Способ регенерации асфальтобетона

; Ипиополов СК; Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(75) Углова ЕВМардиросова И.ВТарасевич АП Меркулова СА(73) Углова Евгения Владимировна; Мардиросова Изабелла Вартановна; Илиополов Сергей Константинович(7) Использование: дорожно-ремонтные работы, повторное использование старого асфапьтобетона. Сущность изобретения: старый асфальтобетон дробят и конден представл ричневого фосфоги нентов сл - 97;8; ук гидрат 2, предел и МПа то ж водо стойк смешивают его с отходом производства сированной канифольно-малеиновой смолы,яющим собой липкую массу светло-коцаета с условной вязкостью С 4 с и св псом дигидратом Соотношение компоедующее: дробленый асфальтобетон 970 азанный отход 02 - , 0,5, фосфогипс ди - 2 О 6. Водонасыщение 2,0 - 2,0 об.96; рочнсти при сжатии при 20 С 4,6 - 4,8 е при 50 ОС 1,6 - 1,8 МПа; коэффициент ости 0,85 - 1,0. 6 табл.Изобретение относится к дорожно-ремонтным работам и может быть использовано при повторном применении старогоасфальтобетона.Известны способы регенерации исполь зованногоо асфальтобетона, заключающиесяв его пластификации путем введения в старый асфальтобетон пластифицирующихдобавок, которые совмещаются высокомолекулярнымии соединениями вяжущего - битумом и придают им определенныеФизические свойства (пластичность и эластичность), а также уменьшают вязкость ихрупкость,Введение пластификатора не тольковасс ганаоливает деформативную способность асфальтобетона, но даже улучшает еепо сравнению с исходными показателями. Вкачестве пластификаторов битума применяют госсиполовую смолу, моторную нефть,экстракты селективной очистки масляныхФракций нефти, антраценовое масло, мазут.Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа,является способ регенерации асфальтобе-.тона, заключающийся в его пластификацииотработанным моторным маслом, содержащим соли щелочно-земельных металловсульфокислот, при котором количествовводимого пластификатора берется в зависимости от пористости асфальтобетона истепени старения вяжущего в нем и составляет 0,1 - 1; от массы асфальтобетона.Недостатком этого способа являетсязначительное снижение показателя теплоустойчивости Всж .регенерированного ас 50Фальтобетона по сравнению со старым. Врегенерированном этим способом асфальтобетоне теплоустойчивость снижается на50;(.,Последнее связано с тем, что используемый при таком способе регенерации пластификатор действует разжижающе навязкий битум, содержащийся в смеси, значительно растворяя твердые асфальтены йтвердые смолы вяжущего, ослабляя егбструктурообразующие свойства.,Цель изобретения - повышение тепло- устойчивости регенерированного асфальтобетона.Цель достигается тем, что при регенерации старого асфальтобетона применяют пластифицирующую добавку - отход производства конденсированной канифольном ал еи новой смолы (отход КМ), представляющий собой липкую мессу светло-коричневого цвета с условной вязкостью С 5 " 4 с, и дополнительно вводят фосфбг 1 с-дигидрат (Са 3042 Н 20). В процессе температурной обработкистарого асфальтобетона в присутствии отхода КМ происходит размягчение битума,. снижение его вязкости с одновременным 5 увеличением прилипаемости к минеральному материалу. Добавление к хорошо размягченному асфальтобетону фосфогипса-дигидрата в основном представленного двуводным гипсом (Са 804 2 Н 20) способст вует образованию гидрофобных нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в углеводородах кальциевых мыл, образующихся эа счет взаимодействия смоляных кислот отхода КМ с фосфогипсом-дигидра том. Подобные мыла обладают свойствамисиккативов и повышает структурообразующие свойства вяжущего, которые, как правило, снижаются при введении только пластификатора. Об этом свидетельствуют 20 повышение пенетрации и снижение температуры размягчения битума (по Киш) с добавками отхода КМ. (по табл,1) или других пластификаторов.