EA026381B1 - Activated mineral powder for asphalt concrete mixes - Google Patents
Activated mineral powder for asphalt concrete mixes Download PDFInfo
- Publication number
- EA026381B1 EA026381B1 EA201500396A EA201500396A EA026381B1 EA 026381 B1 EA026381 B1 EA 026381B1 EA 201500396 A EA201500396 A EA 201500396A EA 201500396 A EA201500396 A EA 201500396A EA 026381 B1 EA026381 B1 EA 026381B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- mineral powder
- asphalt concrete
- galvanic
- activated
- mineral
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных и других видов органоминеральных смесей, используемых в дорожном строительстве и др.The invention relates to the production of road-building materials and can be used in the preparation of asphalt concrete and other types of organic-mineral mixtures used in road construction, etc.
Известен минеральный порошок [1] в виде отходов ионообменных установок, содержащих ионы тяжелых металлов, который используют при приготовлении асфальтобетонных смесей.Known mineral powder [1] in the form of waste ion-exchange plants containing heavy metal ions, which is used in the preparation of asphalt mixtures.
Недостатком минерального порошка является сложная технология приготовления асфальтобетонных смесей и низкая прочность асфальтобетона.The disadvantage of mineral powder is the complex technology for the preparation of asphalt mixtures and the low strength of asphalt concrete.
Известен минеральный порошок [2] в виде карбонатного минерального материала модифицированного 8-12% шлама гальванических производств, используемый при изготовлении асфальтобетонных смесей. Шлам гальванического производства содержит гидроксиды металлов в перерасчете на сухое вещество, мас.%: кальция - 30-70; железа - 7-60; меди - 0,1-12; цинка - 0,1-18; хрома - 0,1-16; никеля - 0,013; алюминия - 0-8; кадмия - 0-0,5; других металлов (кобальта, марганца, свинца, олова) - 0-1,5, нерастворимые в кислотах включения - 0-28.Known mineral powder [2] in the form of carbonate mineral material modified 8-12% sludge galvanic production, used in the manufacture of asphalt mixtures. Sludge galvanic production contains metal hydroxides in terms of dry matter, wt.%: Calcium - 30-70; iron - 7-60; copper - 0.1-12; zinc - 0.1-18; chromium - 0.1-16; nickel - 0.013; aluminum - 0-8; cadmium - 0-0.5; other metals (cobalt, manganese, lead, tin) - 0-1.5, insoluble in inclusion acids - 0-28.
Недостатком минерального порошка является то, что он имеет высокую битумоемкость вследствие большой удельной поверхности гидроксидов металлов, содержащихся в шламе, кроме того, при увлажнении асфальтобетона с данным порошком наблюдается миграция ионов тяжелых металлов из шлама в окружающую среду, поскольку измельченный карбонатный материал вступает в ионообмен не со всеми ионами тяжелых металлов. Битум в асфальтобетоне не покрывает всю поверхность порошка и не в полной мере блокирует миграцию ионов.The disadvantage of the mineral powder is that it has a high bitumen intensity due to the large specific surface of the metal hydroxides contained in the sludge, in addition, when wetting asphalt concrete with this powder, heavy metal ions migrate from the sludge into the environment, since the crushed carbonate material does not enter into ion exchange with all heavy metal ions. Bitumen in asphalt concrete does not cover the entire surface of the powder and does not completely block the migration of ions.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является минеральный порошок [3] в виде отходов гальванических производств (шламов), используемый при приготовлении асфальтобетонных смесей. Отходы гальванического производства имеют следующий состав в пересчете на сухое вещество, мас.%:The closest in technical essence and the achieved result is a mineral powder [3] in the form of galvanic waste (sludge) used in the preparation of asphalt mixtures. Waste galvanic production have the following composition in terms of dry matter, wt.%:
Сг(ОН)3 3,62-4,26Cr (OH) 3 3.62-4.26
Νί (ОН)2 6,40-6,53Νί (OH) 2 6.40-6.53
Си(ОН)2 5,07-5,31 Ζη (ОН)2 2,61-2,75Cu (OH) 2 5.07-5.31 Ζη (OH) 2 2.61-2.75
Ре (ОН), 6,38-6,51Re (OH), 6.38-6.51
Сб(ОН)2 0,65 - 1,31Sat (OH) 2 0.65 - 1.31
А1(ОН)з 2,12-2,46 810г 6,67 - 8,48A1 (OH) s 2.12-2.46 810g 6.67 - 8.48
СаО 63,68 - 65,22CaO 63.68 - 65.22
Недостатком прототипа является то, что он имеет высокую битумоемкость вследствие большой удельной поверхности гидрооксидов металлов, кроме того, при увлажнении асфальтобетона наблюдается миграция ионов тяжелых металлов в окружающую среду.The disadvantage of the prototype is that it has a high bitumen intensity due to the large specific surface of metal hydroxides, in addition, when wetting asphalt concrete, migration of heavy metal ions into the environment is observed.
