RU2241012C1 - Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства - Google Patents
Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241012C1 RU2241012C1 RU2003128447/04A RU2003128447A RU2241012C1 RU 2241012 C1 RU2241012 C1 RU 2241012C1 RU 2003128447/04 A RU2003128447/04 A RU 2003128447/04A RU 2003128447 A RU2003128447 A RU 2003128447A RU 2241012 C1 RU2241012 C1 RU 2241012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- emulsion
- road
- building
- cationic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при устройстве тонкослойных поверхностных обработок дорожных одежд, для приготовления холодных смесей, при строительстве и ремонте дорожных покрытий и т.п. Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства содержит битум нефтяной дорожный БНД 60/90, соляную кислоту, хлорид кальция, неонол АФ 9-8, каучуковую добавку СВБ-М, являющуюся раствором в индустриальном масле полибутадиенового каучука с вязкостью по Муни не менее 25, катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ, изготовленный из кислот растительного или животного происхождения фракции C16-C20 и полиэтиленполиамина, имеющего аминное число, мг HCl/г не менее 150 и кислотное число, мг КОН/г 0-6 и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%: битум БНД 60/90 45,00-65,00, каучуковая добавка СВБ-М 1,1-1,7, катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,50-3,50, хлорид кальция 0,08-0,12, соляная кислота 0,40-0,60, неонол (моноалкилфенол) 0,50-0,70, вода - остальное. Достигается повышение сцепления пленки вяжущего с минеральными материалами как кислых, так и основных пород, увеличение времени распада эмульсий, необходимого для приготовления и укладки различных эмульсионно-минеральных смесей: плотных, пористых, для поверхностных обработок, повышение свойств битумного вяжущего: эластичности, улучшение интервала пластичности и температуры хрупкости. 4 табл.
Description
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при устройстве тонкослойных поверхностных обработок дорожных одежд, для приготовления холодных смесей, при строительстве и ремонте дорожных покрытий и т.п.
В этих целях в мировой практике широкое применение получили битумные эмульсии катионного типа, позволяющие равномерно распределять вяжущее более тонкими слоями, упрощать технологию производства работ ввиду возможности применения эмульсий в холодном состоянии, проводить работы в сырую прохладную погоду и т.п.
Одним из компонентов битумных дорожных эмульсий являются вязкие дорожные битумы, выпускаемые в нашей стране по ГОСТ 22245-90, которые зачастую не соответствуют этому ГОСТу, в частности, по таким показателям как устойчивость при низких и повышенных температурах (температуры хрупкости и размягчения), отличаются низкими адгезионными свойствами, отсутствием эластичности, что безусловно сказывается на качественных показателях эмульсий. Кроме того, используемые для приготовления эмульсий отечественные эмульгаторы, как правило, не позволяют получать эмульсии класса ЭБК-3, необходимый класс для получения различных эмульсионно-минеральных смесей (ЭМС): плотных, пористых, литых и др. для устройства слоев покрытий дорожных одежд.
В связи с этим для повышения качественных показателей дорожных битумных эмульсий целесообразно использовать различные полимерные и поверхностно-активные вещества, способные модифицировать как дисперсную фазу эмульсий (битумы), так и дисперсионную среду (вода + эмульгатор + стабилизирующие добавки).
Основным недостатком известных катионных битумных эмульсий являются сравнительно низкие показатели стабильности, однородности и сцепления пленки вяжущего с минеральными материалами, сложность регулирования скорости распада.
Известен состав битумной катионной эмульсии для дорожного строительства, включающий битум, соляную или уксусную кислоту, аминный эмульгатор и воду (а.с. СССР 1359281, кл. С 08 L 95/00, С 04 В 26/26). Эмульсия обладает стабильностью при хранении.
Однако недостатком данной эмульсии является то, что она, обладая высокой степенью обволакивания, имеет низкий показатель адгезии (не более 50% площади).
Известен состав катионоактивной эмульсии для дорожного строительства, включающей соляную или уксусную кислоту, аминный эмульгатор и воду (патент RU 2184753 С1, С 08 L 95/00, С 04 В 26/26). Эмульсия обладает улучшенным показателем сцепления пленки вяжущего с минеральным материалом при сохранении повышенной стабильности при хранении.
