RU2204539C2 - Asphaltic concrete mix - Google Patents
Asphaltic concrete mix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204539C2 RU2204539C2 RU2001120411/03A RU2001120411A RU2204539C2 RU 2204539 C2 RU2204539 C2 RU 2204539C2 RU 2001120411/03 A RU2001120411/03 A RU 2001120411/03A RU 2001120411 A RU2001120411 A RU 2001120411A RU 2204539 C2 RU2204539 C2 RU 2204539C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- vinylpyrrolidone
- mineral powder
- fly ash
- polymer additive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожных одежд во всех климатических зонах. The invention relates to the construction of roads and can be used for the device of the upper layers of pavement in all climatic zones.
При строительстве автомобильных дорог широко применяются асфальтобетонные смеси, приготовленные в соответствии с ГОСТ 9128-97 и полимерасфальтобетоны на основе блоксополимеров бутадиена и стирола типа СБС (Воронежского завода синтетического каучука), а также многих их зарубежных аналогов ОСТ 218.010-98. In the construction of roads, asphalt mixtures prepared in accordance with GOST 9128-97 and polymer-asphalt concrete based on block copolymers of butadiene and styrene of the SBS type (Voronezh Synthetic Rubber Plant), as well as many of their foreign analogues OST 218.010-98, are widely used.
Известна асфальтобетонная смесь (а. с. 903450, Е 01 С 7/18, 1982 г.), включающая нефтяной битум, синтетический каучук (отход бутадиен - стирольного каучука), пластификатор и минеральный наполнитель (известняковый щебень и песок). Такая смесь имеет много достоинств, присущих полимерасфальтобетонам. Known asphalt mixture (a.s. 903450, E 01
Однако недостатками этой смеси является большой расход битума - до 17,6%; недостаточная прочность при сжатии при 50oС (1,61-1,62 МПа) и низкое значение водонасыщения.However, the disadvantages of this mixture is the high consumption of bitumen - up to 17.6%; insufficient compressive strength at 50 o C (1.61-1.62 MPa) and a low value of water saturation.
Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является асфальтобетонная смесь (а.с. 2119465, кл. С 04 В 26/26, 1998 г.), включающая, мас.%:
5-6,5 нефтяной битум
0,15-0,30 масляный раствор синтетического высокомолекулярного полибутадиенового каучука (полимерная добавка)
2-4 шлам химводоочистки ТЭЦ
25-35 известняковый щебень фракции 5-20 мм
1-3 минеральный порошок (из доломитовых или известняковых пород)
песок фракции до 5 мм - остальное.Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is an asphalt mixture (as.with. 2119465, class C 04 B 26/26, 1998), including, wt.%:
5-6.5 oil bitumen
0.15-0.30 oil solution of synthetic high molecular weight polybutadiene rubber (polymer additive)
2-4 sludge chemical water treatment CHP
25-35 limestone crushed stone fractions 5-20 mm
1-3 mineral powder (from dolomite or limestone rocks)
sand fractions up to 5 mm - the rest.
Введение полимерной добавки на основе каучуков в состав нефтяного битума и дополнительно в состав минерального материала шлама химводоочистки (вместо минерального порошка) усиливают процессы структурообразования асфальтобетона, повышая его водо- и теплоустойчивость. The introduction of a rubber-based polymer additive in the composition of petroleum bitumen and additionally in the composition of the mineral material of chemical water treatment sludge (instead of mineral powder) reinforce the process of formation of asphalt concrete, increasing its water and heat resistance.
Недостатком этой смеси является повышенная стоимость за счет использования дорогостоящей полимерной добавки (≈ 40 тыс. руб. за тонну) и неполная замена минерального порошка шламом химводоочистки. The disadvantage of this mixture is the increased cost due to the use of expensive polymer additives (≈ 40 thousand rubles per ton) and the incomplete replacement of the mineral powder with chemical water treatment slurry.
