RU2534861C1 - Асфальтобетонная смесь - Google Patents
Асфальтобетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534861C1 RU2534861C1 RU2013143473/03A RU2013143473A RU2534861C1 RU 2534861 C1 RU2534861 C1 RU 2534861C1 RU 2013143473/03 A RU2013143473/03 A RU 2013143473/03A RU 2013143473 A RU2013143473 A RU 2013143473A RU 2534861 C1 RU2534861 C1 RU 2534861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- sulfur
- sand
- crushed stone
- asphalt concrete
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к асфальтобетонным смесям, используемым для устройства покрытий автомобильных дорог, аэродромов, спортивных площадок, автомобильных стоянок и т.п. во всех климатических зонах. Технический результат - увеличение прочности и водостойкости асфальтобетона при снижении его себестоимости. Асфальтобетонная смесь, включающая вяжущее на битумной основе и минеральную часть, содержащую щебень, шлаковый песок размером 0-5 мм и минеральный порошок, содержит указанное вяжущее, дополнительно включающее серу при соотношении серы с битумом 10-40:60-90, указанное серобитумное вяжущее в количестве 3,5-5,0 мас.% по отношению к минеральной части, в качестве минерального порошка - тонкодисперсные отвальные «хвосты» нейтрализации отходов металлургического завода, получаемые при очистке жидкой фазы пульпы отходов серосульфидной флотации медно-никелевого сульфидного концентрата от железа и цветных металлов, а в качестве щебня - известняковый щебень и указанного песка - песок из шлаков Надеждинского металлургического комбината при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 2,7-4,0 сверх 100%, сера 0,35-1,8 сверх 100%, указанный щебень 50,5-60,0, указанный шлаковый песок 33,5-41,3, указанный минеральный порошок 5,5-10,0. 9 табл.
Description
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к асфальтобетонным смесям, используемым для устройства покрытий автомобильных дорог, аэродромов, спортивных площадок, автомобильных стоянок и т.п. во всех климатических зонах.
Известна асфальтобетонная смесь, включающая битум, отходы гальванического производства, нейтрализованный шлам травильного производства, щебень и песок (Патент РФ №2074277 C1, дата приоритета 26.04.1996, дата публикации 27.02.1997, авторы Шевцов A.M., Ткаченко В.Ю., RU).
Недостатком известной асфальтобетонной смеси является низкая прочность при 20°C (предел прочности при сжатии равен 2,0-2,1 МПа) и низкая водостойкость (коэффициент водостойкости равен 0,71-0,80).
Известна также асфальтобетонная смесь, состоящая из серобитумного вяжущего с активирующей добавкой в виде аминов, отходов песчано-гравийной смеси, песчано-гравийной смеси и доломитовых высевок (Патент РФ №2452748 C1, дата приоритета 17.12.2010, дата публикации 10.06.2012, авторы Иванов В.Б. и др., RU).
Недостатком известной асфальтобетонной смеси, получаемой на основе серобитумного вяжущего, является низкая водостойкость (коэффициент водостойкости равен 0,9), небольшая прочность при 50°C (предел прочности - 1,25 МПа) и большая прочность при 0°C (предел прочности - 11,5 МПа), что характеризует низкую морозостойкость смеси.
В качестве прототипа принята асфальтобетонная смесь, содержащая щебень, песок, минеральный порошок и битум, рационально подобранные в соответствии с требованиями стандарта (ГОСТ 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные. аэродромные и асфальтобетон». - М.: МНТКС, 2010, прототип).
Недостатком прототипа следует признать низкий предел прочности, низкую водостойкость и морозостойкость асфальтобетона на основе регламентированных стандартом смесей.
Задачей изобретения является повышение плотности, увеличение прочности и водостойкости асфальтобетона при использовании составов смеси на основе серобитумного вяжущего и отходов промышленного производства.