Количество используемого отхода про изводства конденсированной канифольномалеиновой смолы (отхода КМ) и структурообразующего компонента - фосфогипса-дигидрата составляет соответственно 0,2-1.,0 и, 2,0-3,5 (мас.) и 30 определяется структурным типом используемого битума, степенью его старения и асфальтобетона.Характеристика исходных материалов.Отход производства конденсированной 35 канифольно-малеиновой смолы (отход КМ)отобран на химическом комбинате. Указанный отход является продуктом улова летучих веществ при варке модифицированной канифоли - конденсированного продукта 40 канифоли с малеиновым ангидридом (канифольно-малеиновой смолы). Он представляет собой вязкую, липкую массу светло-коричневого цвета, с условной вязкостью С 5 . равной 4 с. Потери в массе 45 йосле нагрева в течение 5 ч при температуре 160 С составили в отходе КМ около 4,0, однако такой прогрев почти не изменяет вязкости отхода - после прогрева вязкость отхода С 5 составила 5 с. Содер жание водорастворимых соединений в отходе производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы незначительно и составляет 0,02, Указанный отход хорошо совмещается с битумом, 55 обладает, как отмечено, малой летучестью,и достаточной стабильностью состава, не оказывает вредного воздействия на людей в процессе производства работ.Введение отхода КМ в состав битумаспособствует внешней пластификации ас2004513 гидрат. Перемешивание смеси производилось в течение 45 с. Образцы из асфальтобетона формовали и испытывали по ГОСТ12801-84. Результаты сравнительйых испытанийприведены в табл.6. Из данных табл.6 следует, что асфальтобетонная смесь, регенерироаанная с использованием пластификетора (отхода КМ) и структурирующего компонента - фосфогипса-дигидрата, удовлетворяет требованияч ГОСТа 9128-84 на асфальтобетонные смеси и обладает более высоким показателем теплоустойчивости - предел прочности пРи сжатии имеет значение 1,6 МПа и снижается по сравнению со старым асфальтобетоном всего на 23,8, в то время как у Таблица 1 Физико-механические показатели чистого битума и модифицированного отходом КМ- 14,0 хорошая хорошая Таблица 2 ППП СаО " М О ЯОз Я 20 8102 Х Я 203 1,0-1 5 38,9-41 4 0,5-1,1 49,4-52,3 0,9 - 1,0 1,4-2,1 0,9-1,3 Таблица 3 Объемная масса при 40 МПа,г/см+25отходаКМ прототипа при регенерации этот показательпадает не менее чем на 50,Использование предлагаемого изобретения позволяет;5 - повысить качество регенерированного асфальтобетона за счет повышения показателя "предел прочности при сжатии" приц)сповышенных температурах (ЯЙ ), что осо 10 бенно важно для южных районов 1 Ч и Чклиматических зон;- способствовать охране окружающейсреды за счет использования отходов производств.15(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 894034, кл. Е 01 СЧ 7/18, 1981,Авторское свидетельство СССРЬ 1310361, кл, С 04 В 26/26, 1987.20фальтенов и смол вяжущего, что обеспечивается наличием смоляных кислот и других. смоляных веществ, представляющих главным образом отход КМ.Наличие отхода КМ в битуме увеличивает его пенетрацию при 25 и 0 С и снижаеттемпературы размягчения по КиШ и хрупкости (табл,1). Как следует из приведенных втабл,1 данных, увеличение содержания отхода КМ в битуме до 2,5 повышает его 10пенетрацию при 25 С от 70 до 86, при 0 Сот 15 до 18, температура размягчения приэтом снижается от 42 до 39 (".С), а хрупкостьот -9 до -14(ОС), т.е, наблюдается некотороеувеличение интервала пластичности вяжущего от 51 до 53. Растяжимость (при 25 ОС)битума с добавками КМ во всех случаяхбольше 70, т,е, превышает. нормативныеданные,Наряду с пластифицирующими свойствами указанный отход КМ обладает высокойлипкостью, легко прилипает к различнымповерхностям и не смывается водой, Так,добавление отхода КМ к битуму в количестве 1,5 - 2,5 оспособствует увеличению адгезионных свойств вяжущего, что проявляетсяв хорошей прилипаемости вяжущего к минеральному материалу, как основного, так икислого характера. Последнее хорошо отражается на показателе водостойкости асфал ьтобетона.Химический состав отхода представленв основном полимерными эфирами смоляных кислот канифоли с малеиновым ангидридом (95 - 97 ) с небольшим содержанием 35воды (3-5 ).