Способ получения вяжущего

401130Изобретение относится к строитель ным материалам, в частности к вяжущим для дорожных смесей.Дефицит битума вынуждает изыскивать заменители, которые можно использовать в качестве вяжущего или проводить их модификацию.Известен способ получения вяжущего, по которому в каменноугольную смолу вводят кеннельский уголь в О количестве 5-30 маса% (к смоле) при 340 ЗбОос 1 .Однако вязкость хотя и повышает ся, но адгезия смолы остается по- прежнему низкой, а высокая темпера тура модификации приводит к отгонке до 20 мас.7 легкой фракции, к загрязнению атмосферного воздуха и потере целевого продукта.Известен также способ получения. 20 вяжущего, согласно которому, с целью повышения вязкости и адгезии каменноугольной смолы, в нее вводят при нагревании и перемешивании жирные кислоты, преимущественно кубовые 25 остатки от дистилляции синтетических жирных кислот и активную окись кальция, В результате протекает нейтрализация части жирных кислот с образованием кальциевых солей и ЗО продуктов уплотнения 2 .Однако для .реализации этого способа необходимы жирные кислоты и активная окись кальция. Известен также способ получения З 5 вяжущего путем окисления каменноугольной смолы при 140-277 С с отР водом избьггка тепла при перемешиванин 3.Недостаток способа - большие потери смолы в виде отдува нри окислении.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения вяжущего путем окисления каменноугольной смолы при 40-50 дС подачей водяного пара, далее при 50-95 С наро-воздушоной смесью и при 95-190 С горячимовоздухом. Соотношение и количество водяного пара, паровоздушной смеси и воздуха не указаны 4.Недостатками известного способа являются низкий выход целевого продукта, так как при высокой температуре окисления горячим воздухом 55 происходит отгонка летучих продуктов (12-25 мас.%) в том числе нафталина, содержащегося в каменноуголь 590 2ной смоле в количестве около10 мас.7., что приводит также к загрязнению атмосферы, а также сложность технологии трехстадийногопроцесса.Кроме того, подача водяного парав каменноугольную смолу, имеющуюотемпературу 50 С, приводит к конденсации его с образованием воды, тоже происходит и на второй стадии,когда смола имеет температуру 50 о95 С. На третью стадию окисленияподают горячий воздух. Таким образом на третьей стадии из смолы удаляют воду, которая образоваласьпри конденсации пара.Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощениетехнологии.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениявяжущего путем окисления каменноугольной смолы окисление последнейосуществляют при 110-1.30 С паровоздушной смесью, расходах воздуха 2040 л/кгвч и водяного пара 0,003 О, 005 кг/кг ч,Такой режим обработки позволяетполучить целевой продукт с высокойдуктильностью (60-100 см) и большимвыходом (98-99 мас.7).Для окисления используют каменноугольную смолу (ГОСТ 4492-б 9) соследующими физико-химическими показателями:Плотность при 20 еС 1,20Содержание веществ,нерастворимых в смоле, мас.7. 8Содержание нафталина,мас.7 9Вязкость условнаяпри 80 С 3,0 Выбор узкого интервала температур окисления обосновывается тем, что окисление можно проводить и при температуре ниже 110 С, однако при этих температурах увеличивается время окисления, а также при температуре выше 130 С, однако при этом увелиофчиваются потери целевого продукта на 10-15 мас.%. Поэтому опгимальный интервал температур окисления составляет 110-130 оС.П р и м е р. В металлический реактор с обогревом, термометром, диспергатором воздуха, ловушкой для легких потоков загружают 400 г расплавленной каменноугольной смолы, нагревают при перемешивании воздухом до 120 фС,затем ведут окисление при 125 фС при непрерывной подаче паровоз- душной смеси в количестве 40 л/кгч и водяных паров 0,005 кг/кг ч до получения продукта с температуройразмягчения 50-70 С по Кольцу и Шару (КиШ). Окисленную каменноугольную смолу охлаждают до 100 рС и 1 О выгружают иэ реактора. Вес окисленной смолы составляет 397 г. В полученном продукте определяют температуру размягчения по КиШ (по ГОСТ 11506-73), пенетрацию (по 15 ГОСТ 11501-73), дуктильность (по ГОСТ 11505-75).,Сцепление с поверхностью мрамора и кварцевого песка определяют по ГОСТУ 11508-74. Данные испытаний приведены в табл.1.Другие примеры проводят по аналогичной методике при изменении параметров процесса. Результаты,полученные в этих примерах, приведены 25 в табл. 1-3. Из табл.2 следует, что выход целевого продукта уменьшается при повышении температуры выше 130 С, расходе воздуха выше 40 л/кгч и пара выше 0,005 кг/кгфч. Влияние времени окисления на свойства вяжущего приведено в табл.З.Содержание водорастворимых по гостированной методике составляет, мас.Х:, Полученноевяжущее 0,1-0, 2На полученном вяжущем - окисленной смоле формуют образцы мелкозернистого асфальтобетоиа состава, мас.й:Гранитные высевки 3-10 мм 72Песок 18МинеральныйпорошокВяжущее (полученное в опытахпо примерам 1-9)сверх 1003 7.В соответствии с требованиямиГОСТа 9128-76 испытания проводятизвестньеи методами по ГОСТУ 12807-77,В табл. 4 и 5 приведены результаты испытаний асфальтобетона навяжущих, полученных известным ипредлагаемым способами.Как видно из данных табл. 4 и 5,асфальтобетон, полученный с использованием полученного вяжущего имеетвысокие дуктильность, прочность,температуростойкость и водостойкость,Иэ данных табл. 1-5 видно, чтоокисление каменноугольной смолы попредлагаемому способу позволяетпо сравнению с известным увеличитьвыход целевого продукта на 1520 мас.Х, упростить технологию иснизить температуру окисления.Й Е Э л й 3 жь О(О(В ОО ОА Рф И 4Рф Х Ц Гч о в и Рч Фо о л .л лм о сч сч м Ь Х 1орало1 Ос1 лХ1 И оц оэ Г 11 Ц Х 1К .11 И 11 о о о о л л л лф 0 Ф мсч сч сч 1 1 Чо ол л Ф СО с о о с о л л л л со ао о цоо1 Ч1СЧ Ч Ч Ч м м м м л л л лСЧ Ч Ч СЧ п 1-ОдолООО Г. СО 00 мсч сч Э Ч а,оЕ 4 х О о Щ х О 1 х оЕ Ц олхрой хощоСОЦО СО О О О О л л л л л О О О О О О Ч О ф О ф в о о о л л л л л о о о о О ОО О и С и СЧ О с М О СО О ол л л л л л л л л гл а е- л О О С О О Ф С Ф О Ф О И О О л л л л л л л л л СС Л О Ю М М сЧ Ч сч м м сч мм м м м л л л л л сч сч сч сч сч 1 1 1 1 о Ч 1 ц1л л с ч о л Сь 1 Г л 1 ч