RU2324667C1

RU2324667C1 - Asphalt-mineral mixture

Info

Publication number: RU2324667C1
Application number: RU2006143476/04A
Authority: RU
Inventors: Юрий Григорьевич Борисенко (RU); Юрий Григорьевич Борисенко; Ольга Анатольевна Борисенко (RU); Ольга Анатольевна Борисенко
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-05-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: asphalt-mineral mixture consists of asphalt binder of road oil asphalt and 0.14-5.00 mm of a porous mineral filler of clayite sand. It is unique in that the mineral filler contains clayite powder not less than 0.14 mm for the following percentage mass ratios: asphalt binder-road oil asphalt - 12.0-13.0, 0.14-5.0 mm clayite sand - 66.0-70.0, and the rest for clayite powder.

EFFECT: increased strength of the mixture.

1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных, кровельных покрытиях, а также для изготовления тепло- и гидроизоляционных покрытий.The invention relates to construction and can be used to obtain composite materials based on bitumen binders used in road, airfield, roofing, as well as for the manufacture of heat and waterproofing coatings.

Известна битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее, плотный минеральный заполнитель и минеральный порошок состава керамзитовая пыль:известняковый минеральный порошок в соотношении 50,0:50,0 (об.%) соответственно (Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. - М.: Химия, 1990, с.с.197-198, 238). Недостатками данной композиции являются недостаточно высокая теплостойкость, повышенные показатели плотности, веса и теплопроводности.Known bitumen-mineral composition, including a bituminous binder, a dense mineral aggregate and mineral powder of expanded clay composition: limestone mineral powder in a ratio of 50.0: 50.0 (vol.%), Respectively (Pecheny B.G. Bitumens and bitumen compositions. - M. : Chemistry, 1990, pp. 179-198, 238). The disadvantages of this composition are not sufficiently high heat resistance, increased density, weight and thermal conductivity.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются битумные минеральные композиции, содержащие нефтяной заполнитель - дробленый керамзитовый песок и наполнитель - известняковый минеральный порошок (Патент РФ №2052607, Кл. C1 6 E04D 7/00, БИ №2, 1996, с.208). Указанным композициям присущи следующие недостатки: недостаточно высокие показатели теплостойкости, прочности, повышенная теплопроводность. В совокупности эти недостатки ухудшают эксплуатационные качества битумоминеральных композиций, сужают область их применения.The closest in technical essence to the present invention are bituminous mineral compositions containing petroleum filler - crushed expanded clay sand and filler - limestone mineral powder (RF Patent No. 2052607, CL. C1 6 E04D 7/00, BI No. 2, 1996, p.208 ) These compositions have the following disadvantages: insufficiently high indicators of heat resistance, strength, increased thermal conductivity. Together, these shortcomings worsen the performance of bitumen-mineral compositions, narrow the scope of their application.

Технический результат изобретения - создание битумоминеральной композиции повышенной прочности, тепло- и трещиностойкости и с низкими показателями теплопроводности, плотности и веса с использованием высокодисперсных отходов дробления керамзита.The technical result of the invention is the creation of a bitumen-mineral composition of increased strength, heat and crack resistance and with low heat conductivity, density and weight using highly dispersed expanded clay crushing waste.

Указанный технический результат достигается тем, что битумоминеральная композиция, включающая битумное вяжущее - дорожный нефтяной битум, в качестве минерального заполнителя содержит дробленый керамзитовый песок фракции от 0,14 до 5,00 мм и керамзитовую пыль фракции менее 0,14 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved in that the bitumen-mineral composition comprising a bitumen binder - road petroleum bitumen contains crushed expanded clay sand of a fraction of 0.14 to 5.00 mm and expanded clay dust of a fraction of less than 0.14 mm as a mineral filler in the following ratio of components, wt.%:

Нефтяной дорожный битумOil Road Bitumen - 12,0-13,0; - 12.0-13.0; Минеральный заполнитель - дробленыйMineral aggregate - crushed керамзитовый песокexpanded clay sand - 66,0-70,0; - 66.0-70.0; Минеральный наполнитель - керамзитовую пыльMineral filler - expanded clay dust - остальное - the rest

Керамзитовый песок получают дроблением керамзитового гравия или щебня в шаровой мельнице и рассеивают на фракции от 5,00 до 0,14 мм. Керамзитовая пыль является высокодисперсным отходом дробления керамзитового гравия или щебня (фракции менее 0,14 мм).Expanded clay sand is obtained by crushing expanded clay gravel or gravel in a ball mill and dispersed into fractions from 5.00 to 0.14 mm. Expanded clay dust is a highly dispersed waste of crushing expanded clay gravel or gravel (fractions less than 0.14 mm).

