RU2550888C2 - Production of rubber-bitumen compound - Google Patents

Production of rubber-bitumen compound Download PDF

Info

Publication number
RU2550888C2
RU2550888C2 RU2012154148/05A RU2012154148A RU2550888C2 RU 2550888 C2 RU2550888 C2 RU 2550888C2 RU 2012154148/05 A RU2012154148/05 A RU 2012154148/05A RU 2012154148 A RU2012154148 A RU 2012154148A RU 2550888 C2 RU2550888 C2 RU 2550888C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
bitumen
mixture
crumb
composition
Prior art date
Application number
RU2012154148/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012154148A (en
Inventor
Гордей Кириллович Корнейчук
Original Assignee
Гордей Кириллович Корнейчук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гордей Кириллович Корнейчук filed Critical Гордей Кириллович Корнейчук
Priority to RU2012154148/05A priority Critical patent/RU2550888C2/en
Publication of RU2012154148A publication Critical patent/RU2012154148A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550888C2 publication Critical patent/RU2550888C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to construction materials and can be used for road construction, roofing, insulating and sealing jobs. In compliance with this invention, the mix of rubber chips and bitumen is activated by ultrasound at the following ratio, wt %: rubber chips - 13-15, bitumen making the rest. If required, rubber chips are introduced to bitumen heated to 180°C in the mixer. Said mix is missed for at least 10 minutes and activated by ultrasound unless rubber-bitumen compound results.
EFFECT: better softening and brittleness temperatures under severe climatic conditions.
7 cl, 1 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ.The invention relates to building materials with a wide range of applications and can be used for road, roofing, insulation, sealing works.

Важнейшими характеристиками вяжущих для строительных материалов являются температурные характеристики - температура размягчения и температура хрупкости. Температура размягчения вяжущего определяет стойкость к колееобразованию (например, асфальтобетона).The most important characteristics of binders for building materials are temperature characteristics - softening temperature and brittleness temperature. The softening temperature of the binder determines the resistance to rutting (for example, asphalt concrete).

Температура хрупкости вяжущего в значительной степени определяет трещиностойкость при отрицательных температурах.The temperature of binder brittleness to a large extent determines the crack resistance at low temperatures.

Принято считать следующее. Температура размягчения должна быть не менее чем на 25°C больше наивысшей температуры в году в данном регионе. Температура хрупкости должна быть не выше самой низкой температуры года в данном регионе.It is considered to be the following. The softening temperature should be at least 25 ° C higher than the highest temperature in the year in the region. The fragility temperature should not be higher than the lowest temperature of the year in this region.

Известен полимерный модификатор битума, получаемый в удобной форме для транспортировки и прямого введения в битумную массу на месте ее использования в дорожном строительстве с низкой температурой хрупкости и повышенной температурой размягчения (патент RU 2158742, C1 2000), содержащий:Known polymer bitumen modifier, obtained in a convenient form for transportation and direct introduction into the bitumen mass at the place of its use in road construction with low brittle temperature and high softening temperature (patent RU 2158742, C1 2000), containing:

Дорожный битум БНД 60/90 или 90/130Road bitumen BND 60/90 or 90/130 50-8050-80 Резиновая крошкаRubber crumb 10-2510-25 Каучук синтетический полиизопреновый СКИ-3Synthetic polyisoprene rubber SKI-3 1-51-5 Сополимер этилена с пропиленом илиA copolymer of ethylene with propylene or полиэтилен высокого давления ПВЭДhigh-pressure polyethylene 1-101-10 Масло минеральное (соляровое,Mineral oil (solar, индустриальное масло И-8А, нафтапласт)industrial oil I-8A, naftaplast) 1-151-15

Существенным недостатком указанного полимерного модификатора является то, что поставленная задача решается тем, что в качестве модифицирующей добавки модификатор битума содержит дополнительно, кроме резиновой крошки, полимеры - каучук полиизопреновый и сополимер этилена с пропиленом или полиэтилен высокого давления ПВЭД. Это говорит о том, что не использован потенциал, заложенный в составе резины шинных отходов, связанный с девулканизацией резины.A significant drawback of this polymer modifier is that the problem is solved in that, as a modifying additive, the bitumen modifier additionally contains, in addition to crumb rubber, polymers - polyisoprene rubber and a copolymer of ethylene with propylene or high-pressure polyethylene PVED. This suggests that the potential inherent in the rubber tire waste associated with the devulcanization of rubber is not used.

Известен резиносодержащий полимерный модификатор битума (см. RU №2266934, C08L 95/00, 2004), который включает битум, полиэтилен, резиновую крошку, в качестве пластифицирующей добавки используют мазут, а в качестве девулканизирующего неорганического соединения - известь строительная, при этом полиэтилен вводят вторичный как низкого, так и высокого давления. Модификатор содержит, мас.%: битум БНД 60/90 47-62, мазут марки 100 2-5, резиновая крошка 30-35, вторичный полиэтилен (ПЭ) 3-7, известь строительная 3,0-6,0.Known rubber-containing polymer bitumen modifier (see RU No. 2266934, C08L 95/00, 2004), which includes bitumen, polyethylene, rubber crumb, fuel oil is used as a plasticizing agent, and building lime is used as a devulcanizing inorganic compound, while the polyethylene is introduced secondary to both low and high pressure. The modifier contains, wt.%: Bitumen BND 60/90 47-62, fuel oil grade 100 2-5, crumb rubber 30-35, secondary polyethylene (PE) 3-7, building lime 3.0-6.0.