Задачей, решаемой изобретением, является снижение битумоемкости и уменьшение миграции ионов тяжелых металлов в окружающую среду.The problem solved by the invention is to reduce bitumen and decrease the migration of heavy metal ions into the environment.
Поставленная задача решается тем, что активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей, включающий измельченный карбонатный минеральный материал и шлам гальванических производств, дополнительно содержит измельченный кварцевый песок и отек масляной при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the activated mineral powder for asphalt mixtures, including crushed carbonate mineral material and sludge from galvanic plants, additionally contains crushed silica sand and oil swelling in the following ratio of components, wt.%:
шлам гальванического производства 25-30 карбонатный минеральный материал 45-50 песок кварцевый остальное до 100% отек масляной 5,8 - 6,5 (сверх 100%).sludge from galvanic production 25-30 carbonate mineral material 45-50 quartz sand, the rest is up to 100% oily edema 5.8 - 6.5 (in excess of 100%).
Готовят активированный минеральный порошок путем сушки шлама гальванических производств, карбонатного минерального материала и песка кварцевого с последующим измельчением в присутствии отека масляного до требуемой тонкости помола. При совместном измельчении изменяются физикохимические параметры минеральной поверхности, что сказывается на повышении ее способности сорбировать ионы тяжелых металлов, содержащихся в шламе гальванических производств, такие как химически осажденные гидроксиды тяжелых металлов (А1+3 №+2, Сг+3, Ζη'2, Си'2. Сб'2, Ре+3), которые обладают высокой удельной поверхностью. Ионы тяжелых металлов в результате мощного физико-механического воздействия при помоле попадают на свежеобразованную поверхность минеральных материалов. При этом происходит изоморфное замещение. Гетеровалентный ионный обмен осуществляется по правилу А.Е. Ферсмана. Ионы с более высоким зарядом легче входят в кристаллическую решетку, чем ионы меньших зарядов. Карбонатный минеральный материал обеспечивает ионообмен ионами Са'2, кварцевый песок - ионами δί+2. Активирующее вещество - отек масляный, блокирует ионы тяжелых металлов, создавая водонепроницаемую оболочку. Такой активированный минеральный порошок имеет гидрофобную поверхность, хорошо взаимодействующую с битумом в структуре асфальтобетона, что также способствует равномерному распределению тонких слоев битума на минеральных зернах. За счет оболочки битума и активирующего вещества на поверхности минерального порошка предотвращается миграция ионов тяжелых металлов в водную среду при увлажнении асфальтобетона атмосферными осадками. ЗаActivated mineral powder is prepared by drying sludge from galvanic plants, carbonate mineral material and silica sand, followed by grinding in the presence of oily edema to the required grinding fineness. With joint grinding, the physicochemical parameters of the mineral surface change, which affects its ability to absorb heavy metal ions contained in the sludge of galvanic plants, such as chemically precipitated heavy metal hydroxides (A1 + 3 No. + 2 , Cr +3 , Ζη ' 2 , Cu' 2. Sat ' 2 , Fe +3 ), which have a high specific surface. Heavy metal ions as a result of powerful physical and mechanical effects during grinding fall on the freshly formed surface of mineral materials. In this case, isomorphic substitution occurs. Heterovalent ion exchange is carried out according to the rule A.E. Fersman. Ions with a higher charge enter the crystal lattice more easily than ions of lower charges. Carbonate mineral material provides ion exchange with Ca ' 2 ions, silica sand - with δί +2 ions. The activating substance is oil swelling, blocks heavy metal ions, creating a waterproof shell. Such activated mineral powder has a hydrophobic surface that interacts well with bitumen in the structure of asphalt concrete, which also contributes to the uniform distribution of thin layers of bitumen on mineral grains. Due to the shell of bitumen and an activating substance on the surface of the mineral powder, the migration of heavy metal ions into the aquatic environment is prevented when the asphalt concrete is wetted by atmospheric precipitation. Per
- 1 026381 счет комплексной обработки поверхности зерен минерального порошка снижается его битумоемкость.- 1 026381 due to the complex surface treatment of the grains of mineral powder, its bitumen intensity is reduced.
