RU2310622C1 - Method of reinforcing of asphalt-and-concrete mixes - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of road building materials; reinforcement of asphalt pavements; construction of automobile roads, aerodromes.

SUBSTANCE: proposed method consists in introduction of cellulose-containing material prepared beforehand into asphalt-and-concrete mix; used as cellulose-containing material is linen straw. Preliminary preparation of linen straw is continued till semi-cellulose has been obtained, after which it is mixed with bitumen at ratio of semi-cellulose to bitumen of (1-3): (1-2). Then, mixture is granulated and is introduced into preheated asphalt-and-concrete mix in the course of mixing its components.

EFFECT: improved qualities of mix; wide range of raw material sources.

2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, а именно к области армирования асфальтобетонных покрытий, и может быть использовано для строительства автодорог, аэродромов и др.The invention relates to the field of road-building materials, namely to the field of reinforcing asphalt concrete pavements, and can be used for the construction of roads, airfields, etc.

Известен способ армирования дорожного асфальтобетона с использованием хризотил-асбеста (Патент РФ №2135426, 1999 г.).A known method of reinforcing road asphalt using chrysotile asbestos (RF Patent No. 2135426, 1999).

Недостатками такого метода является то, что увеличивается расход битума. Кроме того, асбест токсичен и загрязняет окружающую среду.The disadvantages of this method is that the consumption of bitumen increases. In addition, asbestos is toxic and pollutes the environment.

Известен способ армирования асфальтобетонной смеси путем введения в асфальтобетонную смесь во время ее перемешивания органических полимерных волокон в горячем виде сразу после их формирования из расплава (Армирование асфальтобетонных покрытий при строительстве и реконструкции дорожных одежд. Автомобильные дороги, ОИ ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, М., 1990, вып.5, стр.24-26).A known method of reinforcing an asphalt concrete mixture by introducing into the asphalt concrete mixture during its mixing organic polymer fibers in hot form immediately after their formation from the melt (Reinforcement of asphalt concrete pavements during the construction and reconstruction of pavements. Highways, OI TSBNTI Minavtodora RSFSR, M., 1990, 5, p. 24-26).

Недостатками известного способа является то, что необходим нагрев органических полимерных волокон, что повышает энергозатраты и приводит также к испарению вредных веществ в окружающую среду.The disadvantages of this method is that it is necessary to heat organic polymer fibers, which increases energy consumption and also leads to the evaporation of harmful substances into the environment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ армирования асфальтобетонных смесей путем введения в ее состав древесных волокон, полученных из древесной крошки путем сушки ее в восходящем потоке воздуха с температурой 120°С и последующей распушки в мельнице с ситообразными лопастями, причем перед подачей в смеситель древесные волокна просасывают через фильеры вентилятором, при этом в смеситель сначала подают для их перемешивания минеральный порошок, битум и поверхностно-активное вещество, а затем в процессе перемешивания подают древесные волокна, щебень и песок (Патент РФ №2262491, МКЛ С04В 26/26, 2005 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of reinforcing asphalt concrete mixtures by introducing into its composition wood fibers obtained from wood chips by drying it in an upward air stream with a temperature of 120 ° C and subsequent drying in a mill with sieve-like blades, and before being fed into the wood fibers are sucked through the dies by a fan, and the mineral powder, bitumen and surfactant are first fed to the mixer for mixing, and then the mixing process serves wood fibers, gravel and sand (RF Patent No. 2262491, MKL SB04/26, 2005).

Недостатком данного способа является неоднородное распределение древесных волокон в смеси и высокая вероятность обгорания древесных волокон при свободном его попадании в смеситель на перегретый инертный материал, что отражается на физико-механических свойствах асфальтобетонной смеси.The disadvantage of this method is the non-uniform distribution of wood fibers in the mixture and the high probability of burning wood fibers when it freely enters the mixer on an overheated inert material, which affects the physicomechanical properties of the asphalt mix.

Задачей настоящего изобретения является создание способа армирования асфальтобетонной смеси с достаточно высокими свойствами с использованием доступного экологически чистого сырья, в достаточных количествах имеющегося в России.The objective of the present invention is to provide a method for reinforcing asphalt mixes with sufficiently high properties using available environmentally friendly raw materials, in sufficient quantities available in Russia.