Недостатками данного изобретения являются его сложный состав, включающий 5 компонентов (в том числе дополнительный полимер и пластификатор) и низкие достигаемые температуры хрупкости. Введение дополнительного полимера - вторичного полиэтилена объясняется низким уровнем девулканизации резиновой крошки, при котором в объемную фазу не попадает достаточное количество каучуков.The disadvantages of this invention are its complex composition, including 5 components (including an additional polymer and plasticizer) and low achievable brittle temperatures. The introduction of an additional polymer, secondary polyethylene, is explained by the low level of rubber crumb devulcanization, in which a sufficient amount of rubbers does not enter the bulk phase.

Известен способ приготовления резинобитумной композиции (см. RU 2448134 C1, 2010). По этому изобретению способ приготовления резинобитумной композиции включает приготовление смеси битума, резиновой крошки и пластификатора, отличающийся тем, что в составе смеси дополнительно использован малеиновый ангидрид, при этом в качестве пластификатора использовано растительное масло, причем названные компоненты в составе композиции использованы при следующем соотношении, мас. %:A known method of preparing a rubber-bitumen composition (see RU 2448134 C1, 2010). According to this invention, a method for preparing a rubber-bitumen composition comprises preparing a mixture of bitumen, rubber crumb and a plasticizer, characterized in that maleic anhydride is additionally used in the mixture, while vegetable oil is used as a plasticizer, and the above components are used in the composition in the following ratio, wt . %:

Резиновая крошкаRubber crumb 12,0-15,012.0-15.0 ПластификаторPlasticizer 5,0-20,05.0-20.0 Малеиновый ангидридMaleic Anhydride 0,3-0,50.3-0.5 БитумBitumen остальноеrest

Приведенные рабочие характеристики полученных резинобитумных композиций отдельно по себе достаточно высоки. Но в сочетании наблюдаются определенные недостатки. Так, при отличной самой низкой температуре хрупкости (- 55°C) температура размягчения композиции недостаточна (44°C). А при самой высокой температуре размягчения (62°C) температура хрупкости всего -30°C.The performance characteristics of the resulting rubber-bitumen compositions alone are quite high. But in combination, certain disadvantages are observed. So, at an excellent low temperature of brittleness (-55 ° C), the softening temperature of the composition is insufficient (44 ° C). And at the highest softening point (62 ° C), the fragility temperature is only -30 ° C.

Кроме того, в качестве пластификатора использовано растительное масло, которое является пищевым продуктом, а следовательно, дефицитным.In addition, vegetable oil is used as a plasticizer, which is a food product and, therefore, scarce.

Известна модифицирующая композиция для асфальтобетонных смесей и способ получения модифицированной асфальтобетонной смеси (RU №2377262, C08J 11/06, С04В 26/26, 2006). По этому изобретению модифицирующая композиция для асфальтобетонных смесей содержит активный резиновый порошок с размером частиц не более 0,8 мм и с величиной удельной геометрической поверхности не менее 5000 см2/г, полученный путем термомеханического измельчения резинового вулканизата в присутствии антиагломератора, выбранного из группы: парафин, озокерит и галогенсодержащие спирты-теломеры в количестве 0,1-2,0% от массы резинового вулканизата, а также метасиликат игольчатой структуры, инициатор гелеобразования, выбранный из группы: 4-нитро-N-метиланилин, N-метил-N,4-динитрозоанилин, N-(2-метил-2-нитропропил)-4-нитрозоанилин, N-нитрозодифениламин и, по меньшей мере, один структурирующий агент с повышенным индукционным периодом структурирования не менее 30 мин при температуре 160°C, выбранный из группы: олигомерная эпоксиэфирная смола, эпоксиднодиановая смола, поликонденсационная смола, способствующая образованию разветвленных или сетчатых структур.Known modifying composition for asphalt mixtures and a method for producing a modified asphalt mix (RU No. 2377262, C08J 11/06, С04В 26/26, 2006). According to this invention, the modifying composition for asphalt mixtures contains active rubber powder with a particle size of not more than 0.8 mm and with a specific geometric surface of at least 5000 cm 2 / g, obtained by thermomechanical grinding of rubber vulcanizate in the presence of an anti-agglomerator selected from the group: paraffin , ozokerite and halogen-containing telomeric alcohols in an amount of 0.1-2.0% by weight of rubber vulcanizate, as well as needle-shaped metasilicate, a gelation initiator selected from the group: 4 ro-N-methylaniline, N-methyl-N, 4-dinitrosoaniline, N- (2-methyl-2-nitropropyl) -4-nitrosoaniline, N-nitrosodiphenylamine and at least one structuring agent with an increased induction period of structuring is not less than 30 min at a temperature of 160 ° C, selected from the group: oligomeric epoxy ester resin, epoxydianine resin, polycondensation resin, which promotes the formation of branched or mesh structures.