В лабораторных условиях шлам гальванических производств сушили при его термической обработке газами, имеющими температуру 250-300°С. После остывания шлама гальванических производств до температуры 50-70°С его измельчали совместно с карбонатным минеральным материалом, песком и масляным отеком до тонкости помола с частицами мельче 0,071 мм более 60 мас.%. Составы активированного минерального порошка и минерального порошка-прототипа, а также результаты испытаний на битумоемкость по ГОСТ 16557 представлены в табл. 1.In laboratory conditions, the sludge of galvanic production was dried during its heat treatment with gases having a temperature of 250-300 ° C. After cooling the sludge of galvanic plants to a temperature of 50-70 ° C, it was crushed together with carbonate mineral material, sand and oil swelling to a fineness of grinding with particles finer than 0.071 mm over 60 wt.%. The compositions of the activated mineral powder and the mineral powder of the prototype, as well as the results of tests for bitumen in accordance with GOST 16557 are presented in table. one.
Таблица 1Table 1
Как свидетельствуют приведенные данные, по сравнению с прототипом значительно снижена битумоемкость заявляемого активированного минерального порошка.As evidenced by the data, in comparison with the prototype significantly reduced bitumen intensity of the claimed activated mineral powder.
Для изучения миграции ионов тяжелых металлов были приготовлены два состава асфальтобетонной смеси оптимального состава ЩМБ П/2,3 по СТБ 1033-2004, первый - с использованием заявляемого активированного минерального порошка состава № 3, и второй - с минеральным порошком-прототипом. Содержание битума в асфальтобетонной смеси на активированном минеральном порошке составило 5,6%, а на минеральном порошке по прототипу - 6,0%. Образцы асфальтобетона цилиндрической формы выдержали в чистой воде и воде с показателем рН 4,11 (агрессивная среда).To study the migration of heavy metal ions, two compositions of an asphalt concrete mixture of the optimal composition ЩМБ П / 2,3 according to STB 1033-2004 were prepared, the first using the inventive activated mineral powder of composition No. 3, and the second with a prototype mineral powder. The bitumen content in the asphalt mix on the activated mineral powder was 5.6%, and on the prototype mineral powder - 6.0%. Samples of cylindrical asphalt concrete were kept in clean water and water with a pH of 4.11 (aggressive environment).
Анализ проб водных вытяжек асфальтобетона на содержание в них ионов тяжелых металлов проводили на анализаторе вольтамперометрическом марки ТА-4 с применением ртутного пленочного индикаторного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения.Analysis of samples of water extracts of asphalt concrete for the content of heavy metal ions in them was carried out on a TA-4 voltammetric analyzer using a mercury film indicator electrode and a silver silver comparison electrode.
В табл. 2 приведено содержание тяжелых металлов в водных вытяжках асфальтобетона.In the table. 2 shows the content of heavy metals in water extracts of asphalt concrete.
Таблица 2table 2
В результате испытаний установлено, что использование активированного минерального порошка в асфальтобетоне по сравнению с прототипом уменьшает миграцию ионов меди в среднем в 4 раза, цинка и свинца в 2 раза.As a result of the tests, it was found that the use of activated mineral powder in asphalt concrete compared to the prototype reduces the migration of copper ions by an average of 4 times, zinc and lead by 2 times.
Образцы асфальтобетона на заявляемом активированном минеральном порошке и минеральном порошке-прототипе вышеуказанных составов исследованы на соответствие требованиям СТБ 1033-2004.Samples of asphalt on the claimed activated mineral powder and mineral powder prototype of the above compositions were tested for compliance with the requirements of STB 1033-2004.
Физико-механические свойства асфальтобетона из смеси ЩМБ П/2,3 на активированном минераль- 2 026381 ном порошке и минеральном порошке-прототипе представлены в табл. 3.The physicomechanical properties of asphalt concrete from a mixture of ЩМБ П / 2,3 on activated mineral powder and mineral prototype powder are presented in table. 3.
Таблица 3Table 3
Из представленных данных следует, что асфальтобетон с использованием активированного минерального порошка соответствует нормативным требованиям и обладает лучшими показателями по водостойкости. При этом обеспечивается экологически безопасная утилизация отходов гальванических производств (шлама) за счет уменьшения миграции ионов тяжелых металлов в окружающую среду. Снижается потребность в битуме при приготовлении асфальтобетона за счет уменьшения битумоемкости активированного минерального порошка.From the data presented it follows that asphalt concrete using activated mineral powder meets regulatory requirements and has the best indicators for water resistance. This ensures the environmentally friendly disposal of waste from galvanic production (sludge) by reducing the migration of heavy metal ions into the environment. The need for bitumen is reduced in the preparation of asphalt concrete by reducing the bitumen intensity of activated mineral powder.
Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки.Sources of information taken into account when filling out the application.
1. Авторское свидетельство СССР № 614123, МКИ С08Ь 95/00, 1976.1. USSR author's certificate No. 614123, MKI C08 95/00, 1976.
2. Патент КИ 2012547, С04В 26/26, С08Ь 95/00, 1994.2. Patent KI 2012547, С04В 26/26, С08Ь 95/00, 1994.