Однако недостатком этой эмульсии является низкие значения рН растворов эмульсии в пределах в основном 1,1-1,7 (в основной массе 1,1-1,5). Согласно “Пособию по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий” к СНиП 3.06.03-85, п.3.29 готовый раствор должен иметь водородный показатель рН в пределах 1,8-2,2. Значения рН меньше 1,8 свидетельствуют об избытке кислоты, что отрицательно влияет на адгезию эмульгированного битума. Особенно к минеральным материалам кислых пород (к сожалению, в патенте не указан характер используемого минерального материала). Кроме того, все используемые в этой работе ПАВ в качестве эмульгаторов синтезированы авторами в лабораторных условиях и промышленного производства не имеют.
Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является битумная дорожная эмульсия [Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. ГОСТ 18659-81. Опубликовано: Государственным комитетом СССР по делам строительства. Москва. 14 стр.], содержащая битум, катионный эмульгатор, кислоту и воду. В качестве катионоактивного эмульгатора используют ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных солей аммония, массовая доля битума с эмульгатором составляет 45-55%.
Недостатком такой эмульсии является сложность регулирования скорости ее распада и вязкости, недостаточная стабильность, сцепляемость с минеральными материалами, и недостаточно низкая температура хрупкости битума, невысокий интервал пластичности вяжущих и отсутствие в нем свойств эластичности [ГОСТ 22245-90].
Задачей изобретения является улучшение сцепления пленки вяжущего с минеральными материалами как кислых, так и основных пород, увеличение времени распада эмульсии, необходимого для приготовления и укладки различных эмульсионно-минеральных смесей (плотных, пористых, для поверхностных обработок), повышение свойств битумного вяжущего: эластичности, улучшение интервала пластичности, температуры хрупкости и др.
Сущность изобретения заключается в том, что катионная битумная эмульсия для дорожного строительства, содержащая битум нефтяной дорожный, катионный эмульгатор, соляную кислоту, хлорид кальция и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит неонол АФ 9-8 и каучуковую добавку СВБ-М, являющуюся раствором в индустриальном масле полибутадиенового каучука с вязкостью по Муни не менее 25, в качестве катионного эмульгатора - катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ, изготовленный из кислот растительного или животного происхождения фракции C16-C20 и полиэтиленполиамина, имеющего аминное число, мг HCl/г не менее 150 и кислотное число, мг КОН/г 0-6, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Битум БНД 60/90 45,00-65,00
Катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,50-3,50
Каучуковая добавка СВБ-М 1,1-1,7
Хлорид кальция 0,08-0,12
Соляная кислота 0,40-0,60
Неонол АФ 9-8 (моноалкилфенол) 0,50-0,70
Вода Остальное
Использование раствора СВБ-М (см. таблицу 1) позволяет улучшить физико-механические свойства вяжущего (СВБ-М - синтетический высокомолекулярный полибутадиеновый каучук - модифицированный):
- растяжимость при 25°С увеличивается в 1,3 раза, при 0°С - более чем 20 раз;
- интервал пластичности повышается в 1,2 раза;
- понижается температура хрупкости в 2 раза.
Каучук, содержащийся в добавке в активном состоянии, химически взаимодействуя с активными центрами асфальтенов битума, образует с последними сопряженную асфальтено-полимерную структуру. В результате создается новая система химически связанных друг с другом макромолекул, которые теряют способность растворяться, вяжущее приобретает улучшенные физико-механические показатели (температура хрупкости, растяжимость, эластичность и т.п.).
Использование в качестве эмульгатора поверхностно-активной добавки “Катионного реагента КАДЭМ-ВТ (катионный адгезив – эмульгатор - высокотемпературный)” позволило получать устойчивые эмульсии и почти в два раза сократить расход эмульгатора по сравнению с дорогостоящими эмульгаторами зарубежного и отечественного производства. Стоимость КАДЭМ-ВТ на 10-15% ниже отечественных и в 2-3 раза зарубежных.
В качестве стабилизаторов эмульсии использовался наиболее часто употребляемый в этих целях хлорид кальция и дополнительно вводимый водорастворимый полимер неонол АФ 9-8 (моноалкилфенол).
Использование неонола совместно с синтетическим высокомолекулярным каучуком (СВБ-М) и ПАВ - эмульгатором КАДЭМ-ВТ позволяет направлено регулировать в широких пределах некоторые эксплуатационные свойства катионных битумных эмульсий: скорость распада, вязкость, сцепляемость с минеральными материалами, снижение температуры хрупкости и создание эластичных свойств вяжущего, что в комплексе позволяет получать необходимый класс эмульсий, в данном случае класс ЭВК-3, для эмульсионно-минеральных смесей, повышая их трещиностойкость, водо- и коррозионную устойчивость.