Так как основные эксплуатационные свойства асфальтобетонов, главным образом, определяются физико-механическими показателями вяжущего, то все модификаторы (в том числе и полимерные), вводимые при получении асфальтобетонов, являются модификаторами исходного битума. Смешиваясь с битумом, они создают полимерно-битумное вяжущее, которое и определяет свойства асфальтобетонов.Since the main operational properties of asphalt concrete are mainly determined by the physicomechanical parameters of the binder, all modifiers (including polymer) introduced during the production of asphalt concrete are modifiers of the initial bitumen. Mixing with bitumen, they create a polymer-bitumen binder, which determines the properties of asphalt concrete.

Однако, авторы изобретения по какой-то причине, к сожалению, не приводят физико-механические показатели получаемого полимерно-битумного вяжущего (хотя и дают показатели исходного битума). Обращает на себя тот факт, что в состав модификатора авторы изобретения включили дополнительно к предварительно специально активированной резиновой крошке полимеры, выбранные из группы: олигомерная эпоксиэфирная смола, эпоксиднодиановая смола, поликонденсационная смола, способствующая образованию разветвленных или сетчатых структур.However, for some reason, the authors of the invention, unfortunately, do not give the physicomechanical parameters of the resulting polymer-bitumen binder (although they give the indicators of the initial bitumen). It is noteworthy that, in addition to previously specially activated rubber crumb, the authors of the invention included polymers selected from the group: oligomeric epoxy ester resin, epoxydianide resin, polycondensation resin, which promotes the formation of branched or mesh structures.

Это указывает на то, что специально активированный резиновый порошок не создает пространственной полимерной структуры в битуме, дающей возможность получить полимерное вяжущее с достаточно высокими физико-механическими характеристиками (в частности, температурными).This indicates that specially activated rubber powder does not create a spatial polymer structure in bitumen, which makes it possible to obtain a polymer binder with sufficiently high physical and mechanical characteristics (in particular, temperature).

Близким по технической сути является способ приготовления резинобитумной композиции, принятый за прототип, включающий приготовление смеси битума, резиновой крошки и пластификатора (см. RU №2178434, C08L 95/00, C08K 5/32, C08K 5/14, C04B 26/26, C08L 17/00, 2002).Close in technical essence is the method of preparing a rubber-bitumen composition adopted for the prototype, including the preparation of a mixture of bitumen, rubber crumb and plasticizer (see RU No. 2178434, C08L 95/00, C08K 5/32, C08K 5/14, C04B 26/26, C08L 17/00, 2002).

В композицию дополнительно вводят смесь соединения или соединений, выбранных из группы нитронов, способных к образованию стабильных радикалов, и перекисных соединений. Резину используют в виде различимых частично деструктированных частиц и продуктов ее деструкции, содержащихся в количестве не менее 0,5 мас.% в расчете на резину до деструкции. Частицы резины содержат ненасыщенные связи в количестве не менее 2% от общего числа связей. Композиция дополнительно содержит смесь вышеуказанного нитрона и перекисного соединения, взятых в массовом соотношении нитроны: перекисное соединение от 3:1 до 10:1 соответственно. Перечисленные компоненты используют в следующих количествах: вышеуказанная смесь из нитронов и перекисного соединения - 1-2 мас.%, вышеуказанная смесь из резины и продуктов ее деструкции - 5-30 мас.%, битум - до 100 мас.%.A mixture of a compound or compounds selected from the group of nitrons capable of forming stable radicals and peroxide compounds is additionally introduced into the composition. Rubber is used in the form of distinguishable partially degraded particles and products of its destruction, contained in an amount of not less than 0.5 wt.% Calculated on the rubber before destruction. The rubber particles contain unsaturated bonds in an amount of at least 2% of the total number of bonds. The composition further comprises a mixture of the above nitron and peroxide compound, taken in a mass ratio of nitrons: peroxide compound from 3: 1 to 10: 1, respectively. The listed components are used in the following amounts: the above mixture of nitrons and peroxide compounds - 1-2 wt.%, The above mixture of rubber and products of its destruction - 5-30 wt.%, Bitumen - up to 100 wt.%.