3. Авторское свидетельство СССР № 968046, МКИ С04В 13/30, опубл. 23.10.82, бюл. № 39.3. USSR Author's Certificate No. 968046, MKI SB04 13/30, publ. 10.23.82, bull. Number 39.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201500396A EA026381B1 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Activated mineral powder for asphalt concrete mixes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201500396A EA026381B1 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Activated mineral powder for asphalt concrete mixes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201500396A1 EA201500396A1 (en) | 2016-09-30 |
EA026381B1 true EA026381B1 (en) | 2017-04-28 |
Family
ID=56991037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201500396A EA026381B1 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Activated mineral powder for asphalt concrete mixes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA026381B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU968046A1 (en) * | 1980-12-03 | 1982-10-23 | Предприятие П/Я В-8201 | Asphalt mix |
RU2112759C1 (en) * | 1997-05-20 | 1998-06-10 | Неуров Георгий Павлович | Mineral powder for asphalt-concrete mixture |
RU2160238C1 (en) * | 1999-12-14 | 2000-12-10 | Дунаев Анатолий Иванович | Activated mineral powder for asphalt-concrete mixes |
RU2515277C1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Mineral powder for asphalt concrete mixture |
-
2015
- 2015-03-20 EA EA201500396A patent/EA026381B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU968046A1 (en) * | 1980-12-03 | 1982-10-23 | Предприятие П/Я В-8201 | Asphalt mix |
RU2112759C1 (en) * | 1997-05-20 | 1998-06-10 | Неуров Георгий Павлович | Mineral powder for asphalt-concrete mixture |
RU2160238C1 (en) * | 1999-12-14 | 2000-12-10 | Дунаев Анатолий Иванович | Activated mineral powder for asphalt-concrete mixes |
RU2515277C1 (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Mineral powder for asphalt concrete mixture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201500396A1 (en) | 2016-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Asavadorndeja et al. | Electrokinetic strengthening of soft clay using the anode depolarization method | |
Shu et al. | Solidification/stabilization of electrolytic manganese residue using phosphate resource and low-grade MgO/CaO | |
Cherian et al. | A critical appraisal of the role of clay mineralogy in lime stabilization | |
FR2955320A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING COMPOSITE MATERIAL FROM WASTE AND MATERIAL THUS OBTAINED | |
Couvidat et al. | Environmental evaluation of dredged sediment submitted to a solidification stabilization process using hydraulic binders | |
Attah et al. | Potentials of cement kiln dust and rice husk ash blend on strength of tropical soil for sustainable road construction material | |
RU2534861C1 (en) | Asphalt concrete mix | |
Borgnino et al. | Surface properties of sediments from two Argentinean reservoirs and the rate of phosphate release | |
Khankhaje et al. | Laboratory evaluation of heavy metal removal from stormwater runoff by pervious concrete pavement containing seashell and oil palm kernel shell | |
EA026381B1 (en) | Activated mineral powder for asphalt concrete mixes | |
Nikvar-Hassani et al. | Production of green bricks from low-reactive copper mine tailings: Durability and environmental aspects | |
Onyelowe et al. | Comparison between the strength characteristics of pozzolan stabilized lateritic soil of coconut shell husk ash and palm kernel shell husk ash admixtures | |
Bogoevski et al. | Characterization of diatomaceous earth from the Slavishko Pole locality in the Republic of Macedonia | |
Watanabe et al. | Batch leaching test focusing on clod size of drinking water sludge and applicability to long-term prediction using column leaching test | |
Onyelowe | Effect of coconut shell husk ash and palm kernel shell husk ash on the grading and consistency behaviour of pozzolan stabilized oboro lateritic soil | |
Odumade et al. | Microstructural and compaction characteristics of tropical black clay soil subgrade modified with lead-zinc mine tailings | |
de Santiago-Martín et al. | Potential of anthracite, dolomite, limestone and pozzolan as reactive media for de-icing salt removal from road runoff | |
Helepciuc et al. | Health and environmental effects of heavy metals resulted from fly ash and cement obtaining and trials to reduce their pollutant concentration by a process of combining-exclusion | |
Moghal et al. | Performance of soils and soil lime mixtures as liners to retain heavy metal ions in aqueous solutions | |
Choura et al. | Study of the mechanical strength and leaching behavior of phosphogypsum in a sulfur concrete matrix | |
US9499742B2 (en) | Method for enhancing strength and durability of weak soils | |
Yeboah et al. | Investigating the potential for producing fired bricks from Savannah Harbor dredged sediment | |
CN113003991A (en) | Gold tailing roadbed filling material and preparation method and application thereof | |
Vuai et al. | Acidification of freshwaters by red soil in a subtropical silicate rock area, Okinawa, Japan | |
KR101683279B1 (en) | Method for reducing pH of recycled aggregate by using sodium phosphate based ammonium and pH modifier of recycled aggregate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |