RU2266310C1

RU2266310C1 - Pavement binder

Info

Publication number: RU2266310C1
Application number: RU2004114097/04A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Кемалов (RU); А.Ф. Кемалов; пин А.Ю. Л (RU); А.Ю. Ляпин; Т.Ф. Ганиева (RU); Т.Ф. Ганиева; Т.К. Плаксунов (RU); Т.К. Плаксунов; ров И.Н. Ди (RU); И.Н. Дияров; Р.А. Кемалов (RU); Р.А. Кемалов; С.Р. Магдеева (RU); С.Р. Магдеева; А.В. Мухутдинов (RU); А.В. Мухутдинов; А.Н. Крылов (RU); А.Н. Крылов; Р.Ф. Мингазетдинов (RU); Р.Ф. Мингазетдинов
Original assignee: Кемалов Алим Фейзрахманович; Ляпин Александр Юрьевич; Ганиева Тамилла Фатхиевна; Плаксунов Тимур Касимович; Дияров Ирик Нурмухаметович; Кемалов Руслан Алимович; Магдеева Самира Рашидовна; Мухутдинов Азат Васильевич; Крылов Александр Николаевич; Мингазетдинов Расим Фавасимович
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-12-20

Abstract

FIELD: road building materials.

SUBSTANCE: invention relates to binders for pavements and can be used in road and airdrome buildings as well as in manufacture of roofs and waterproofing products. Binder contains 90.0-97.0% bitumen, 1.0-4.0% rubber, and 2.0-6.0% plasticizing solvent, said rubber being composed of low-molecular weight polyolefins with molecular weight 500 to 5000, and said plasticizing solvent being propylene trimer and tetramer production waste made up of propylene oligomer C₁₅ mixture.

EFFECT: increased adhesion of binder to surface of mineral material of asphalt-concrete mix, lowered fragility temperature, improved binder elasticity characteristics, and reduced preparation temperature.

2 tbl

Description

Изобретение относится к вяжущим для дорожного покрытия и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве, а также в строительстве кровель, гидроизоляции и герметичных швов.The invention relates to binders for pavement and can be used in road and airfield construction, as well as in the construction of roofs, waterproofing and seams.

Известно вяжущее для дорожных покрытий, получаемое смешением 85-98% мас. битума, 15-2 мас.% разветвленного или линейного стирольного блок сополимера при 200-250°С в течение 15-40 минут (ЕР №0458386, кл. С 08 L 95/00, 1972). Вяжущее имеет достаточно высокую прочность, эластичность, однако его получение требует применения высоких температур и при этом не достигается полная однородность структуры вяжущего.Known binder for road surfaces, obtained by mixing 85-98% wt. bitumen, 15-2 wt.% branched or linear styrene block copolymer at 200-250 ° C for 15-40 minutes (EP No. 0458386, CL 08 L 95/00, 1972). The binder has a sufficiently high strength, elasticity, however, its preparation requires the use of high temperatures and at the same time complete uniformity of the binder structure is not achieved.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения (патент Российской Федерации №2038360, кл. С 08 L 95/00, 1995), содержащее битум, блок сополимеры алкадиена и стирола и индустриальное масло при следующем количественном соотношении, мас.%:Closest to the proposed invention is a cementitious pavement and a method for its production (patent of the Russian Federation No. 2038360, class C 08 L 95/00, 1995), containing bitumen, block copolymers of alkadiene and styrene and industrial oil in the following quantitative ratio, wt. .%:

Битум Bitumen 44,4-98,044.4-98.0 Блок сополимеры алкадиенаBlock copolymers of alkadiene и стирола and styrene 0,1-22,30.1-22.3 Масло индустриальное Industrial oil 1,9-33,31.9-33.3

Причем до введения в битум сополимер смешивают при 80-160°С с индустриальным маслом, после чего полученную смесь при перемешивании вводят при 110-160°С в битум.Moreover, before introducing into the bitumen, the copolymer is mixed at 80-160 ° C with industrial oil, after which the resulting mixture is introduced with stirring at 110-160 ° C into bitumen.