Отдельные физико-механические характеристики этой известной битумной композиции достаточно высоки, но недостаток этого решения проявляется в неудовлетворительном комплексе таких параметров, как температуры размягчения и хрупкости и эластичность. В частности, если достигается наилучший показатель температуры хрупкости (-28°C), то ему соответствует неудовлетворительная температура размягчения (+50°C), а если достигается наилучший показатель температуры размягчения (+92°C), то ему соответствует неудовлетворительная температура хрупкости (-18°C). И во всех случаях эластичность очень низкая (не более 35%). Таким образом, композиция, получаемая в рамках известного способа, не может эффективно работать в составе покрытий в суровых климатических условиях (при температурах наружного воздуха ниже -30°C и выше +30°C). При этом учет влияния солнечной радиации приводит к требованиям, чтобы температура размягчения вяжущего была не менее 55°C.The individual physicomechanical characteristics of this known bituminous composition are quite high, but the disadvantage of this solution is manifested in an unsatisfactory set of parameters such as softening and brittleness temperatures and elasticity. In particular, if the best indicator of brittleness temperature is reached (-28 ° C), then an unsatisfactory softening temperature (+ 50 ° C) corresponds to it, and if the best indicator of softening temperature (+ 92 ° C) is reached, then an unsatisfactory temperature of brittleness corresponds to it ( -18 ° C). And in all cases, the elasticity is very low (no more than 35%). Thus, the composition obtained in the framework of the known method cannot effectively work in the composition of coatings in harsh climatic conditions (at outdoor temperatures below -30 ° C and above + 30 ° C). Moreover, taking into account the influence of solar radiation leads to the requirements that the softening temperature of the binder be at least 55 ° C.

Для всех перечисленных выше аналогов характерен принципиальный общий недостаток - при получении резинобитумных вяжущих не реализуется полностью потенциал, заложенный в резиновой крошке шинных отходов. Главным образом, это определяется малым количеством каучука, образующегося при девулканизации резины. Это, в частности, отражается в получении неудовлетворительных температур хрупкости. Причина - количество каучука недостаточно для пластификации композиции, поэтому приходится дополнительно вводить пластификатор.All of the analogues listed above are characterized by a fundamental common drawback - upon receipt of rubber-bitumen binders, the potential inherent in the rubber crumb of tire waste is not fully realized. This is mainly determined by the small amount of rubber formed during the rubber devulcanization. This, in particular, is reflected in the receipt of unsatisfactory brittle temperatures. The reason is that the amount of rubber is not enough to plasticize the composition, so you have to additionally introduce a plasticizer.

Иными словами, в аналогах эффективность девулканизации резиновой крошки шинных отходов недостаточна. Эффективность использования резиновой крошки шинных отходов определяется количеством каучука, образующегося в результате девулканизации резины. Эти молекулы являются дисперсной фазой и образуют в объеме битума (дисперсная среда) полимерную пространственную сетку. При определенном количестве молекул каучука в заданном объеме дисперсионной среды (битум) достигается «насыщение» связей между ними. При этом наблюдается максимальное значение температуры размягчения резинобитумной композиции, но температура хрупкости остается почти как у исходного битума. При дальнейшем увеличении количества молекул каучука в объемной фазе возникает их «избыток», не входящий в полимерную пространственную сетку. Этот «избыток» каучука пластифицирует композицию. Причем чем больше «избыток» молекул каучука, тем сильнее пластификация. Это выражается в температурных характеристиках резинобитумных композиций - одновременном понижении температур размягчения и хрупкости.In other words, in analogues, the efficiency of devulcanization of rubber crumb of tire waste is insufficient. The efficiency of using rubber crumb of tire waste is determined by the amount of rubber formed as a result of rubber devulcanization. These molecules are a dispersed phase and form a polymer spatial network in the volume of bitumen (dispersed medium). With a certain number of rubber molecules in a given volume of the dispersion medium (bitumen), “saturation” of the bonds between them is achieved. In this case, the maximum value of the softening temperature of the rubber-bitumen composition is observed, but the fragility temperature remains almost like that of the initial bitumen. With a further increase in the number of rubber molecules in the bulk phase, their “excess” occurs, which is not included in the polymer spatial network. This "excess" of rubber plasticizes the composition. Moreover, the greater the "excess" of rubber molecules, the stronger the plasticization. This is expressed in the temperature characteristics of the bituminous compositions — at the same time lowering the softening and fragility temperatures.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в обеспечении возможности получения резинобитумной композиции с повышенными значениями температур размягчения и хрупкости, сохраняемыми в суровых климатических условиях при повышенных механических нагрузках.The problem to which the claimed solution is directed is to provide the possibility of obtaining a rubber-bitumen composition with elevated softening and brittle temperatures, stored in harsh climatic conditions under high mechanical stresses.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности получения материалов, эффективно «работающих» в суровых климатических условиях (при температурах наружного воздуха ниже -30°C и выше +30°C) при повышенных механических нагрузках в широком спектре строительных и дорожных конструкциях.The technical result achieved by solving the problem is expressed in providing the ability to obtain materials that effectively "work" in harsh climatic conditions (at outdoor temperatures below -30 ° C and above + 30 ° C) with increased mechanical loads in a wide range of building and road constructions.

Поставленная задача решается тем, что 1. Способ приготовления резинобитумной композиции, включающий приготовление смеси битума с резиновой крошкой, отличается тем, что эта смесь дополнительно активируется ультразвуком, причем названные компоненты в составе композиции используют при следующем соотношении, мас.%:The problem is solved in that: 1. A method of preparing a rubber-bitumen composition, including the preparation of a mixture of bitumen with crumb rubber, is characterized in that this mixture is additionally activated by ultrasound, and the above components are used in the composition in the following ratio, wt.%:

Резиновая крошкаRubber crumb 13,0-50,0 13.0-50.0 БитумBitumen остальное rest

кроме того, в процессе приготовления резинобитумной композиции в предварительно нагретый до 180°C в смесителе битум вводят определенными порциями резиновую крошку, каждый раз перемешивают не менее 10 минут и активируют смесь обработкой ультразвуком, причем эти операции производят до получения резинобитумной композиции заданного состава.in addition, during the preparation of the rubber-bitumen composition, rubber crumb is introduced in certain portions into the bitumen preheated to 180 ° C in the mixer, each time is mixed for at least 10 minutes and the mixture is activated by sonication, and these operations are performed until the rubber-bitumen composition of the given composition is obtained.

Кроме того, используют битум марки БНД 90/130.In addition, they use bitumen grade BND 90/130.

Кроме того, используют резиновую крошку шинных отходов фракции до 1,5 мм без дополнительной ее обработки.In addition, use rubber crumb tire waste fractions up to 1.5 mm without additional processing.

Кроме того, используют смеситель, выполненный с возможностью подогрева смеси до 200°C.In addition, use a mixer made with the possibility of heating the mixture to 200 ° C.

Кроме того, время ультразвуковой активации и мощность ультразвука взаимосвязаны и зависят от массы смеси.In addition, the time of ultrasonic activation and the power of ultrasound are interconnected and depend on the mass of the mixture.

Кроме того, процесс приготовления резинобитумной композиции ведут при температуре не менее 180°C.In addition, the process of preparing the rubber-bitumen composition is carried out at a temperature of at least 180 ° C.

Кроме того, что ультразвуковую обработку смеси осуществляют до завершения деструкции и диспергирования резиновой крошки, что выявляют, контролируя вязкость смеси.In addition, the ultrasonic treatment of the mixture is carried out until the destruction and dispersion of the rubber crumb is completed, which is detected by controlling the viscosity of the mixture.

По данной схеме получения активированной резинобитумной композиции обработку смеси битума с резиновой крошкой проводят мощным инструментом нанотехнологий - ультразвуком [Хмелев В.Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности / В.Н.Хмелев, А.Н.Сливин, Р.В.Барсуков, С.Н.Цыганок, А.В.Шалунов. Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. 203 с.]. При этом используют ультразвуковые аппараты с погружными волноводами.According to this scheme for producing an activated rubber-bitumen composition, the processing of a mixture of bitumen with crumb rubber is carried out by a powerful tool of nanotechnology - ultrasound [Khmelev V.N. The use of high-intensity ultrasound in industry / V.N.Khmelev, A.N. Slivin, R.V. Barsukov, S.N. Tsyganok, A.V. Shalunov. Alt. state tech. un-t, BTI. - Biysk: Publishing house Alt. state tech. University, 2010. 203 p.]. In this case, ultrasonic devices with submersible waveguides are used.

При этом под действием мощных кавитационных явлений в резине происходит разрыв связей сера - углерод и углерод - углерод [В.О. Абрамов, О.В. Абрамов, Ф.С. Дьячковский, Д.Ф. Дьячковский, О.М. Градов, Ж.В. Перлина, Д.Р.Разгон, Т. Фауст. Девулканизация резины в ультразвуковом поле (экспериментальные исследования), ж. «Материаловедение», 2005, №1, с.3-9.]. Результаты проведенных нами исследований показывают, что при этом происходит значительная деструкция резиновой крошки, а также диспергирование появившихся в результате этого молекул каучука до микро- и наноразмеров [Gordey K. Korneychuk, Andrey K. Runov, Research De-vulcanization of Tyres Rubber in an Ultrasonic Field. Proceeding on 13-th International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM 2012. P.94-98].Moreover, under the influence of powerful cavitation phenomena in rubber, the bonds sulfur-carbon and carbon-carbon break [V.O. Abramov, O.V. Abramov, F.S. Dyachkovsky, D.F. Dyachkovsky, O.M. Gradov, J.V. Perlina, D.R. Razgon, T. Faust. Ultrasonic devulcanization of rubber (experimental studies), g. “Material Science”, 2005, No. 1, pp. 3-9.]. The results of our studies show that this leads to significant destruction of rubber crumb, as well as dispersion of the rubber molecules resulting from this to micro- and nanoscale [Gordey K. Korneychuk, Andrey K. Runov, Research De-vulcanization of Tires Rubber in an Ultrasonic Field Proceeding on the 13th International Conference and Seminar on Micro / Nanotechnologies and Electron Devices EDM 2012. P.94-98].

Процесс развитой кавитации под действием ультразвука происходит только в жидкой среде, поэтому в разработанном Способе специальным образом поддерживается жидкая субстанция.The process of developed cavitation under the action of ultrasound occurs only in a liquid medium, therefore, in the developed Method, a liquid substance is specially supported.

Предлагаемый Способ получения резинобитумных композиций с использованием значительных количеств резиновой крошки (до 50%) использует то обстоятельство, что ультразвуковая обработка смесей битума с резиновой крошкой существенно понижает вязкость смесей.The proposed method for producing rubber-bitumen compositions using significant amounts of rubber crumb (up to 50%) uses the fact that ultrasonic treatment of mixtures of bitumen with rubber crumb significantly reduces the viscosity of the mixtures.

Последнее позволяет «ступенчатое» добавление резиновой крошки с последующей обработкой смеси ультразвуком, так чтобы во все время процесса поддерживать достаточно низкую вязкость жидкой смеси.The latter allows the "stepwise" addition of rubber crumb followed by sonication of the mixture, so that the viscosity of the liquid mixture is kept sufficiently low throughout the process.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки, указывающие, что «смесь дополнительно активируется ультразвуком», обеспечивают высокую эффективность девулканизации резиновой крошки с поступлением большого количества молекул каучука (дисперсная фаза) в объемную фазу - дисперсионнную среду (битум), которое не только обеспечивает образование полимерной пространственной сетки, но и пластификацию битума до уровня, дающего возможность получить более низкие температуры хрупкости композиции. Кроме того, под действием мощных кавитационных сил резиновая крошка деструктируется и диспергируется на очень мелкие дискретно активированные частицы. Образовавшиеся дискретно активированные частицы резины имеют активированную поверхность за счет функциональных групп с ненасыщенными связями. Это обуславливает то, что эти частицы связываются с молекулами каучука, находящимися уже в объемной фазе, создавая с ними полимерную пространственную сетку, заполняющую дисперсионную среду - битум. Однако «избыток» дискретно активированных частиц резины так же, как и «избыток» молекул каучука, оказывает пластифицирующий эффект. С другой стороны, в результате диспергирования резиновой крошки уничтожаются поры резины и заполнявший их битум (в результате чего набухала резиновая крошка) пополняет объемную фазу. Кроме того, благодаря девулканизации резины появляющиеся молекулы каучука в свою очередь диспергируются под действием ультразвуковой кавитации. Благодаря этому резко уменьшается вязкость получаемой резинобитумной композиции и, следовательно, улучшается ее технологичность.Signs indicating that “the mixture is additionally activated by ultrasound” provide high efficiency for the devulcanization of rubber crumb with the entry of a large number of rubber molecules (dispersed phase) into the bulk phase — a dispersion medium (bitumen), which not only provides the formation of a polymer spatial network, but also plasticization bitumen to a level that makes it possible to obtain lower temperature fragility of the composition. In addition, under the influence of powerful cavitation forces, the rubber crumb is destroyed and dispersed into very small discretely activated particles. Discrete activated rubber particles formed have an activated surface due to functional groups with unsaturated bonds. This leads to the fact that these particles bind to rubber molecules already in the bulk phase, creating a polymer spatial network with them, filling the dispersion medium - bitumen. However, the "excess" of discretely activated rubber particles, like the "excess" of rubber molecules, has a plasticizing effect. On the other hand, as a result of dispersion of the rubber crumb, the rubber pores are destroyed and the bitumen filling them (as a result of which the rubber crumb swells) replenishes the bulk phase. In addition, due to the devulcanization of rubber, the resulting rubber molecules are in turn dispersed under the influence of ultrasonic cavitation. Due to this, the viscosity of the resulting bituminous composition decreases sharply and, therefore, its manufacturability improves.

Необходимо отметить, что исследование влияния ультразвуковой обработки на температурные характеристики исходного битума БНД 90/130 показало, что их значения не изменились - как были до ультразвуковой обработки, так и остались (Тр=51°C и Тхр=-20°C). Этот факт подтверждает, что механизм воздействия ультразвука на смесь битума с резиновой крошкой связан только с кавитационными процессами, приводящими к деструкции и диспергированию резиновой крошки и образовавшихся молекул каучука.It should be noted that the study of the effect of ultrasonic treatment on the temperature characteristics of the initial bitumen BND 90/130 showed that their values did not change - they were as before the ultrasonic treatment (T p = 51 ° C and T xp = -20 ° C) . This fact confirms that the mechanism of action of ultrasound on a mixture of bitumen with rubber crumb is associated only with cavitation processes leading to the destruction and dispersion of rubber crumb and the resulting rubber molecules.

О влиянии ультразвуковой обработки можно судить по сопоставлению следующих экспериментальных результатов. Полученная резинобитумная композиция при только термомеханическом воздействии при температуре 180°C имела следующие характеристики: Тр=144°C, Тхр=-15°C, эластичность, пенетрация при 25°C П25=30 у.е.The effect of ultrasonic treatment can be judged by comparing the following experimental results. The resulting rubber-bitumen composition with only thermomechanical action at a temperature of 180 ° C had the following characteristics: T p = 144 ° C, T xp = -15 ° C, elasticity, penetration at 25 ° C P 25 = 30 c.u.

Полученная же резинобитумная композиция по предлагаемому способу с ультразвуковой обработкой при той же температуре имела следующие характеристики: Тр=68°C, Тхр=-35°C, П25=62.The resulting rubber-bitumen composition according to the proposed method with ultrasonic treatment at the same temperature had the following characteristics: T p = 68 ° C, T xp = -35 ° C, P 25 = 62.

Из приведенного примера видно, что пенетрация композиции увеличилась вдвое, т.е. вязкость композиции в жидком состоянии значительно понизилась.It can be seen from the above example that the penetration of the composition doubled, i.e. the viscosity of the composition in the liquid state decreased significantly.

В результате активирования ультразвуком смеси битума и резиновой крошки образуется резинобитумная композиция с достаточно высокой температурой хрупкости, удовлетворяющая поставленным критериям (должна быть ниже чем -30°C).As a result of ultrasonic activation of a mixture of bitumen and rubber crumb, a rubber-bitumen composition is formed with a sufficiently high brittle temperature, satisfying the set criteria (should be lower than -30 ° C).

«Выход» значения концентрации битума за нижний предел заявленного диапазона (ниже 50% - при выводе значения резиновой крошки выше 50%) снижает гидроизоляционные свойства композиции, а «выход» значения концентрации битума за верхний предел заявленного диапазона (выше 87% - при выводе значения концентрации резиновой крошки ниже 13%) ведет к образованию покрытия с недостаточной температурой хрупкости.The “exit” of the bitumen concentration value beyond the lower limit of the declared range (below 50% - when the rubber crumb value is displayed above 50%) reduces the waterproofing properties of the composition, and the “exit” of the bitumen concentration value beyond the upper limit of the declared range (above 87% - when the value is displayed concentrations of crumb rubber below 13%) leads to the formation of a coating with insufficient brittle temperature.

Признаки, указывающие, что температуру смеси, включающую битум и резиновую крошку, 180°C (и затем ультразвуковую обработку) «поддерживают до окончания приготовления композиции» обеспечивают достаточную оперативность процесса приготовления композиции и одновременно исключают потерю части компонентов из-за испарения при превышении температурного режима.Signs indicating that the temperature of the mixture, including bitumen and rubber crumb, 180 ° C (and then ultrasonic treatment) “support until the composition is finished” provide sufficient speed for the composition preparation process and at the same time exclude the loss of some components due to evaporation when the temperature is exceeded .

Признак, указывающий, что «операцию перемешивания смеси с резиновой крошкой ведут не менее 10 минут», обеспечивает равномерное распределение резиновой крошки в битуме. Превышение этого показателя ведет к неоправданному повышению энергоемкости процесса приготовления смеси.A sign indicating that "the operation of mixing the mixture with rubber crumb is conducted for at least 10 minutes", ensures uniform distribution of rubber crumb in the bitumen. Exceeding this indicator leads to an unjustified increase in the energy intensity of the mixture preparation process.

Признаки третьего пункта формулы изобретения, конкретизируя характеристику резиновой крошки (отсутствие дополнительной обработки и крупность), обеспечивают минимизацию стоимости компонента из-за отсутствия его дополнительной механической обработки и одновременно (за счет минимизации крупности) обеспечивают сокращение продолжительности процесса ее девулканизации.The features of the third claim, specifying the characteristics of rubber crumb (lack of additional processing and particle size), minimize the cost of the component due to the lack of additional mechanical processing and at the same time (by minimizing particle size) provide a reduction in the duration of the process of its devulcanization.

Для приготовления композиции используют: битум марки БНД 90/130 (ГОСТ 22245-90) - битум нефтяной дорожный; резиновую крошку - продукт переработки шинных отходов, фракция до 1,5 мм.To prepare the composition, use: bitumen grade BND 90/130 (GOST 22245-90) - road oil bitumen; rubber crumb - a tire waste product, fraction up to 1.5 mm.

Для приготовления композиции используют устройства известной конструкции, выполненные в виде емкости, снабженной лопастной мешалкой и средствами поддержания температурного режима не менее 200°C.To prepare the composition, devices of known design are used, made in the form of a container equipped with a paddle mixer and means for maintaining the temperature regime of at least 200 ° C.

Для ультразвуковой обработки применяют ультразвуковые аппараты с погружными волноводами. Возможно применение и проточных аппаратов.For ultrasonic treatment, ultrasonic devices with submersible waveguides are used. Possible use and flow apparatus.

Композицию готовят и используют следующим образом.The composition is prepared and used as follows.

