пример 1
Смешивают нагретые минеральные компоненты, битум и добавку с использованием нефтяного шлама. Добавку получают интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10 мин и выдержкой в герметичных условиях 18 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 1, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-3 м, 18, негашеной извести, измельченной до 10-3 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 66% от массы указанной добавки и нагревают до 90°C. Минеральные компоненты нагревают до 70°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении минеральных компонентов к смеси битума с добавкой 1:0,15 осуществляют при нагреве до 140°C, до тех пор, пока масса не станет однородной черного цвета. Подготовленную смесь небольшими порциями закладывают, прессуя в металлические формы размером 10×10×10 см, и оставляют затвердеть в течение недели. Формы смазывают жиром для облегчения процесса извлечения образца.
Пример 2
Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 12 мин и выдерживая в герметичных условиях 22 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 2, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 950°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-4 м, 19, негашеной извести, измельченной до 10-4 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 72% от массы указанной добавки и нагревают до 94°C. Минеральные компоненты нагревают до 77°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,98:0,16 осуществляют при нагреве до 150°C.
Пример 3
Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 14 мин и выдерживая в герметичных условиях 25 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 2,5, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 1000°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-4 м, 21, негашеной извести, измельченной до 10 -4 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 78% от массы указанной добавки и нагревают до 97°C. Минеральные компоненты нагревают до 84°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,95:0,17 осуществляют при нагреве до 160°C.
Пример 4
Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 15 мин и выдерживая в герметичных условиях 30 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10-5 м, 22, негашеной извести, измельченной до 10-5 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 83% от массы указанной добавки и нагревают до 100°C. Минеральные компоненты нагревают до 90°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,93:0,18 осуществляют при нагреве до 170°C.
Результаты опытов представлены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||
Характеристика опытных образцов асфальтобетонной смеси | |||||
Показатели для пористого асфальтобетона | Номер образца асфальтобетона | Прототип | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Водостойкость, не менее | 0,96 | 0,96 | 0,95 | 0,94 | 0,93 |
Водонасыщение, об.% | 3,81 | 3,89 | 3,91 | 4,00 | 4,10 |
Использование продукта утилизации нефтяного шлама 4 класса опасности в качестве добавки, являющегося вторичным материальным ресурсом, способствует улучшению показателей асфальтобетонной смеси по водостойкости и водонасыщению и обеспечивает снижение опасности на рабочем месте, а следовательно, повышение экологической безопасности окружающей среды по сравнению с прототипом.
Класс C04B26/26 битуминозные материалы, например деготь, пек
Класс C04B40/00 Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение
Класс C04B111/27 водостойкость,те водонепроницаемость или водоотталкивающие материалы