Анализ известных технических решений показал, что применение в составе катионных битумных эмульсий каучуковых и стабилизирующих добавок в сочетании с поверхностно-активными реагентами известны. Однако их применение не обеспечивает битумным эмульсиям такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно получение эмульсии с регулируемыми сроком распада и вязкостью, со значительным увеличением сцепления вяжущего с минеральными материалами, как основного, так и кислотного характера, улучшенной температурой хрупкости и эластичности битумного вяжущего, что в целом повышает коэффициент водостойкости, прочностные характеристики смесей на их основе и долговечность дорожного покрытия. Таким образом, данный состав компонентов придает катионной битумной эмульсии иные свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию “существенные отличия”.
ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. Битум.
Использовался битум нефтяной дорожный БНД 60/90. В таблице 2 представлены его физико-механические свойства. По показателям свойств исходный битум удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90.
2. Катионный реагент КАДЭМ-ВТ.
Использовался катионный реагент КАДЭМ-ВТ производства ОАО НИИПАВ, г. Волгодонск. Реагент КАДЭМ-ВТ изготавливается из кислот растительного или животного происхождения фракции C16-С20 и поли-этиленполиамина.
По органолептическим и физико-химическим показателям реагент КАДЭМ-ВТ удовлетворяет требованиям и нормам, указанным в таблице 3.
3. СВБ-М.
Синтетический высокомолекулярный полибутадиеновый каучук, модифицированный СВБ-М.
Синтетический высокомолекулярный полибутадиеновый каучук СВБ-М представляет собой полибутадиен с преимущественным содержанием винильных звеньев. Продукт получается путем полимеризации бутадиена в растворе под действием катализаторов смешанного типа с последующим выделением каучука из раствора и его модернизации различными маслами (индустриальным, минеральным и др.).
В работе использовался масляный раствор в индустриальном масле полибутадиенового каучука, содержащего 45,8% винильных звеньев с вязкостью по Муни не менее 25 у.е. с концентрацией каучука 19,7 мас.%.
4. Неонол (водорастворимый моноалкилфенол).
Неонол (оксиэтилированный моноалкилфенол) получен на основе тримеров пропилена (изонила). Использовался в работе неонол АФ 9-8, где 9 - число атомов углерода в алкильном радикале, 8 - усредненное число молей окиси этилена в алкильном радикале. Выпускается неонол АФ 9-8 ОАО НижнеКамскнефтехим и относится к водорастворимым неионогенным поверхностно-активным веществам (НПАВ), имеет температуру застывания от -2 до +2°С, плотность при 20°С - 1062±3 кг/м3. Внешний вид неонола АФ 9-8 - прозрачная маслянистая жидкость от бесцветного до желтоватого цвета с рН=7±1. Массовая доля присоединенной окиси этилена 61,5±1,5%.
5. Вода.
Вода для приготовления эмульсий использовалась с жесткостью 6 мг-экв/л.
6. Соляная кислота.
Соляная кислота соответствует требованиям ГОСТ 857-88, марка Б.
7. Хлорид кальция.
Хлорид кальция соответствует ГОСТ 450-77.
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены 5 вариантов составов катионных битумных эмульсий.
Приготовление катионной битумной эмульсии производили в следующем порядке. Добавка СВБ-М вводилась в разогретый до 120-130°С битум и перемешивалась в течение 5 минут в лабораторной установке для модифицирования битумов. На основе подготовленного таким образом вяжущего (битума с добавкой СВБ-М) приготавливалась катионная битумная эмульсия путем смешения модифицированного битума с эмульсионно-водным раствором (вода + эмульгатор КАДЭМ-ВТ + соляная кислота + неонол АФ 9-8 + хлористый кальций) и совместного диспергирования при температуре 90-95°С.
Образцы приготовленных эмульсий испытывались в соответствии с ГОСТ 18659-81, показатели свойств модифицированного СВБ-М битума - по ГОСТ 22245-90. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 4.
