RU2787268C1 - Асфальтобетонная смесь, содержащая заполнитель из отходов металлургического производства и битумное вяжущее марки PG - Google Patents
Асфальтобетонная смесь, содержащая заполнитель из отходов металлургического производства и битумное вяжущее марки PG Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787268C1 RU2787268C1 RU2021135756A RU2021135756A RU2787268C1 RU 2787268 C1 RU2787268 C1 RU 2787268C1 RU 2021135756 A RU2021135756 A RU 2021135756A RU 2021135756 A RU2021135756 A RU 2021135756A RU 2787268 C1 RU2787268 C1 RU 2787268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- asphalt concrete
- asphalt
- slag
- concrete mix
- metallurgical waste
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title abstract description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 7
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов, а именно к составу для асфальтобетонной смеси; может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве, а также при ремонте дорожных покрытий городских улиц и дорог в I-III климатической зоне и континентальных условиях Сибири и Дальнего Востока. Асфальтобетонная смесь включает битумное вяжущее марки не ниже PG 52-40, а в качестве заполнителя содержит в своем составе отходы металлургического производства при следующем соотношении компонентов, мас. %: щебень шлаковый фр. 8-16 мм - 35,4-42,4; щебень шлаковый фр. 4-8 мм - 18,2-25,2; песок шлаковый фр. 0-4 мм - 37,4-41,4, причем битумное вяжущее присутствует в смеси 3,9-4,5 мас. % сверх 100 мас.% от минеральной части. Использование данного изобретения позволяет повысить эксплуатационные характеристики асфальтобетона в неблагоприятных условиях эксплуатации; расширить область использования отходов металлургических производств, обеспечить их утилизацию, улучшая экологическую ситуацию, а также снизить себестоимость асфальтобетонных смесей. 4 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов, а именно к составу для асфальтобетонной смеси, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве, а также при ремонте дорожных покрытий городских улиц и дорог в I-III климатической зоне и континентальных условиях Сибири и Дальнего Востока.
Известна асфальтобетонная смесь, содержащая в своем составе щебень, песок из горных пород, минеральный порошок и битум, рационально подобранные в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-2013 (ГОСТ 9128-2009).
Основным недостатком асфальтобетонных смесей, запроектированных по ГОСТ 9128-2013 (ГОСТ 9128-2009), является однократное одноосное нагружение образцов до разрушения. Такое отсутствие движения в сторону моделирования реальных условий эксплуатации имеет множественные негативные последствия в виде ухудшения показателей тепло- и трещиностойкости асфальтобетона (уплотненной асфальтобетонной смеси), снижению эксплуатационных характеристик, а также к сокращению межремонтного срока службы асфальтобетонного покрытия.
Также известна асфальтобетонная смесь (Патент РФ №2591938 C08J 11/00, С04В 26/26, C08L 95/00, 2016), содержащая щебень, шлаковый песок и модифицированное серой вяжущее (мас. % 0,45-2,4 сверх 100% от минеральной части), а также асфальтобетонная смесь (патент РФ №2697468 С04В 26/26, Е01С 7/22, C08L 95/00, 2019), включающая в свой состав отработанную формовочную смесь (мас. % 5-20 от минеральной части).
Недостатками вышеуказанных изобретений, являются соответствие их состава и физико-механических свойств требованиям «устаревшего» ГОСТ 9128-2013 (ГОСТ 9128-2009), а также содержание вяжущего, не учитывающее реальные условия эксплуатации в дорожном покрытии.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является асфальтобетонная смесь, соответствующая марке SP-16Л по ГОСТ Ρ 58401.1-2019 (прототип), включающая щебень, песок из горных пород, минеральный порошок и битум марки PG, запроектированная по системе объемно-функционального проектирования «Superpave».
Однако данная асфальтобетонная смесь, несмотря на принципиально новую для России методологию ее проектирования и повышенную по сравнению с ГОСТ 9128-2013 (ГОСТ 9128-2009) эксплуатационную надежность, не решает вопросы ее применения в дорожных покрытиях в условиях необеспеченного стока поверхностных вод, а также проблему адгезионных связей между минеральным заполнителем и вяжущим. Существенным недостатком таких смесей является их высокая себестоимость производства.