Недостатком изобретения является низкая сцепляемость вяжущего с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси. Кроме того, процесс получения вяжущего требует сравнительно высоких температур, что способствует выделению вредных веществ в окружающую среду и интенсифицирует процесс старения битумов. Кроме того, в качестве растворителя используют дорогостоящее товарное индустриальное масло.The disadvantage of the invention is the low adhesion of the asphalt concrete mix binder to the surface of the mineral material. In addition, the process of obtaining a binder requires relatively high temperatures, which contributes to the release of harmful substances into the environment and intensifies the aging process of bitumen. In addition, an expensive commercial industrial oil is used as a solvent.

Задачей изобретения является улучшение сцепляемости вяжущего с поверхностью минерального материала асфальтобетонной смеси, снижение температуры хрупкости, улучшение показателей эластичности и растяжимости вяжущего, снижение температуры процесса его получения при сохранении высоких значений остальных физико-механических свойств вяжущего.The objective of the invention is to improve the adhesion of the binder to the surface of the mineral material of the asphalt concrete mixture, reduce the temperature of brittleness, improve the elasticity and extensibility of the binder, reduce the temperature of the process of obtaining it while maintaining high values of the other physical and mechanical properties of the binder.

Задача решается разработкой вяжущего для дорожного покрытия, содержащего битум, каучук и растворитель-пластификатор, отличающийся тем, что в качестве каучука оно содержит низкомолекулярные полиолефины с молекулярной массой 500-5000, а в качестве растворителя-пластификатора - отход производства тримеров и тетрамеров пропилена, представляющий собой смесь изомеров олигомеров пропилена С₁₅ при следующем содержании компонентов, мас.%:The problem is solved by the development of a binder for a road surface containing bitumen, rubber and a plasticizing solvent, characterized in that it contains low molecular weight polyolefins with a molecular weight of 500-5000 as rubber, and a waste from the production of trimers and tetramers of propylene, representing plasticizer, representing a mixture of isomers of propylene oligomers With ₁₅ with the following content of components, wt.%:

Битум Bitumen 90,0-97,090.0-97.0 Низкомолекулярные полиолефины Low molecular weight polyolefins 1,0-4,01.0-4.0 Отход производства тримеров иWaste production trimers and тетрамеров пропилена propylene tetramers 2,0-6,02.0-6.0

Для приготовления вяжущего используют битумы марок БНД по ГОСТ 22245-90.To prepare the binder, bitumen of BND grades is used according to GOST 22245-90.

Отход производства тримеров и тетрамеров пропилена - продукт АО «Нижнекамскнефтехим», выпускается по ТУ 2411-020-05766801-94 и представляет собой смесь изомеров олигомеров пропилена С₁₅.The waste from the production of trimers and tetramers of propylene is a product of JSC Nizhnekamskneftekhim, is produced according to TU 2411-020-05766801-94 and is a mixture of isomers of C ₁₅ propylene oligomers.

Низкомолекулярные полиолефины с молекулярной массой 500-5000 получали термодеструкцией высокомолекулярного полиолефина эластомера каучука СКЭПТ - сополимера этилена с пропиленом и диеном. Термодеструкцию СКЭПТ осуществляли на лабораторной установке, снабженной устройством для загрузки и выгрузки каучука, поддержание вакуума и температуры - в заданных условиях. Условия проведения процесса деструкции меняли в зависимости от требуемой молекулярной массы получаемого полиолефина: температуру деструкции варьировали от 280°С до 380°С, остаточное давление - от 5 до 30 мм рт.ст., время контакта от 5 до 60 минут. У полученных образцов полиолефинов определяли молекулярную массу.Low molecular weight polyolefins with a molecular weight of 500-5000 were obtained by thermal decomposition of a high molecular weight polyolefin of rubber elastomer SKEPT - a copolymer of ethylene with propylene and diene. SKEPT was thermally degraded in a laboratory setup equipped with a device for loading and unloading rubber, maintaining vacuum and temperature under specified conditions. The conditions of the destruction process were changed depending on the required molecular weight of the obtained polyolefin: the temperature of destruction varied from 280 ° C to 380 ° C, the residual pressure from 5 to 30 mm Hg, contact time from 5 to 60 minutes. The resulting polyolefin samples were determined molecular weight.

Приводим пример приготовления вяжущего.We give an example of the preparation of a binder.