Для решения поставленной задачи асфальтобетонная смесь, включающая вяжущее на битумной основе и минеральную часть, содержащую щебень, шлаковый песок размером 0-5 мм и минеральный порошок, согласно изобретению содержит указанное вяжущее, дополнительно включающее серу при соотношении серы с битумом 10-40:60-90, указанное серобитумное вяжущее в количестве 3,5-5,0 мас.% сверх 100% по отношению к минеральной части, в качестве минерального порошка - тонкодисперсные отвальные «хвосты» нейтрализации отходов металлургического завода, получаемые при очистке жидкой фазы пульпы отходов серосульфидной флотации медно-никелевого сульфидного концентрата от железа и цветных металлов, а в качестве щебня - известняковый щебень и указанного песка - песок из шлаков Надеждинского металлургического комбината при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум - 2,7-4,0 сверх 100%; сера - 0,35-1,8 сверх 100%; указанный щебень - 50,5-60,0; указанный шлаковый песок - 33,5-41,3; указанный минеральный порошок - 5,5-10,0.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемых составов асфальтобетонной смеси заключается в следующем:
а) в повышении плотности асфальтобетона за счет высокой дисперсности минерального порошка из отвальных «хвостов» нейтрализации, что способствует повышению прочности, водостойкости и морозостойкости;
б) в уменьшении пористости, увеличении прочности и водостойкости асфальтобетона за счет замены части битума технической серой;
в) в снижении себестоимости асфальтобетона за счет замены мелкого заполнителя и минерального порошка отходами металлургической промышленности.
Достижение технического результата объясняется тем, что шлаковый песок имеет весьма развитую пористую поверхность, в порах которого плотно кольматируется тонкодисперсный наполнитель в виде отвальных «хвостов» нейтрализации. В результате этого повышается плотность, прочность, водостойкость и морозостойкость асфальтобетона. Механизм пластификации серы битумом объясняется растворимостью серы и переходом ее в аморфное состояние в среде углеводородов битума, а также разрушением структурного коагуляционного каркаса битума за счет адсорбции и взаимодействия серы с активными группами структурообразующих компонентов.
С понижением температуры серобитумного вяжущего количество растворенной серы уменьшается. Большая часть расплавленной в битуме серы кристаллизуется с течением времени, выделяется в виде твердой фазы и ведет себя подобно дисперсному наполнителю. При высоких содержаниях серы в серобитумном вяжущем возможно также возникновение кристаллизационной структуры в битуме за счет срастания выделяющихся в виде кристаллов частиц серы.
Элементарная сера в структуре асфальтобетона действует по механизму активного, кольматирующего и армирующего наполнителей в зависимости от ее содержания в вяжущем. Действие серы по механизму наполнителя требует рассматривать ее не как эквивалентную замену битуму, а как добавку, повышающую плотность и прочность материала. Свойства асфальтобетонов и вяжущих можно направленно регулировать варьированием количества и температуры ввода серы. Дозировка серы в вяжущем от 10 до 40 мас.% от количества битума была принята на основании проведенных исследований серобитумных вяжущих. Испытания показали, что введение серы менее 10% оказывает пластифицирующее воздействие на битум, то есть уменьшает его вязкость. Это должно привести к снижению прочности асфальтобетона. Введение серы более 40% приводит к уменьшению растяжимости и увеличению хрупкости вяжущего, что также отрицательно может отразиться на свойствах асфальтобетона. Таким образом, при содержании серы до 40% преобладает эффект активного и кольматирующего наполнителей.
Для осуществления изобретения производят подготовку компонентов и их испытание в соответствии с требованиями стандартов:
- ГОСТ 9128-2009 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон», МНТКС, Москва, 2010;
- ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства», МНТКС, Москва, 1998;
- ГОСТ Р 52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей», МНТКС, Москва, 2003;
- ГОСТ 222245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие», МНТКС, Москва, 1991;
- ГОСТ 127.1-93 «Сера техническая. Технические условия», МНТКС, Москва, 1993.
На достижение технического результата оказывают влияние свойства исходных материалов, имеющих следующие характеристики:
1. В качестве связующего в вяжущем использовалась сера техническая комовая. Химический анализ технической серы показал, что в ее составе основным компонентом является элементарная сера с ромбической решеткой, так называемая альфа-сера. Имеются также примеси с общим содержанием не более 0,7% мас. Таким образом, данный продукт удовлетворяет требованиям ГОСТ 127.1-93 для технической серы по составу. По физическим свойствам, таким как температура плавления ромбической серы и полимеризации уже расплавленной серы, данный продукт практически не отличается от химически чистой элементарной серы с температурой плавления 119°C.