Задачей заявляемого изобретения является создание асфальтобетона (уплотненной асфальтобетонной смеси) дорожных покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками, достаточными для восприятия повторяющихся динамических нагрузок от транспортных средств и температурных колебаний окружающей среды, а также позволяющего расширить номенклатуру строительных материалов.
Поставленная задача решается тем, что асфальтобетонная смесь, включающая битумное вяжущее марки PG не ниже PG 52-40 по ГОСТ Ρ 58400.1-2019, согласно изобретению содержит в своем составе в качестве заполнителя отходы металлургического производства при следующем соотношении компонентов, мас. % (битум сверх 100%):
- щебень шлаковый фр. 8-16 мм - 35,4-42,4;
- щебень шлаковый фр. 4-8 мм - 18,2-25,2;
- песок шлаковый фр. 0-4 мм - 37,4-41,4;
- битумное вяжущее марки не ниже PG 52-40 - 3,9-4,5.
Отличительным существенным признаком заявляемого изобретения является полное замещение в минеральном остове (составе) асфальтобетонной смеси традиционного заполнителя отходами металлургического производства, что значительно снижает себестоимость ее приготовления на асфальтобетонном заводе.
Химический состав основных элементов сталеплавильных шлаков, мас. %, представлен в таблице 1.
Повышенное содержание в структуре сталеплавильных шлаков СаО обуславливает их лучшее сцепление (адгезию) с битумом.
Также следует отметить, что благодаря основным свойствам сталеплавильного шлака (CaO/SiCO2=1,6…1,8), в условиях повышенной влажности (участки длительно стоящих поверхностных вод с необеспеченным стоком) образуется коагуляционно-кристаллизационная микроструктура, которая способствует проявлению у асфальтобетона (уплотненной асфальтобетонной смеси) повышенной прочности в водонасыщенном состоянии, что также обеспечивает его долговечность.
Крупный заполнитель минерального остова асфальтобетонной смеси представлен отвальным мартеновским сталеплавильным шлаком, предварительно разделенным (механизировано) на фракции 8-16 мм и 4-8 мм, мелкий заполнитель - конвертерным сталеплавильным шлаком фракции 4-8 мм Новокузнецкого металлургического комбината (г. Новокузнецк, Кемеровская область) или других металлургических комбинатов, шлаки которых имеют схожий химический и фазовый состав.
Для производства асфальтобетонной смеси не требуется изменять традиционную технологию ее приготовления на асфальтобетонном заводе. Ее готовят следующим образом. Отвальный мартеновский сталеплавильный шлак подвергают предварительной сортировке с разделением его на шлаковый щебень фракций 8-16 мм и 4-8 мм. Конвертерный шлак сортировке не подвергают. Предварительно перемешивают смесь фракций до однородного состава. Далее полученную смесь сушат в сушильном барабане асфальтосмесительной установки до постоянной массы при температуре 170-180°С. После нагрева шлакового щебня в смесителе к нему добавляют нагретый битум, и перемешивают полученную смесь в течение 45-60 с (в зависимости от объема замеса и влажности заполнителя) при температуре 136-151°С. Температура асфальтобетонной смеси на выходе из смесителя (бункера-накопителя) должна составлять 140°С-150°С.
Пример. Для приготовления асфальтобетонной смеси используют состав при следующем соотношении компонентов, мас. % (таблица 2):
Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетонной смеси представлен на фиг. 1.
Проектные характеристики асфальтобетонной смеси приведены в таблице №3.
Уплотнение образцов цилиндрической формы диаметром 150 мм осуществлялось на вращательном уплотнителе - гираторе. Число оборотов и размер образцов соответствует ГОСТ Ρ 58401.3-2019, ГОСТ Ρ 58401.13-2019 (см. фиг. 2).
Из результатов испытаний, приведенных в таблице №4, следует, что использование заявляемого изобретения позволяет повысить эксплуатационные характеристики асфальтобетона (уплотненной асфальтобетонной смеси) в неблагоприятных условиях эксплуатации; а также расширить область использования отходов металлургических производств, обеспечить их утилизацию, улучшая экологическую ситуацию; снизить себестоимость асфальтобетонных смесей.
Claims (5)
- Асфальтобетонная смесь, включающая битумное вяжущее марки не ниже PG 52-40 и в качестве заполнителя отходы металлургического производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
- - щебень шлаковый фр. 8-16 мм - 35,4-42,4;
- - щебень шлаковый фр. 4-8 мм - 18,2-25,2;
- - песок шлаковый фр. 0-4 мм - 37,4-41,4;
- - битумное вяжущее марки не ниже PG 52-40 - 3,9-4,5 сверх 100 мас.% от минеральной части.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787268C1 true RU2787268C1 (ru) | 2023-01-09 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214979C1 (ru) * | 2002-06-11 | 2003-10-27 | ГОУВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет | Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства |
| RU2232142C2 (ru) * | 2001-02-08 | 2004-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Свердловский научно-производственный центр "РосдорНИИ" | Асфальтобетонная смесь |
| RU2318765C1 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-03-10 | Игорь Натанович Пакман | Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства |
| RU2534861C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2014-12-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Асфальтобетонная смесь |
| RU2591938C1 (ru) * | 2015-01-23 | 2016-07-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Асфальтобетонная смесь |
| US9481794B2 (en) * | 2014-11-03 | 2016-11-01 | Flint Hills Resources, Lp | Asphalt binders containing a glyceride and fatty acid mixture and methods for making and using same |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2232142C2 (ru) * | 2001-02-08 | 2004-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Свердловский научно-производственный центр "РосдорНИИ" | Асфальтобетонная смесь |
| RU2214979C1 (ru) * | 2002-06-11 | 2003-10-27 | ГОУВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет | Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства |
| RU2318765C1 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-03-10 | Игорь Натанович Пакман | Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства |
| RU2534861C1 (ru) * | 2013-09-25 | 2014-12-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Асфальтобетонная смесь |
| US9481794B2 (en) * | 2014-11-03 | 2016-11-01 | Flint Hills Resources, Lp | Asphalt binders containing a glyceride and fatty acid mixture and methods for making and using same |
| RU2591938C1 (ru) * | 2015-01-23 | 2016-07-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Асфальтобетонная смесь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Choudhary et al. | Application of waste materials as fillers in bituminous mixes | |
| Martinho et al. | Influence of recycled concrete and steel slag aggregates on warm-mix asphalt properties | |
| JP6474085B2 (ja) | 新規アスファルト結合剤添加剤組成物および使用方法 | |
| AL-Saffar | The Effect of Filler Type and Content on Hot Asphalt Concrete Mixtures Properties. | |
| US3206319A (en) | Load supporting composition | |
| Joni et al. | Properties of modified asphalt mixtures with additives of fillers materials | |
| Helal et al. | Effect of Rice Husk Ash on the Performance of Hot Asphalt Mixes. | |
| RU2787268C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь, содержащая заполнитель из отходов металлургического производства и битумное вяжущее марки PG | |
| Khabibullayev et al. | Comparison of the construction of Europe and the Republic of Uzbekistan in the construction of asphalt pavements and the development of measures to address shortcomings | |
| Al-Humeidawi et al. | Characterizing the properties of sustainable semi-flexible pavement produced with polymer modified bitumen | |
| RU2697468C1 (ru) | Асфальтобетон | |
| RU2351703C1 (ru) | Способ приготовления холодной органоминеральной смеси для дорожных покрытий | |
| EP1291391A1 (en) | Bitumen aggregate and method for producing road structural layer | |
| Joni et al. | Effect of warm asphalt additive on pavement performance | |
| Gamal Othman et al. | Evaluation of semi-flexible pavement performance | |
| Adanikin et al. | Laboratory Study of the Use of Alternative Materials as Fillersin Asphaltic Concretes | |
| Hidei et al. | Application of wastepaper sludge ash as mineral powder for hot asphalt concrete mix | |
| CN112250347A (zh) | 一种适用低热河谷区的沥青混凝土及其制备方法 | |
| Addahhan et al. | Effects of organic warm mix asphalt additives on marshall properties | |
| Olukanni et al. | Performance and Microstructural Evaluation of Asphalt Concrete Produced with Hydrated Lime, Glass Powder and Cement Modifiers | |
| Al-Ali et al. | Effect of lime stone & cement on the mechanical properties of hot mix asphalt (HMA) | |
| RU2603310C1 (ru) | Дорожная одежда | |
| Sonmez et al. | Investigation of performance properties of laboratory and plant produced bituminous mixture containing high rates of reclaimed asphalt | |
| RU2186746C1 (ru) | Способ приготовления асфальтобетонной смеси | |
| Sarsam | Moisture Damage of Warm Mix Asphalt Concrete |