Поставленная задача решается так, что в способе армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав предварительно подготовленного целлюлозосодержащего материала в качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому, причем предварительную подготовку ее ведут до получения полуцеллюлозы и смешивают с битумом при соотношении полуцеллюлоза:битум как (1-3):(1-2) соответственно, затем гранулируют и вводят в разогретую асфальтобетонную смесь в процессе смешения ее компонентов.The problem is solved in such a way that in the method of reinforcing the asphalt mixture by introducing into its composition a previously prepared cellulose-containing material, flax straw is taken as a cellulose-containing material, and its preliminary preparation is carried out to obtain half-cellulose and mixed with bitumen with a ratio of half-cellulose: bitumen as (1-3 ) :( 1-2) respectively, then granulated and introduced into a heated asphalt mixture in the process of mixing its components.

В варианте выполнения способа в смесь полуцеллюлоза-битум дополнительно вводят Неозон Д при соотношении, мас.%:In an embodiment of the method, Neozone D is additionally introduced into a mixture of semi-cellulose-bitumen at a ratio, wt.%:

Смесь полуцеллюлоза-битумMixture of cellulose-bitumen 95-9995-99 Неозон ДNeozone D остальноеrest

Асфальтобетонную смесь получают смешением битума, щебня, песка, минерального порошка и берут для армирования согласно ГОСТ 31015-2002.Asphalt concrete mixture is obtained by mixing bitumen, gravel, sand, mineral powder and taken for reinforcement according to GOST 31015-2002.

В качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому: лен-межеумок, лен-долгунец, лен-кудряш.As a cellulose-containing material, they take flax straw: flax-mezumum, flax-flax, flax-curly.

Полуцеллюлозу (ПЦ) получают путем замачивания льняной соломы в бучильном чане с рубашкой и мешалкой в водном растворе щелочи NaOH 1,5-3,0% концентрации с добавлением поверхностно-активного вещества (ПАВ) - 0,5-1%. Замочку ведут в течение 15-60 минут при Т=100°С, гидромодуль 1:20. Полученный продукт в виде водяной пульпы подают в термомеханохимический активатор, где обрабатывают в течение 5-12 минут при температуре 100°С. Затем полученную полуцеллюлозу промывают, сушат до влажности 6% и распушают.Half-cellulose (PC) is obtained by soaking flax straw in a baking tank with a shirt and a stirrer in an aqueous solution of alkali NaOH 1.5-3.0% concentration with the addition of a surfactant - 0.5-1%. The lock is kept for 15-60 minutes at T = 100 ° C, hydraulic module 1:20. The resulting product in the form of water pulp is fed to a thermomechanical activator, where it is treated for 5-12 minutes at a temperature of 100 ° C. Then the resulting half-cellulose is washed, dried to a moisture content of 6% and fluffed.

В качестве ПАВ берут, например, синтанол АЛМ-10 по ТУ 6-14-864-88.As surfactants take, for example, syntanol ALM-10 according to TU 6-14-864-88.

Битумы берут марок битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД 60/90, БНД 90/130, БН 90/130 по ГОСТ 22245-90, БДУ 70/100 по ТУ 38.1011356-91 и полимерно-битумное вяжущее ПБВ 60.Bitumen grades are bituminous oil road viscous grades BND 60/90, BND 90/130, BN 90/130 according to GOST 22245-90, BDU 70/100 according to TU 38.1011356-91 and polymer-bitumen binder PBV 60.

Полученную полуцеллюлозу смешивают с битумом в экструдере, совмещенном с гранулятором, при соотношении ПЦ:битум как (1-3):(1-2) соответственно (Таблица 1).The resulting half-cellulose is mixed with bitumen in an extruder combined with a granulator, with a PC: bitumen ratio of (1-3) :( 1-2), respectively (Table 1).

В варианте способа в смесь полуцеллюлозы и битума дополнительно вводят реагент Неозон Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:In a variant of the method, a reagent Neozone D is additionally introduced into the mixture of half-cellulose and bitumen in the following ratio of components, wt.%:

Смесь полуцеллюлозы с битумомA mixture of half cellulose with bitumen 95-9995-99 Неозон ДNeozone D остальноеrest

Неозон Д - товарная форма химического реагента N-фенил-β-нафтиламина (О.Я.Нейланд. Органическая химия. М., «Высшая школа», 1990, стр.415).Neozone D is a commercial form of the chemical reagent N-phenyl-β-naphthylamine (O. Ya. Neiland. Organic chemistry. M., "Higher School", 1990, p. 415).