Изобретение направлено на улучшение основных характеристик физико-механических свойств асфальтобетонной смеси, снижение расхода ее дорогостоящих компонентов: минерального порошка, битума и полимерной добавки, а также уменьшения экологического ущерба за счет утилизации производственных отходов: кубового остатка синтеза поливинилпирролидона и золы-уноса с электрофильтров тепловой электростанции. The invention is aimed at improving the basic characteristics of the physico-mechanical properties of the asphalt concrete mixture, reducing the consumption of its expensive components: mineral powder, bitumen and polymer additives, as well as reducing environmental damage due to the disposal of industrial waste: bottoms of the synthesis of polyvinylpyrrolidone and fly ash from electrostatic precipitators of a thermal power station .
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в асфальтобетонной смеси, содержащей известняковый щебень фракции 5-20 мм, песок фракции до 5 мм, минеральный порошок, нефтяной вязкий битум 5-6 мас.% и полимерную добавку, в качестве минерального порошка используется зола-унос с электрофильтров тепловой электростанции, а в качестве полимерной добавки - кубовый остаток синтеза поливинилпирролидона (КОПВП), состоящий из 25 мас.% α-пирролидона, 2-3 мас.% мономера винилпирролидона и олигомеры винилпирролидона и амидооксимаслянная кислота - остальное, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Известняковый щебень фр. 5-20 мм 35-45
Нефтяной вязкий битум 5,0-6,0
Зола-унос с электрофильтров тепловой электростанции 3-8
Указанный кубовый остаток 0,5-1,75 от массы битума
Песок фракции до 5 мм - остальное.The essence of the invention lies in the fact that in an asphalt mixture containing limestone gravel fractions 5-20 mm, sand fractions up to 5 mm, mineral powder, petroleum viscous bitumen 5-6 wt.% And a polymer additive, ash is used as a mineral powder removal from the electrostatic precipitators of the thermal power station, and as the polymer additive, the bottom residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone (COPVP), consisting of 25 wt.% α-pyrrolidone, 2-3 wt.% vinylpyrrolidone monomer and vinylpyrrolidone oligomers and amidooxybutyric acid - o steel, in the following ratio of components, wt.%:
Limestone crushed stone fr. 5-20 mm 35-45
Oil Viscous Bitumen 5.0-6.0
Fly ash from electrostatic precipitators of a thermal power plant 3-8
The specified cubic residue of 0.5-1.75 by weight of bitumen
Sand fractions up to 5 mm - the rest.
Введение полимерной добавки в виде кубового остатка синтеза поливинилпирролидона в состав нефтяного дорожного битума и вместо минерального порошка золы-уноса с электрофильтров тепловой электростанции придает асфальтобетонной смеси новые свойства, что позволяет усилить процессы структурообразования асфальтобетона, улучшая основные характеристики его физико-механических свойств (см. табл.1). The introduction of a polymer additive in the form of a cubic residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone in the composition of petroleum road bitumen and instead of mineral fly ash from electrostatic precipitators of a thermal power plant gives the asphalt concrete mixture new properties, which makes it possible to strengthen the structure formation processes of asphalt concrete, improving the basic characteristics of its physical and mechanical properties (see table. .1).
Предложенная асфальтобетонная смесь получается дешевле, т.к. стоимость кубового остатка синтеза поливинилпирролидона составляет ≈300 руб. за тонну, а стоимость полимерной добавки у прототипа ≈40 тыс. руб. за тонну. При этом утилизируются отходы производства: зола-унос и кубовый остаток синтеза поливинилпирролидона и в конечном итоге не требуется использование дорогостоящих компонентов: минерального порошка и полимерной добавки. The proposed asphalt mixture is cheaper, because the cost of the bottoms of the synthesis of polyvinylpyrrolidone is ≈300 rubles. per ton, and the cost of the polymer additive of the prototype is ≈40 thousand rubles. per ton. At the same time, production wastes are disposed of: fly ash and bottom residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone and ultimately, the use of expensive components: mineral powder and polymer additives is not required.
Характеристика исходных материалов
1. Зола-унос с электрофильтров 8-го блока Новочеркасской ГРЭС (тепловой электростанции), работающей на углях донецкого бассейна, выбрана в качестве тонкодисперсного наполнителя в соответствии с задачами, поставленными в данном изобретении.Characterization of raw materials
1. Fly ash from electrostatic precipitators of the 8th block of the Novocherkasskaya state district power station (thermal power plant), operating on the coals of the Donetsk basin, was selected as a finely dispersed filler in accordance with the tasks set in this invention.
Зола-унос представляет собой тонкодисперсную пыль, фракции 0,071-1,25 мм, темно-серого цвета (подобие цемента) с удельной поверхностью 2570 см2/г, остатком на сите 0,08-17,8%, влажность по массе 0,3 т, удельным весом 2,3 г/см3.Fly ash is a fine dust, fractions of 0.071-1.25 mm, dark gray (similar to cement) with a specific surface area of 2570 cm 2 / g, a sieve residue of 0.08-17.8%, humidity by weight 0, 3 t, specific gravity 2.3 g / cm 3 .
Используемая зола-унос в предложенной асфальтобетонной смеси является отходом при сжигании каменноугольной пыли на тепловой электростанции, улавливаемая электрофильтрами. Used fly ash in the proposed asphalt mixture is a waste when burning coal dust at a thermal power plant, captured by electrostatic precipitators.
Согласно паспорта о качестве продукции она соответствует ГОСТу 25818-91. Химический состав золы-уноса приведен в табл.2, содержание радионуклидов в табл.3. According to the passport on the quality of products, it corresponds to GOST 25818-91. The chemical composition of fly ash is given in table 2, the content of radionuclides in table 3.
В сутки в электрофильтрах накапливается до 100 тонн такого материала, стоимостью 52 руб. 88 коп. с НДС за тонну. Up to 100 tons of such material is accumulated in electrostatic precipitators per day, worth 52 rubles. 88 kopecks with VAT per ton.
2. Кубовый остаток синтеза поливинилпирролидона представляет смесь высококипящих органических веществ. На внешний вид это смолянистая жидкость темного цвета. При комнатной температуре имеет гелеобразный вид, а при нагревании ≈ до 160oС похожа на жидкий битум. Кубовый остаток получается при заводском синтезе поливинилпирролидона (гигроскопичный белый порошок, растворим в эфире, с температурой вспышки 228oС, используемый в медицинских целях), состоящий из α-пирролидона - 25%, 2-3% мономера винилпирролидона, остальное олигомеры винилпирролидона и амидооксимасляная кислота.2. The bottom residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone is a mixture of high boiling organic substances. In appearance, it is a resinous liquid of a dark color. At room temperature it has a gel-like appearance, and when heated ≈ up to 160 o С it is similar to liquid bitumen. The bottom residue is obtained by the factory synthesis of polyvinylpyrrolidone (hygroscopic white powder, soluble in ether, with a flashpoint of 228 o C, used for medical purposes), consisting of α-pyrrolidone - 25%, 2-3% vinylpyrrolidone monomer, the rest are oligomers of vinylpyrrolidone and amido oximebased acid.
Кубовый остаток синтеза винилпирролидона стоимостью ≈300 руб. за тонну является отходом производства на Новочеркасском заводе синтетических продуктов, который в дальнейшем подвергается сжиганию в топке котельной. За сутки его накапливается до 5 тонн. VAT residue synthesis of vinylpyrrolidone worth ≈300 rubles. per tonne is a production waste at the Novocherkassk plant of synthetic products, which is subsequently incinerated in a boiler furnace. During the day it accumulates up to 5 tons.
Использование кубового остатка в составе нефтяного битума усиливает процессы структурообразования битумного вяжущего (см. табл.4), улучшая его характеристики (понижается температура хрупкости с -19,5oС до -24oС, улучшается адгезионная способность до 100% с карбонатными породами и до 30% с кислыми породами). Кроме того, уменьшается экономический ущерб за счет утилизации производственных отходов. Каких-либо технических условий на используемый в заявке кубовый остаток не имеется.The use of distillation residue in the composition of petroleum bitumen enhances the structure formation processes of a bitumen binder (see Table 4), improving its characteristics (lowering the brittle temperature from -19.5 o С to -24 o С, improving the adhesive ability to 100% with carbonate rocks and up to 30% with acidic rocks). In addition, economic damage is reduced through the disposal of industrial waste. There are no technical specifications for the bottoms used in the application.
3. Известняковый щебень фракции 5-20 мм. 3. Limestone crushed stone fraction 5-20 mm.
В качестве известнякового щебня использован известняк месторождения "Апанасовский карьер" Ростовской области. В табл.5-6 приведены химический и зерновой состав щебня и песка. As limestone crushed stone used limestone deposits "Apanasovsky quarry" of the Rostov region. Table 5-6 shows the chemical and grain composition of crushed stone and sand.
4. Песок. 4. The sand.
В качестве песка использовался отсев дробления известнякового щебня фракции до 5 мм. 5. Вяжущее. As sand, screening of crushing limestone crushed stone fractions up to 5 mm was used. 5. Astringent.
В качестве вяжущего использовался битум нефтяной дорожный БНД 90/130. В табл. 4 представлены его физико-механические показатели в сравнении с полимернобитумным вяжущим. As a binder, oil road bitumen BND 90/130 was used. In the table. 4 presents its physical and mechanical properties in comparison with a polymer-bitumen binder.
По физико-механическим показателям исходный битум удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90. In terms of physical and mechanical properties, the initial bitumen meets the requirements of GOST 22245-90.
Пример. Для экспериментальной проверки заявленного состава были подготовлены 6 вариантов смесей, приготовленных из вышеперечисленных ингредиентов. Образцы изготавливались следующим образом. В предварительно нагретые материалы до 160oС (известняковый щебень, песок и зола-унос) вводился битум с добавкой кубового остатка синтеза поливинилпирролидона. Смесь перемешивалась в лабораторной мешалке 5 мин при температуре 140-160oС до образования однородного состава. Затем из нее готовились образцы диаметром 70,1 мм под давлением 40 МПа. Одна из смесей изготавливалась на битуме БНД 90/130 без добавки кубового остатка, остальные пять - с различным ее процентным содержанием (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0). Из проведенных сравнительных испытаний и анализа полученных результатов установили, что асфальтобетонная смесь предлагаемого состава обладает более лучшими физико-механическими свойствами по сравнению со смесью, приготовленной на битуме без добавки, но близка по своим свойствам смеси прототипа.Example. For experimental verification of the claimed composition were prepared 6 variants of mixtures prepared from the above ingredients. Samples were made as follows. Bitumen was added into preheated materials up to 160 o C (limestone crushed stone, sand and fly ash) with the addition of VAT residue from the synthesis of polyvinylpyrrolidone. The mixture was stirred in a laboratory mixer for 5 minutes at a temperature of 140-160 o C until a homogeneous composition was formed. Then samples were prepared from it with a diameter of 70.1 mm under a pressure of 40 MPa. One of the mixtures was made on bitumen BND 90/130 without the addition of bottoms, the remaining five - with different percentages (0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 3.0). From the comparative tests and analysis of the results found that the asphalt mixture of the proposed composition has better physical and mechanical properties compared with the mixture prepared on bitumen without additives, but is similar in its properties to the mixture of the prototype.
Наилучшие показатели предлагаемой асфальтобетонной смеси наблюдались при введении указанного кубового остатка в пределах от 0,5 до 1,75% от массы битума. Причем оптимальное значение составило 1,25%. The best performance of the proposed asphalt mixture was observed with the introduction of the specified VAT residue in the range from 0.5 to 1.75% by weight of bitumen. Moreover, the optimal value was 1.25%.
Результаты сравнительного анализа сведены в табл.1. The results of the comparative analysis are summarized in table 1.
Следовательно, основным преимуществом предлагаемой асфальтобетонной смеси является повышение ее качества за счет улучшения сцепления вяжущего с минеральными компонентами, повышение водо- и теплостойкости, а как следствие, повышение сопротивления к воздействию динамических нагрузок. Кроме того, повышение экономических показателей за счет экономии расхода дорогостоящих минерального порошка и полимерной добавки путем их замены на менее дорогостоящие компоненты, а также уменьшения ущерба за счет утилизации производственных отходов (золы-уноса и кубового остатка синтеза поливинилпирролидона). Therefore, the main advantage of the proposed asphalt mixture is the increase in its quality by improving the adhesion of the binder with mineral components, increasing water and heat resistance, and as a result, increasing resistance to dynamic loads. In addition, improving economic performance by saving the cost of expensive mineral powder and polymer additives by replacing them with less expensive components, as well as reducing damage by disposing of industrial waste (fly ash and bottom residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone).
Claims (1)
Известняковый щебень фракции 5-20 мм - 35-45
Нефтяной вязкий битум - 5,0-6,0
Зола-унос с электрофильтров тепловой электростанции - 3-8
Указанный кубовый остаток - 0,5-1,75% от массы битума
Песок фракции до 5 мм - ОстальноеAsphalt mixture containing limestone gravel fractions 5-20 mm, sand fractions up to 5 mm, mineral powder, viscous petroleum bitumen 5-6 wt. % and a polymer additive, characterized in that as a mineral powder it contains fly ash from electrostatic precipitators of a thermal power station, and as a polymer additive, a bottom residue of the synthesis of polyvinylpyrrolidone, consisting of 25 wt. % α-pyrrolidone, 2-3 wt. % vinylpyrrolidone monomer and vinylpyrrolidone oligomers and amidooxybutyric acid - the rest, in the following ratio, wt. %:
Limestone crushed stone of fraction 5-20 mm - 35-45
Oil Viscous Bitumen - 5.0-6.0
Fly ash from electrostatic precipitators of a thermal power plant - 3-8
The specified VAT residue - 0.5-1.75% by weight of bitumen
Sand fractions up to 5 mm - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120411/03A RU2204539C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Asphaltic concrete mix |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120411/03A RU2204539C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Asphaltic concrete mix |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2204539C2 true RU2204539C2 (en) | 2003-05-20 |
| RU2001120411A RU2001120411A (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=20251950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001120411/03A RU2204539C2 (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Asphaltic concrete mix |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204539C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504565C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Road bitumen concrete based on modified asphalt binder |
| RU2522497C1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Asphalt-concrete mixture |
-
2001
- 2001-07-20 RU RU2001120411/03A patent/RU2204539C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. - М.: Транспорт, 1978, с.16, 36, 49-51. Автомобильные дороги. Одежды из местных материалов. /Под ред.А.К.Славуцкого. - М.: Транспорт, 1987, с.49. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504565C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Road bitumen concrete based on modified asphalt binder |
| RU2522497C1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО "МГСУ") | Asphalt-concrete mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104119043B (en) | Road paving material taking building waste as main material and preparation method of road paving material | |
| US5242493A (en) | Asphaltic concrete product for the fixation of contaminated soils | |
| RU2296831C1 (en) | Ground mix for road building | |
| US3907582A (en) | Asphalt road composition and process of making same | |
| RU2753763C1 (en) | Use of coke as a bitumen modifier | |
| RU2204539C2 (en) | Asphaltic concrete mix | |
| RU2455414C1 (en) | Method to manufacture building material and method to erect motor road beds and surface structures on its basis | |
| CN104671720A (en) | Road filling material prepared from building waste and coal gangue and preparation method of road filling material | |
| KR102338303B1 (en) | Composition for sidewalk block comprising oyster shells | |
| EP0448335A2 (en) | Asphaltic concrete product and a method for the fixation of contaminated soils in the asphaltic concrete | |
| Idris et al. | Compaction behaviour of lateritic soil modified with cement and rice husk ash for road construction | |
| RU2262492C1 (en) | Bituminous concrete composition | |
| RU2717592C1 (en) | Composition for soil stabilization | |
| JP2820708B2 (en) | Ground reinforcement and soil improvement materials | |
| RU2119465C1 (en) | Asphalt concrete mixture | |
| RU2055033C1 (en) | Asphalt-concrete composition | |
| RU2471913C2 (en) | Method of making pavement structural layer based on ashes of effluents sediments combustion | |
| RU2459036C2 (en) | Road mix | |
| KR100440212B1 (en) | Manufacturing method of asphalt concrete packing material | |
| SU1565862A1 (en) | Method of preparing asphalt-concrete mixture | |
| RU2415165C1 (en) | Rubber stone-mastic asphalt mix | |
| RU2205808C2 (en) | Asphalt concrete mixture and method for its preparing | |
| CN104773977A (en) | Road paving material prepared by compounding residue soil with cola gangue powder and preparation method thereof | |
| SU1231063A1 (en) | Binder for road construction | |
| US392614A (en) | Geoege s |