Пример. Были приготовлены составы битумоминеральных композиций (табл.1). Битумоминеральная композиция приготавливалась следующим образом: заполнитель, наполнитель и битум нагревались до температуры 160°С, смешивались и уплотнялись под прессом при давлении 40 МПа в течение 3 минут в цилиндрических металлических формах (размеры образцов-цилиндров 50×50 мм). Определение физико-механических свойств проводили по ГОСТ 9128-97. Оценку теплопроводности производили на измерителе теплопроводности ИТ-1. Трещиностойкость оценивалась по температуре растрескивания Т_р, определяемой на установке УОНДА 1420.Example. Compositions of bitumen-mineral compositions were prepared (Table 1). The bitumen-mineral composition was prepared as follows: filler, filler and bitumen were heated to a temperature of 160 ° C, mixed and compacted under a press at a pressure of 40 MPa for 3 minutes in cylindrical metal forms (the dimensions of the sample cylinders were 50 × 50 mm). The determination of physical and mechanical properties was carried out according to GOST 9128-97. The thermal conductivity was evaluated using an IT-1 thermal conductivity meter. Crack resistance was evaluated by the cracking temperature T _r determined on the UONDA 1420 installation.

Результаты испытаний битумоминеральной композиции представлены в табл.2.The test results of the bitumen-mineral composition are presented in table.2.

Как видно из табл.1 и 2, расход битума в битумоминеральной композиции принят в пределах 12,0-13,0 мас.%. При расходе битума менее 12,0 мас.%, например 11,5 мас.% (состав 1), снижаются прочностные показатели, повышаются температура растрескивания и водонасыщение W (табл.2). При содержании битума в смеси более 13,0 мас.%, например 13,5 мас.% (состав 5), снижаются прочностные показатели и температура растрескивания.As can be seen from tables 1 and 2, the consumption of bitumen in the bitumen-mineral composition is accepted in the range of 12.0-13.0 wt.%. When bitumen consumption is less than 12.0 wt.%, For example 11.5 wt.% (Composition 1), strength indicators decrease, cracking temperature and water saturation W increase (Table 2). When the content of bitumen in the mixture is more than 13.0 wt.%, For example 13.5 wt.% (Composition 5), strength indicators and cracking temperature decrease.

Расход керамзитового песка принят в пределах 66,0-70,0 мас.%. При содержании керамзитового песка менее 66,0 мас.% и увеличении содержания керамзитовой пыли, например 64,0 мас.% (состав 6), повышается температура растрескивания. При содержании керамзитового песка более 70,0 мас.%, например 72,0 мас.%, и уменьшении, соответственно, содержания керамзитовой пыли (состав 9) ухудшаются прочностные показатели и водонасыщение.Expanded clay consumption is accepted in the range of 66.0-70.0 wt.%. When the claydite sand content is less than 66.0 wt.% And the claydite dust content is increased, for example 64.0 wt.% (Composition 6), the cracking temperature rises. When the content of expanded clay sand is more than 70.0 wt.%, For example 72.0 wt.%, And the decrease, respectively, the content of expanded clay dust (composition 9), strength indicators and water saturation deteriorate.

Из сравнения качества предлагаемых смесей (составы 2-4, 7, 8) с прототипом (состав 10) очевидны следующие преимущества перед ним, а именно (в среднем):From comparing the quality of the proposed mixtures (compositions 2-4, 7, 8) with the prototype (composition 10), the following advantages are obvious over it, namely (on average):

на 79,0% повышается прочность на сжатие при 20°С R₂₀;79.0% increase in compressive strength at 20 ° C R ₂₀ ;

на 154,0% повышается теплостойкость R₅₀;154.0% increase in heat resistance R ₅₀ ;

несколько ниже показатели прочности на сжатие при 0°С (R₀), что повышает трещиностойкость;slightly lower compressive strength at 0 ° C (R ₀ ), which increases crack resistance;

на 1,5°С понижается температура растрескивания Т_р;by 1.5 ° C, the cracking temperature T _r decreases;

на 10% понижается плотность ρ;the density ρ decreases by 10%;

на 23,5% понижается теплопроводность λ.thermal conductivity λ decreases by 23.5%.