Таблица 1Table 1 №No. Полуцеллюлоза, %Half cellulose,% Битум, %Bitumen,% Неозон Д,%Neozone D,% 1one 6060 БН 90/130BN 90/130 -- 4040 22 50fifty БДУ 70/100BDU 70/100 -- 50fifty 33 3434 ПБВ 60PBV 60 -- 6666 4four 7575 БН 90/130BN 90/130 -- 2525 55 3535 БНД 90/130BND 90/130 55 6060 66 5959 БНД 60/90BND 60/90 1one 4040

Технология получения армированной асфальтобетонной смеси включает в себя смешение разогретой щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси или в процессе приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с гранулами смеси полуцеллюлоза-битум (Согласно примеров таблицы 1) в количестве 0,2-0,5% по массе (Таблица 2).The technology for the production of reinforced asphalt concrete mix involves mixing heated asphalt-mastic asphalt concrete mix or during the preparation of crushed stone-mastic asphalt mix with granules of a mixture of half-cellulose-bitumen (According to examples of table 1) in an amount of 0.2-0.5% by weight (Table 2).

Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяются на виды: ЩМА-20, ЩМА-15, ЩМА-10.Depending on the size of crushed stone used, crushed stone and mastic asphalt concrete mixtures are divided into types: ЩМА-20, ЩМА-15, ЩМА-10.

Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов по примерам 7-12 представлены в таблице 2.Indicators of physical and mechanical properties of asphalt concrete according to examples 7-12 are presented in table 2.

Таблица 2table 2 № п/пNo. p / p Виды смесей ЩМА, %Types of mixtures Гранулы смеси из табл.1, %Granules of the mixture from table 1,% Показатели физико-механических свойствPhysical and mechanical properties Остаточная пористость, %Residual porosity,% Водонасыщение по объему, %Water saturation by volume,% Предел прочности при сжатии при т-ре 20°С, МПаThe compressive strength at t-re 20 ° C, MPa 77 ЩМА-10ЩМА-10 №1No. 1 2,22.2 1,31.3 3,33.3 99,899.8 0,20.2 88 ЩМА-15ЩМА-15 №2Number 2 1,61,6 1,31.3 3,23.2 99,7599.75 0,250.25 99 ЩМА-20ЩМА-20 №3Number 3 1,71.7 1,11,1 3,03.0 99,799.7 0,30.3 1010 ЩМА-10ЩМА-10 №4Number 4 1,81.8 1,71.7 2,92.9 99,6599.65 0,350.35 11eleven ЩМА-15ЩМА-15 №5Number 5 1,71.7 1,61,6 2,62.6 99,5599.55 0,450.45 1212 ЩМА-20ЩМА-20 №6Number 6 1,51,5 1,61,6 2,32,3 99,599.5 0,50.5

Как видно из таблицы 2, асфальтобетоны, полученные заявляемым способом армирования щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, имеют показатели остаточной пористости 1,5-2,2%; показатели водонасыщения - 1,3-1,7%; предел прочности при сжатии при температуре 20°С - 2,3-3,3 МПа, величины, которые соответствуют требованиям ГОСТ 31015-2002, имеют большой срок эксплуатации и получаются с использованием при армировании щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей доступного экологического сырья, имеющегося в достаточном количестве в России.As can be seen from table 2, the asphalt concrete obtained by the claimed method of reinforcing the crushed stone-mastic asphalt mixture have indicators of residual porosity of 1.5-2.2%; water saturation indicators - 1.3-1.7%; the compressive strength at a temperature of 20 ° C is 2.3-3.3 MPa, values that meet the requirements of GOST 31015-2002 have a long service life and are obtained using accessible ecological raw materials available in the preparation of crushed stone-mastic asphalt concrete mixtures a sufficient number in Russia.

Claims (2)

1. Способ армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав предварительно подготовленного целлюлозосодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому, причем предварительную подготовку ее ведут до получения полуцеллюлозы и смешивают с битумом при соотношении полуцеллюлоза:битум, как (1-3):(1-2) соответственно, затем гранулируют и вводят в разогретую асфальтобетонную смесь в процессе смешения ее компонентов.1. The method of reinforcing the asphalt mixture by introducing into its composition a previously prepared cellulose-containing material, characterized in that they take flax straw as a cellulose-containing material, and its preliminary preparation is carried out to obtain half-cellulose and mixed with bitumen at a ratio of half-cellulose: bitumen, as (1- 3) :( 1-2), respectively, then granulated and introduced into a heated asphalt mixture in the process of mixing its components. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь полуцеллюлозы с битумом дополнительно вводят реагент Неозон Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:2. The method according to claim 1, characterized in that the reagent Neozone D is additionally introduced into the mixture of half-cellulose with bitumen in the following ratio of components, wt.%: Смесь полуцеллюлозы с битумомA mixture of half cellulose with bitumen 95-9995-99 Неозон ДNeozone D остальноеrest