Из данных таблицы 4 следует, что катионная битумная эмульсия предлагаемого состава обеспечивает повышение сцепления вяжущего с минеральными материалами кислых и основных пород, увеличивает время распада эмульсий, что необходимо при работе с ЭМС, повышает вязкость эмульсий, понижает температуру хрупкости, увеличивает интервал пластичности и создает эластичные свойства битумного вяжущего.
Claims (1)
- Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства, содержащая битум нефтяной дорожный, катионный эмульгатор, соляную кислоту, хлорид кальция и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит неонол АФ 9-8 и каучуковую добавку СВБ-М, являющуюся раствором в индустриальном масле полибутадиенового каучука с вязкостью по Муни не менее 25, в качестве катионного эмульгатора - катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ, изготовленный из кислот растительного или животного происхождения фракции С16-С20 и полиэтиленполиамина, имеющего аминное число, мг HCl/г не менее 150 и кислотное число, мг КОН/г 0-6, при следующем содержании компонентов, мас.%:Битум БНД 60/90 45,00-65,00Катионный эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,50-3,50Каучуковая добавка СВБ-М 1,1-1,7Хлорид кальция 0,08-0,12Соляная кислота 0,40-0,60Неонол АФ 9-8 (моноалкилфенол) 0,50-0,70Вода Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128447/04A RU2241012C1 (ru) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128447/04A RU2241012C1 (ru) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2241012C1 true RU2241012C1 (ru) | 2004-11-27 |
Family
ID=34311244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003128447/04A RU2241012C1 (ru) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241012C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3020065A1 (fr) * | 2014-04-18 | 2015-10-23 | Valochem | Nouvelle emulsion bitumineuse |
RU2696476C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-08-01 | Тимофей Сергеевич Чехоев | Битумная композиция и способ её получения |
-
2003
- 2003-09-22 RU RU2003128447/04A patent/RU2241012C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 18659-81. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. - М.: Госкомитет СССР по делам строительства, 14 с. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3020065A1 (fr) * | 2014-04-18 | 2015-10-23 | Valochem | Nouvelle emulsion bitumineuse |
RU2696476C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-08-01 | Тимофей Сергеевич Чехоев | Битумная композиция и способ её получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2570962C (en) | Strip-resistant asphalt paving composition and method for making the same | |
CA2606755C (en) | Modified asphalt binder material using crumb rubber and methods of manufacturing a modified asphalt binder | |
RU2459845C2 (ru) | Битумные эмульсии | |
CA2968760A1 (en) | Polymer stabilizers for bituminous emulsions | |
CA2606751A1 (en) | Modified asphalt binder material using crosslinked crumb rubber and methods of manufacturing the modified asphalt binder | |
US5242492A (en) | Microsurfacing system | |
MX2011003487A (es) | Emulsiones estables para producir asfalto modificado con polimero. | |
JPH05501736A (ja) | 連続的三次元ポリマー構造を有するビチューメン/ポリマー結合剤を水性エマルジョン形態で製造する方法、並びにコーティング材又はカバリング材の製造における該結合剤の使用 | |
US4523957A (en) | Open-graded asphalt emulsion mixes | |
WO1997021769A2 (en) | Rubber based asphalt emulsion additive | |
RU2352598C2 (ru) | Способ изготовления смеси битум-заполнитель, подходящей для укладки дорожного покрытия | |
US3897380A (en) | Rubberized coal tar pitch emulsion | |
US5362314A (en) | Additive modified bituminous emulsions | |
US3276887A (en) | Asphalt emulsions | |
US5667577A (en) | Filled asphalt emulsions containing betaine emulsifier | |
RU2241012C1 (ru) | Катионная битумная эмульсия для дорожного строительства | |
JP2004529213A (ja) | 瀝青混合物の冷間製造法 | |
US3418249A (en) | Stable asphaltene dispersion-asphalt emulsions and their preparation | |
RU2407764C2 (ru) | Битумная эмульсия | |
US4985079A (en) | Open-graded asphalt emulsion mixes | |
RU2240333C1 (ru) | Медленнораспадающаяся катионная битумная эмульсия и эмульсионно-минеральная смесь на ее основе | |
RU2610510C1 (ru) | Способ получения пропиточной композиции на основе модифицированного битума, применяемой для поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий | |
RU2462490C1 (ru) | Катионная полимерно-битумная эмульсия | |
RU2243245C1 (ru) | Битумная эмульсия | |
US11731905B2 (en) | Emulsifying composition for spreading bitumen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050923 |