2. В качестве пластифицирующей добавки для серы использовался битум марки БНД 90/130.
3. В качестве крупного заполнителя минеральной части использовался известняковый щебень Березовского карьера г. Красноярска. Свойства и зерновой состав указанного щебня приведены в таблицах 1, 2.
4. В качестве мелкого заполнителя минеральной части использовались гранулированные шлаки Надеждинского металлургического завода г. Норильска. По данным химического анализа, применяемый шлак состоит из следующих соединений, выраженных в % масс.: Fe2O3 (56,94), SiO2 (30,78), Al2O3 (0,72), CaO (3,72), MgO (2,12), S (0,42), CuO (0,462), Co3O4 (0,163), NiO (0,082), Na2O (1,06), K2O (0,83).
Таким образом, шлаки состоят преимущественно из силиката железа, и имеются также примеси оксидов кремния, кальция, магния, алюминия и др.
Свойства указанных шлаковых песков и зерновой состав приводятся соответственно в таблицах 3, 4.
5. В качестве минерального порошка использовались отвальные «хвосты» нейтрализации Надеждинского металлургического завода г. Норильска, получаемые при очистке жидкой фазы пульпы отходов серосульфидной флотации медно-никелевого сульфидного концентрата от железа и цветных металлов, представляющие собой тонкодисперсный порошок и имеющие химический состав, представленный в таблице 5.
Результаты химического анализа показали, что основными составляющими отвальных «хвостов» нейтрализации являются соединения оксидов железа и кремния, зафиксированы относительно малые концентрации различных соединений с кальцием и серой. Термические исследования показали, что «хвосты» являются стабильными до температуры 300°C.
Физико-механические свойства отвальных «хвостов» исследовались в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52129-2003. Свойства этих порошков в сравнении с требованиями ГОСТ для минеральных порошков марки МП-2 (порошки из некарбонатных горных пород, твердых и порошковых отходов промышленного производства) приводятся в таблице 6.
Как видно из таблицы 6, по всем показателям отвальные «хвосты» отвечают требованиям ГОСТ Р 52129-2003.
В таблице 7 приводится зерновой состав отвальных «хвостов» в сравнении с требованиями ГОСТ Р 52129-2003.
Как видно из таблицы 7, по зерновому составу отвальные «хвосты» отвечают требованиям ГОСТ Р 52129-2003 и имеют высокую дисперсность, что позволяет повысить плотность асфальтобетонных смесей, уменьшить пористость, увеличить прочность и водостойкость асфальтобетона.
Измерения удельной эффективной активности естественных радионуклидов показали, что представленные исходные материалы (сера, шлаки, хвосты) согласно санитарным правилам относятся к I классу и могут быть использованы в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также в дорожном строительстве вне заселенных пунктов.
Приготовление асфальтобетонной смеси проводили следующим образом: в отдельной емкости разогревали битум до температуры 130-140°C и также в отдельной емкости разогревали серу до температуры 120-130°C. Затем получали серобитумное вяжущее путем перемешивания в течение 10 мин жидкой серы с горячим битумом.
Наполнители (щебень, шлаковый песок и отвальные «хвосты»), составляющие минеральную часть, грели до температуры 140-150°C. Затем наполнители и серобитумное вяжущее смешивали при температуре 135°C в течение 5-10 минут. Таким образом, температура приготовления сероасфальтобетона была на 10-20°C ниже температуры, указанной в ГОСТ 12801-98 на асфальтобетон, так как вязкость серобитумного вяжущего меньше вязкости битума. Во время приготовления асфальтобетона на серобитумном вяжущем не было обнаружено выделения вредных газов. Наблюдения показали, что применение серобитумного вяжущего приводит к ускорению процесса обволакивания зерен минеральной части смеси, а тем самым, и к быстрейшему получению асфальтобетонной смеси. Асфальтобетонные смеси на серобитумном вяжущем уплотняли при температуре 110-120°C. При таких температурах смеси сохраняли подвижность.
Для определения свойств сероасфальтобетона использовались образцы-цилиндры с размерами d=h=71,4 мм. Формование образцов проводили в металлической форме с двумя вкладышами, нагретой до температуры 90-100°C. Образцы уплотнялись на прессе при давлении 40 МПа в течение 3 мин.
Преимущества предлагаемых асфальтобетонных смесей показаны на составах мелкозернистых смесей, которые по своим гранулометрическим составам удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128-2009, предъявляемым к смесям типа «A» марки II. На заявленных минеральных заполнителях и на серобитумном вяжущем готовили четыре состава асфальтобетонной смеси, приведенных в таблице 8.
Количество серобитумного вяжущего устанавливается сверх 100% минеральной части асфальтобетона.
Качество асфальтобетона определялось по ГОСТ 12801-98 и сравнивалось со свойствами асфальтобетона по ГОСТ 9128-2009 для III дорожно-климатической зоны (прототип).
Свойства асфальтобетона из указанных составов приводятся в таблице 9.
Как видно из таблицы 9, по пределу прочности при 20, 50, 0°C и водостойкости предлагаемые составы асфальтобетона имеют лучшие показатели, чем известные составы (по прототипу).
Claims (1)
- Асфальтобетонная смесь, включающая вяжущее на битумной основе и минеральную часть, содержащую щебень, шлаковый песок размером 0-5 мм и минеральный порошок, отличающаяся тем, что она содержит указанное вяжущее, дополнительно включающее серу при соотношении серы с битумом 10-40:60-90, указанное серобитумное вяжущее в количестве 3,5-5,0 мас.% по отношению к минеральной части, в качестве минерального порошка - тонкодисперсные отвальные «хвосты» нейтрализации отходов металлургического завода, получаемые при очистке жидкой фазы пульпы отходов серосульфидной флотации медно-никелевого сульфидного концентрата от железа и цветных металлов, а в качестве щебня - известняковый щебень и указанного песка - песок из шлаков Надеждинского металлургического комбината при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Битум 2,7-4,0 сверх 100% Сера 0,35-1,8 сверх 100% Указанный щебень 50,5-60,0 Указанный шлаковый песок 33,5-41,3 Указанный минеральный порошок 5,5-10,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143473/03A RU2534861C1 (ru) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Асфальтобетонная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143473/03A RU2534861C1 (ru) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Асфальтобетонная смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2534861C1 true RU2534861C1 (ru) | 2014-12-10 |
Family
ID=53285687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013143473/03A RU2534861C1 (ru) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Асфальтобетонная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534861C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9796629B1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-10-24 | Saudi Arabian Oil Company | Fire-resistant sulfur concrete |
RU2637701C1 (ru) * | 2017-01-11 | 2017-12-06 | Владимир Петрович Кудрявцев | Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь и дорожное покрытие, выполненное из этой смеси |
CN109095818A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-28 | 重庆交通大学 | 改善隧道运营空气质量的沥青基路面极性材料及制备方法 |
CN111266387A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-06-12 | 北京科技大学 | 一种道路沥青的回收方法 |
RU2732751C2 (ru) * | 2018-06-29 | 2020-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр стратегических автодорожных исследований" | Минерально-органический композит для защиты дорожных покрытий и способ его получения |
RU2787268C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2023-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Асфальтобетонная смесь, содержащая заполнитель из отходов металлургического производства и битумное вяжущее марки PG |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3997355A (en) * | 1974-03-18 | 1976-12-14 | Chevron Research Company | Sulfur composition |
SU1323543A1 (ru) * | 1984-10-31 | 1987-07-15 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Способ приготовлени нефтеминеральной смеси |
SU1565862A1 (ru) * | 1988-07-05 | 1990-05-23 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Способ приготовлени асфальтобетонной смеси |
RU2074277C1 (ru) * | 1996-04-26 | 1997-02-27 | Андрей Михайлович Шевцов | Асфальтобетонная смесь |
RU2163610C2 (ru) * | 1998-12-09 | 2001-02-27 | Ооо Сп "Интер-S" | Способ получения сероасфальтобетона |
RU2276119C2 (ru) * | 2004-01-16 | 2006-05-10 | Норильский индустриальный институт | Сырьевая смесь для изготовления строительных конструкций и изделий |
RU2284304C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2006-09-27 | Константин Анатольевич Чернов | Способ получения серобитумного вяжущего |
