Способ получения вяжущего для асфальтобетонной смеси

(51)5 С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССРс.дВ 31 Йй ."6 М й Г ду( г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН У Изоб строител жущего и использо бетонныхИзве ных гудро ками си (КОСЖК) бодную о асфальто ки бе АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Белорусский политехнический институт (72) Ю.А.Безбородов, А.В,Бусел и Я,Н,Ковалев(56) Петухов И,Н. Результаты применения структурообразующих добавок, - Автомобильные дороги, 1988, М 4, с, 10 - 11,Шейхет И,М. и др. Опыт использования кубовых остатков синтетических жирных кислот при производстве битума, - Автомобильные дороги, 1988, М 4, с. 11 - 12. 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГОЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ ретение относится к дорожному ству, в частности к получению вяз нефтяного гудрона, и может быть вано для приготовления асфальтосмесей,стен способ использования нефтянов в комплексе с кубовыми остатнтетических жирных кислот и добавками, содержащими свось кальция при приготовлении тонных смесей (1). Недостаток известного способа заключается в том, что при его осуществлении невозможно контролировать показатели свойств получаемого вяжущего, т.е, оно получается непосредственно в ходе приготовления асфальтобетонной смеси при перемешивании материалов, Отсутствие контроля за свойствами вяжущего не дает возможность гарантировать нормативные показатели физико-механических свойств асфальтобетонов,(57) Использование: дорожное строительство, приготовление асфальтобетонных смесей, Сущность изобретения; нефтяной гудрон смешивают с 6-8; кубовых остатков синтетических жирных кислот при 80 - 90 С, нагревают смесь до 180-200 С, диспергируют ее путем гидродинамической кавитации при понижении давления в смеси на 0,1-0,2 МПа и в процессе диспергирования в нее вводят 45-550 сланцевой золы, которую в. увлажненном до текучести состоянии обра- батывают в вихревом слое ферромагнитных частиц в течение 2 - 4 с при величине магнит-. ной индукции равной 0,1-0,14 Т, Общие затраты на получение 1 т вяжущего равны 13,93 кг условного топлива, 2 табл. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления битума путем смешения нефтяного гудрона и кубовых остатков синтетических жирных кислот (КОСЖК) при температуре 80 - 900 С, нагрева полученной смеси до 180-2000 С и перевода гудрона в ,4 битум путем окисления в локальных скисли тельных установках (2).Недостаток данного способа заключа- СО ется в большой его энергоемкости, 0 лТак, для получения таким способом од- (Л ной тонны битума необходимо затратить 1,5 10 КДж энергии (тепловой, электрической)6или в пересчете на условное топливо 51 кгд у.т. Кроме того, при осуществлении данного способа образуются потери сырья в виде испарения легких фракций гудрона и КОСЖК, а также в виде коксообразных осадков в колонне (реакторе) установки, Закоксовывание внутреннего объема колонны, и особенно маточника, существенно снижает производительность установки.Цель изобретения - снижение энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения вяжущего для асфальтобетона, включающем смешение нефтяного гудрона с кубовыми остатками, синтетических жирных кислот при 80 - 90 Си нагрев смеси до 180-200 С, смесь диспергируют пу-ем гидродинамической кавитации при понижении давления в смеси на 101,0 - 0;2 МПа, а в процессе диспергированияв смесь дополнительно вводят сланцевуюзолу; которую предварительно увлажняютдо состояния текучести и обрабатывают, ввихревом слое ферромагнитных частиц в течение 2-4 с при величине магнитной индукции равной 0,1 - 0,14 Т, кубовые остаткисинтетических жирных кислот вводят в количестве 6 - 800, а сланцевую золу в количестве 45 - 5500 от массы нефтяного гудрона. 20Увлажнение сланцевой золы до состояния текучести позволяет обрабатывать ее ввихревом слое ферромагнитных частиц,Здесь она интенсивно перемешивается сводой. На воду и золу при этом воздействуют ферромагнитные частицы (механическоевоздействие), вихревое электромагнитноеполе, локальные высокие давления и акустические колебания, В результате такого комплексного воздействия происходит 30модификация поверхности зерен золы. Наих поверхности образуются активные центры, которые ускоренно адсорбируют капельки воды. Капельки воды, осаждаясь наактивные центры, консервируют их на некоторо время, сохраняя их активность. Привведении такой модифицированной добавки в горячую смесь из нефтяного-гудрона иКОСЖК возможен переход гидроксида кальция вокись кальция, а последней взаимодействие с КОСЖК и образование нерастворимыхкальцевых солей жирных кислот. Эти соли существуют в виде тонких нитей, что приводит кобразованию дисперсно-армированной (войлокообразной) структуры в смеси. Это приводит к повышению вязкости и растяжимостисмеси и в то же время обеспечивает низкуютемпературу хрупкости ее,Капельки воды, попадая в горячуюсмесь, превращаются в пузырьки пара, которые вспенивают массу смеси с образованием в ней тонких пленок. Одновременноедиспергирование смеси путем гидродинамической кавитации способствует вспениванию всей массы смеси, вовлекая ее в преобразование, ускоряя физические изменения и химические преобразования в ней, В результате существенного расширения зоны кавитации смесь практически вся превращается в высокодисперсную массу. Положительным результатом высокой дисперсности смеси является возможность адсорбировать активными центрами, которыеоткрылись после испарения воды капелькисмеси. В результате этих процессов зернаминеральной добавки оказываются равномерно распределенными во всей массе смеси и покрытыми тонкой оболочкой(пленкой).Эта оболочка прочно удерживается на поверхности зерен. Она препятствует слипанию их между собой и одновременнообеспечивает их скольжение относительнодруг друга. Кроме того, оболочка гидрофибизирует зерна и препятствует их выпаданию в осадок при длительном хранениивяжущего. При этом оболочка повышает также и температуру размягчения смеси.Именно в результате одновременногоосуществления двух процессов; введениехолодной минеральной добавки в горячуюсмесь нефтяного гудрона с КОСЖК и диспергирование смеси обеспечивает получение высококачественного вяжущего дляасфальтобетонов, При этом энергозатратына получение такого вяжущего снижается в 4раза по сравнению с окислением, Кроме того,сам процесс получения вяжущего существенно ускоряется, Так, если при окислении перевод гудрона в битум осуществляется втечение 4 - 5 ч, то в предлагаемом способепроцесс получения вяжущего занимает всего4 - 5 мин. Такая быстроточность процесса исключает потерю сырья.Изобретение осуществляется следующим образом,В емкость, заполненную на половинунефтяным гудроном при 80 - 90 С, добавляюти затем смешивают необходимое количествоКОСЖК, после чего смесь нагревают до 180 -о200 С, Затем смесь подают в насос-диспергатор. Сюда же в насос-диспергатор подаютсланцевую золу, которую предварительно увлажняют до состояния текучести (240 воды отмассы минерала) и обрабатывают в вихревомслое ферромагнитных частиц, Из насоса-диспергатора полученное вяжущее поступает вемкость-накопитель, откуда подается в смесительное отделение для приготовления асфальтобетонных смесей,Энергозатраты при осуществлениипредлагаемого способа и известного определены путем составления материального иэнергетического балансов. Общие затратына 1 т вяжущего 13,93 кг условного топлива,Примеры конкретного выполнения способа и свойства получаемого вяжущего приведены в табл.1.На полученном вяжущем готовили асфальтобетонные смеси, Из полученных смесей формовали образцы асфальтобетона и(по ГОСТ75)э н в 1сть см11505Глубина проникания иглы, 0,1 нм (па ГОСТ 11501- 78)в Приме Обрвбат барки в фЕРРОНВ испергв" ия смеси Темпервту рв рвэняг чения по К н О 1 (по ГОСТ 1150 73) С в пипер. по.вихревом ело нит.чвстйц Кол КОС мвс ство 2 о гул(по ГОСТ1 1507-78) С панилени рельбв якмессы и 25 С вриО В твчс Квгнитнв индукции упра и 25 Спри О 12 51 4Ф1,2 3,5 4,0 19 19 60,3 63 1 О, 15 0,20 0,25 0,15 и60,1 60,0 52,3 59,3 69,7 60,585 85 59 59 46 55 55 4,2 2 О-1 определяли показатели его физико-механических свойств.Состав испытываемых асфальтобетонов соответствовал составу мелкозернистого асфальтобетона типа В марки П (по ГОСТ 9128-84) с содержанием вяжущего 6,50)Ь,Результаты испытаний приведены в табл.2.Как видно из приведенных данных на получение вяжущего по описываемому способу требуется затратить энергии значительно меньше, чем по известному (путем окисления), а асфальтобетоны, приготовленные с использованием этого вяжущего, имеют показатели физико-механических свойств, отвечающие требованиям ГОСТ 9128-84,Формула изобретения Способ получения вяжущего для асфальтобетонной смеси, включающий смешение нефтяного гудрона с кубовыми остатками синтетических жирных кислот при 80- 90 С с последующим нагревом смеси до 180 - 200 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 5 целью снижения энергозатрат, смесь диспергируют путем гидродинамической кавитации при понижениИ давления в смеси на 0,1 - 0,2 МПа и в процессе диспергирования 10 в смесь дополнительно вводят сланцевуюзолу, которую предварительно увлажняют до состояния текучести и обрабатывают в вихревом слое ферромагнитных частиц в течение 2-4 с при величине магнитной индук ции 0,1 - 0,14 Т, при этом количество кубовыхостатков синтетическихжирных"кислот 6-8 %, а сланцевой золы 45-55% от массы нефтяного гудрона.Т а Набухание,Водонасыщение Коэффициенты Предел процности при сжатииНПа, при температуре Пример водостойкости длительнойводостойкостиеже ваю тгочс 5 оес офС 14,0 0,88 0,62 2,0 3,1 2 Требо"ванияГОСТ912884 Не более12,0 Не менее1,0 1-4,0 Не более 1,ОНе менее0,85 Не менее2,2 Не менее0,75 35 40 50 Составитель Е,БикбулатоваТехред М.Моргентал Корректор З.Садко Редактор Заказ 3517 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб 4/5