Некоторое увеличение битумоемкости предлагаемых составов (в среднем на 16%) в сравнении с аналогом объясняется более высокими удельной поверхностью (5200-5600 см²/г), пористостью и дисперсностью керамзитовой пыли в сравнении с этими же параметрами известнякового минерального порошка аналога. В то же время введение в состав предлагаемых композиций отхода дробления керамзита - керамзитовой пыли - и обуславливает значительное улучшение основных физико-механических показателей, трещиностойкости, понижение плотности и теплопроводности.A slight increase in the bitumen intensity of the proposed compositions (on average by 16%) in comparison with the analogue is explained by higher specific surface area (5200-5600 cm ² / g), porosity and dispersion of expanded clay dust in comparison with the same parameters of the analogue limestone mineral powder. At the same time, the introduction into the composition of the proposed compositions of the crushed claydispersion waste - expanded clay dust - and leads to a significant improvement in the basic physical and mechanical properties, crack resistance, lower density and thermal conductivity.

Совокупность вышеперечисленных положительных свойств предлагаемого технического решения позволит повысить эксплуатационные характеристики и снизить расчетные нагрузки при проектировании конструктивных элементов покрытий с использованием предложенных составов битумоминеральных композиций.The combination of the above positive properties of the proposed technical solution will improve operational characteristics and reduce the design load when designing structural elements of coatings using the proposed compositions of bitumen-mineral compositions.

Таблица 1Table 1 КомпонентыComponents Содержание, мас.%Content, wt.% ПрототипPrototype Предлагаемые композицииSuggested compositions 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Битум марки БНД 60/90Bitumen grade BND 60/90 11,511.5 12,012.0 12,512.5 13,013.0 13,513.5 12,512.5 12,512.5 12,512.5 12,512.5 10,0-11,510.0-11.5 Керамзитовый песок фракции 0,14-5,0 ммExpanded clay sand fraction 0.14-5.0 mm 68,068.0 68,068.0 68,068.0 68,068.0 68,068.0 64,064.0 66,066.0 70,070.0 72,072.0 54,0-65,054.0-65.0 Керамзитовая пыль фракции менее 0,14 ммExpanded clay dust fraction less than 0.14 mm остальноеrest -- Известняковый минеральный порошокLimestone Mineral Powder -- остальноеrest

Таблица 2table 2 ПоказательIndicator Физико-механические свойства композицийPhysico-mechanical properties of the compositions Результаты испытаний предлагаемых композицийTest results of the proposed compositions ПрототипPrototype 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Прочность на сжатие при 0°С, R₀, МПаCompressive strength at 0 ° С, R ₀ , MPa 8,98.9 9,29.2 9,89.8 10,010.0 9,79.7 11,211,2 10,310.3 9,89.8 9,39.3 8,8-12,98.8-12.9 Прочность на сжатие при 20°С, R₂₀, МПаCompressive strength at 20 ° С, R ₂₀ , MPa 6,16.1 7,87.8 8,68.6 9,09.0 8,08.0 9,59.5 9,29.2 8,78.7 8,48.4 4,0-5,54.0-5.5 Прочность на сжатие при 50°С, R₅₀, МПаCompressive strength at 50 ° С, R ₅₀ , MPa 4,84.8 5,35.3 5,85.8 6,26.2 5,45,4 6,86.8 6,46.4 6,16.1 5,95.9 1,9-2,71.9-2.7 Температура растрескивания, Т_р, °СCracking temperature, T _r , ° C -45-45 -48-48 -50-fifty -52-52 -51-51 -48-48 -51-51 -55-55 -58-58 -46 - -54-46 - -54 Водонасыщение, W, %Water saturation, W,% 9,39.3 4,54,5 3,03.0 2,32,3 2,02.0 2,02.0 2,22.2 3,13,1 3,93.9 1,8-4,91.8-4.9 Плотность, ρ, г/см³ Density, ρ, g / cm ³ 1,501,50 1,521,52 1,541,54 1,551.55 1,561,56 1,601,60 1,581,58 1,521,52 1,491.49 1,66-1,761.66-1.76 Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м·°СThermal conductivity coefficient, λ, W / m · ° С 0,0970,097 0,0980,098 0,0980,098 0,0980,098 0,0980,098 0,1000,100 0,0950,095 0,0930,093 0,0920,092 0,122-0,1270.122-0.127

Claims

Bitumen-mineral composition, including bitumen binder - road petroleum bitumen, porous mineral aggregate - expanded clay sand fraction 0.14-5.00 mm and mineral filler, characterized in that as a mineral filler contains porous mineral filler - expanded clay dust fractions less than 0.14 mm in the following ratio of components, wt.%:

Bitumen Binder - Oil Road Bitumen 12.0-13.0 Expanded clay sand fraction 0.14-5.00 mm 66.0-70.0 Expanded clay dust Rest