Пример 1. 1 г низкомолекулярного полиолефина с молекулярной массой 5000 вводим при перемешивании в 4 г отхода производства тримеров и тетрамеров пропилена, нагретого до 70°С. Затем приготовленную смесь вводим в 95 г битума при интенсивном перемешивании и нагревании до 120°С.Example 1. 1 g of a low molecular weight polyolefin with a molecular weight of 5000 is introduced with stirring in 4 g of waste production of trimers and tetramers of propylene heated to 70 ° C. Then the prepared mixture is introduced into 95 g of bitumen with vigorous stirring and heating to 120 ° C.

Аналогично готовили вяжущие по примерам 2-7. Составы вяжущих по примерам 1-7 приведены в табл.1, а их характеристики - в табл.2. Как следует из табл.2, предлагаемое вяжущее превосходит известное вяжущее по показателю сцепляемости с поверхностью минерального материала, температуре хрупкости и показателям, характеризующим пластичность вяжущего: эластичности и растяжимости. При этом предлагаемое вяжущее сохраняет высокие значения остальных показателей, а процесс его приготовления протекает при более низких температурах (100°С против 160°С для известного способа), что значительно снижает миграцию вредных веществ в окружающую среду и замедляет процесс старения вяжущего.Similarly prepared binders according to examples 2-7. The composition of the binders according to examples 1-7 are shown in table 1, and their characteristics are shown in table 2. As follows from table 2, the proposed binder exceeds the known binder in terms of adhesion to the surface of the mineral material, the temperature of brittleness and indicators characterizing the plasticity of the binder: elasticity and extensibility. At the same time, the proposed binder maintains high values of the remaining indicators, and the process of its preparation proceeds at lower temperatures (100 ° C versus 160 ° C for the known method), which significantly reduces the migration of harmful substances into the environment and slows the aging process of the binder.

Таблица 1Table 1 № образцаSample No. Состав % массComposition% wt. БитумBitumen Отход производства тримеров и тетрамеров пропиленаPropylene trimer and tetramer production waste Низкомолекулярный полиолефин с различными молекулярными весамиLow molecular weight polyolefin with various molecular weights 500500 800800 15001500 20002000 25002500 35003500 50005000 11 9595 44 -- -- -- -- -- -- 11 22 9090 66 -- -- -- -- -- 44 -- 33 9797 22 11 -- -- -- -- -- -- 44 9393 55 -- -- -- -- 22 -- -- 55 9696 22 -- -- 22 -- -- -- -- 66 9494 33 -- 33 -- -- -- -- -- 77 9292 55 -- -- -- 33 -- -- --

Таблица 2table 2 №№ образцовNo. of samples ПоказателиIndicators 11 22 33 44 55 66 77 8 (прототип)8 (prototype) Температура размягчения по КиШ, °С.Softening temperature according to KiSh, ° С. 4848 50fifty 4949 4747 4949 50fifty 4848 5656 Температура хрупкости по Фраасу, °С.Fraas fragility temperature, ° С. -39-39 -42-42 -43-43 -43-43 -45-45 -41-41 -43-43 (-17)-(-40)°С(-17) - (- 40) ° С Глубина проникания иглы, 0,1 мм:Needle penetration depth, 0.1 mm: при 25°Сat 25 ° C 120120 125125 126126 120120 130130 127127 129129 129129 при 0°Сat 0 ° С 7070 7575 7474 8080 7777 7676 7777 7777 Сцепление с мрамором или песком по ГОСТ 11508-74Adhesion with marble or sand according to GOST 11508-74
Соответствует образцу №1
Corresponds to sample No. 1 Соответствует образцу №2Corresponds to sample No. 2 Растяжимость, см:Elongation, cm: при 25°Сat 25 ° C 7575 7070 6969 7575 7070 6969 7474 4545 при 0°Сat 0 ° С 6565 6666 6464 6262 6565 6464 6262 4242 Эластичность, см:Elasticity, cm: при 25°Сat 25 ° C 9292 9090 9393 9393 9393 9292 9292 8585 при 0°Сat 0 ° С 8484 8282 8383 8484 8484 8484 8585 8080

Claims

A binder for paving containing bitumen, rubber and a plasticizer solvent, characterized in that it contains low molecular weight polyolefins with a molecular weight of 500-5000 as rubber, and a waste product for the production of trimers and tetramers of propylene, which is a mixture of isomers, as a plasticizer solvent. propylene oligomers C ₁₅ , with the following components, wt.%:

Bitumen 90.0-97.0 Low molecular weight polyolefins 1.0-4.0 Propylene trimer and tetramer production waste 2.0-6.0