RU2452748C1 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВСК-2000" (ООО "ВСК-2000") | Способ получения серобитума |
-
2013
- 2013-09-25 RU RU2013143473/03A patent/RU2534861C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3997355A (en) * | 1974-03-18 | 1976-12-14 | Chevron Research Company | Sulfur composition |
SU1323543A1 (ru) * | 1984-10-31 | 1987-07-15 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Способ приготовлени нефтеминеральной смеси |
SU1565862A1 (ru) * | 1988-07-05 | 1990-05-23 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Способ приготовлени асфальтобетонной смеси |
RU2074277C1 (ru) * | 1996-04-26 | 1997-02-27 | Андрей Михайлович Шевцов | Асфальтобетонная смесь |
RU2163610C2 (ru) * | 1998-12-09 | 2001-02-27 | Ооо Сп "Интер-S" | Способ получения сероасфальтобетона |
RU2284304C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2006-09-27 | Константин Анатольевич Чернов | Способ получения серобитумного вяжущего |
RU2276119C2 (ru) * | 2004-01-16 | 2006-05-10 | Норильский индустриальный институт | Сырьевая смесь для изготовления строительных конструкций и изделий |
RU2452748C1 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВСК-2000" (ООО "ВСК-2000") | Способ получения серобитума |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Смеси асфальтобетонные дорожные. Аэродромные . и асфальтобетон. ГОСТ 9128-2009, Москва, МНТКС, 2010. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637701C1 (ru) * | 2017-01-11 | 2017-12-06 | Владимир Петрович Кудрявцев | Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь и дорожное покрытие, выполненное из этой смеси |
US9796629B1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-10-24 | Saudi Arabian Oil Company | Fire-resistant sulfur concrete |
RU2732751C2 (ru) * | 2018-06-29 | 2020-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр стратегических автодорожных исследований" | Минерально-органический композит для защиты дорожных покрытий и способ его получения |
CN109095818A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-28 | 重庆交通大学 | 改善隧道运营空气质量的沥青基路面极性材料及制备方法 |
CN111266387A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-06-12 | 北京科技大学 | 一种道路沥青的回收方法 |
RU2787268C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2023-01-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Асфальтобетонная смесь, содержащая заполнитель из отходов металлургического производства и битумное вяжущее марки PG |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2534861C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
Moreno-Maroto et al. | A study on the valorization of a metallic ore mining tailing and its combination with polymeric wastes for lightweight aggregates production | |
Taha et al. | Use of cement bypass dust as filler in asphalt concrete mixtures | |
KR101438060B1 (ko) | 매립회와 순환골재를 이용한 도로기층용 재생콘크리트 혼합물 및 그 제조방법 | |
Osuya et al. | Evaluation of sawdust ash as a partial replacement for mineral filler in asphaltic concrete | |
CN106882944A (zh) | 一种盐渍土固化剂 | |
Jaritngam et al. | An investigation of lateritic soil cement for sustainable pavements | |
CN105174823A (zh) | 一种沥青混凝土的填料及沥青混凝土 | |
RU2460703C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2591938C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
TW201307247A (zh) | 互鎖磚 | |
RU2613211C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог | |
KR101746271B1 (ko) | 모래-황 모르타르로서 사용을 통한 황의 처리 | |
RU2508261C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2403217C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2613068C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог | |
EP2686281A1 (de) | Verfahren zur herstellung von bindemitteln | |
RU2377412C1 (ru) | Твердеющая закладочная смесь | |
Almasi et al. | Experimental evaluation of calcium chloride powder effect on the reduction of the pavement surface layer performance | |
JP5394163B2 (ja) | 洗浄廃鋳物砂混合水硬性セメント、セメント系固化体の製造方法並びに大気中炭酸ガスの吸着方法 | |
RU2183601C1 (ru) | Минерало-органическое вяжущее вещество | |
RU2439025C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий и конструкций | |
US1505880A (en) | Pavement composition | |
RU2205808C2 (ru) | Асфальтобетонная смесь и способ ее получения | |
ES2737525B2 (es) | Material de mortero u hormigon con residuos de extraccion de minerales metalicos y procedimiento de obtencion del mismo |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180926 |