Фосфогипс-дигидрат отобран в отвалеНевинномыского ПО "Азот". В табл.2 и 3представлены его характеристики.Химический состав фосфогипса-дигидрата, представлен в табл.2,Физико-механические показателисредней пробы фосфогипса-дигидратапредставлены в табл 3.Фосфогипс-дигидрат - мелкокристаллическое вещество светло-серого цвета, Химический состав его отвечает двуводномугипсу Са 504 2 Н 20. В виде примесей в фосфогипсе-дигидрате содержится неразложившийся апатит, небольшое количество 50кремнезема 1,4 - 2,1 о ; фторида кальцияСаР 2 - 0,1 - 0,3 о , а также водорастворимыйР 205 (0,5-1,5 о ). Как основной компонентдля регенерации был применен старый использованный асфальтобетон. Вырубка асфальтобетона была взята иэ покрытияавтодороги (г. Ростов-на-Дону), построенной 8 лет назад. Состав минеральной частиисходного асфальтобетона представлен:- гранитной крошкой О - 5 мм - 90- минеральным порошком - 10 Зерновой состав подобранной смеси отвечает требованиям государственного стандарта на асфальтобетонную смесь песчаную, типа Г, Содержание битума БНД 40/60 составляет 7,5.Результаты испытаний физико-механических показателей образцов исходного асфальтобетона, приведенные в табл,4, указывают на соответствие исходного асфальтобетона нормативным требованиям ГОСТа 9128-84, Образцы старого асфальтобетона (средняя проба) были подвергнуты экс гйгированию для определения количе. ства битума и минеральной части, а также зернового состава (табл,4).. Зерновой состав.средней пробы асфальтобетона и содержание битума в нем после экстрагирования приведены в табл.4.Как следует из приведенных данных, зерновой состав минеральной части и содержание битума соответствует требованиям ГО СТа на асфал ьто бетон ную смесь песчаную, типа Г.Испытания образцов из старого асфальтобетона (табл,5) указывают на повышение показателей пределов прочности на сжатие при 20 и 50 С и на снижение показателя водостойкости (смесь по этому показателю не удовлетворяет ГОСТУ 9128-84). Отмеченные изменения показателей асфальтобетонной смеси свидетельствуют о наступлении процессов старения данного асфальтобетона.П р и м е р, Для экспериментальной проверки заявляемого способа регенерации старого асфальтобетона путем егодробления и смешивания с пластифицирующим компонентом в сочетании с последующимструктурированием смеси были подготовлены 4 варианта образцов регенерированного асфальтобетона, иэ которых 3-й вариант является наиболее оптимальным (см. табл.5, 6).В качестве старого использованного асфальтобетона была взята вырубка покрытия, построенного 8 лет назад.В качестве пластификатора при регенерации был использован отход производства конденсированной канифольно-малеиновой смолы (отход КМ), в качестве структурирующего компонента - фосфогипс-дигидрат(Са 04 2 Н 20). Регенерация старого асфальтобетона производилась в мешалке принудительного действия. Старый дробленый асфальтобетон совместно с пластификатором (отходом УЧ) разогревался до 160 С, Расплавленная смесь хорошо перемешивалась в течение 30 с. Затем в мешалку подавали фосфогипг ди, 12,5 Таблица 5 б казатели, физико-механических свойств асфальтобето бразцо Массовая доля. мельче, ммзерен Минерального материала Содерание битума,2004513 97,0- 97,80,2 - 0,5 2,0-2,5 Составитель Е.Бикбулатова Техред М,Моргентал Корректор А.Коэориэ Редактор В.Трубченко Заказ 3376 Тираж ь Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/бПроизводственно.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 Формуг,з изобретения ляющий собой липкую массу светло-коричневого цвета с условной вяэкостью С 30=4 сСПОСОБ РЕГЕНярАцИИ АСфАЛЬТО- и дополнительно вводят фосфогипс дигид- БЕТОНА, включающий дробление его и, рат, при этом компоненты берут в соотно смешение с пластифицирующим комйо-,б шении, мас.:нентом, отличающийся тем, что в качестве; дроблений асфальтобетонплчстифицирующего компонента испольэу- укаэанный отходют отход производства конденсированной фосфогипсдигидратхвнифольно-малеиновой смолы, представ 10