При приготовлении и использовании композиции необходимо соблюдение следующего комплекса мер безопасности:When preparing and using the composition, the following set of safety measures must be observed:

- работники должны быть обеспечены средствами индивидуальной за щиты в соответствии с ГОСТ 12.4.103 (комбинезоны, фартуки, ботинки кожаные, средствами защиты органов дыхания - респираторы с аэрозольным фильтром, для зашиты глаз - очками);- employees must be provided with personal protective equipment in accordance with GOST 12.4.103 (overalls, aprons, leather boots, respiratory protection equipment - respirators with an aerosol filter, goggles for eye protection);

- работы, связанные с использованием композиции, должны проводиться в соответствии с «Санитарными правилами организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» ГОСТ 12.3.002, ГОСТ 12.3.035;- work associated with the use of the composition should be carried out in accordance with the "Sanitary rules for the organization of technological processes and hygienic requirements for production equipment" GOST 12.3.002, GOST 12.3.035;

- работы, связанные с приготовлением и применением композиции в замкнутых помещениях, должны проводиться только при непрерывно действующей приточно-вытяжной вентиляции или с использованием средств защиты органов дыхания, при этом запрещается применение открытого огня;- work related to the preparation and use of the composition in enclosed spaces should only be carried out with continuously operating supply and exhaust ventilation or with the use of respiratory protection, while the use of open flame is prohibited;

- при работе в закрытых помещениях разрешается применение светильников только во взрывобезопасном исполнении;- when working in enclosed spaces, the use of luminaires only in explosion-proof design is permitted;

- перед началом работы следует проверить исправность электрооборудования и наличие заземления во избежание искрения.- Before starting work, it is necessary to check the serviceability of electrical equipment and the presence of grounding in order to avoid sparking.

Изобретение иллюстрируется, но не исчерпывается следующими примерами.The invention is illustrated, but not limited to, by the following examples.

Примечание. Перед приготовлением резинобитумных смесей резиновую крошку шинных отходов высушивают до постоянного веса при температуре не ниже 120°С.Note. Before preparing rubber-bitumen mixtures, the rubber crumb of tire waste is dried to a constant weight at a temperature of at least 120 ° C.

Пример 1. В смеситель помещают 135 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°С. Затем туда вводят 15 г (10 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 30 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 1. 135 g of BND 90/130 grade bitumen are placed in a mixer and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 15 g (10 wt.%) Of crumb rubber is introduced therein, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 30 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 2. В смеситель помещают 140,5 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят 19,5 г (13 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 30 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 2. 140.5 g of bitumen grade BND 90/130 are placed in a mixer and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 19.5 g (13 wt.%) Of crumb rubber is introduced therein, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 30 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 3. В смеситель помещают 127,5 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят 22,5 г (15 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 30 минут активируют ультразвуковом мощностью150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 3. 127.5 g of bitumen grade BND 90/130 are placed in the mixer and heated to a temperature of 180 ° C. Then 22.5 g (15 wt.%) Of crumb rubber is introduced therein, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 30 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersed waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 4. В смеситель помещают 117 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят 33 г (22 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 30 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 4. In a mixer placed 117 g of bitumen grade BND 90/130 and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 33 g (22 wt.%) Of crumb rubber is introduced therein, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 30 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 5. В смеситель помещают 225 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят 75 г (25 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 60 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 5. 225 g of BND 90/130 grade bitumen are placed in a mixer and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 75 g (25 wt.%) Of crumb rubber is introduced therein, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 60 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with a submersible waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 6. В смеситель помещают 105 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят порциями 45 г (30 мас.%) резиновой крошки, полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут. Далее полученную смесь 30 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут.Example 6. 105 g of BND 90/130 grade bitumen are placed in a mixer and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 45 g (30 wt.%) Rubber crumbs are introduced in portions, the resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes. Next, the resulting mixture is activated for 30 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the uniformity of the mixture, it is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes.

После этого полученная резинобитумная композиция готова к дальнейшему использованию.After that, the resulting rubber-bitumen composition is ready for further use.

Пример 7. В смеситель помещают 90 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят порциями 60 г (40 мас.%) резиновой крошки следующим образом. Вперед вводят 30 г резиновой крошки (получая смесь с 25 мас.%), полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут, а затем 10 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 5 минут. Далее последовательно вводят еще три раза по 10 г резиновой крошки, каждый раз повторяя предыдущие операции термомеханической и ультразвуковой обработки смеси. После такого «ступенчатого» ввода резиновой крошки и последующей обработки смеси композиция готова к дальнейшему использованию.Example 7. In the mixer, 90 g of bitumen grade BND 90/130 is placed and heated to a temperature of 180 ° C. Then 60 g (40 wt.%) Of crumb rubber are introduced in portions as follows. 30 g of rubber crumb is introduced forward (obtaining a mixture with 25 wt.%), The resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes, and then 10 minutes is activated with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersed waveguide. Then, to increase the homogeneity of the mixture, it is mixed at a speed of 200 rpm for 5 minutes. Then, three more times 10 g of rubber crumb is successively introduced, each time repeating the previous operations of thermomechanical and ultrasonic treatment of the mixture. After such a “step-by-step” introduction of rubber crumb and subsequent processing of the mixture, the composition is ready for further use.

Пример 8. В смеситель помещают 75 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят порциями 75 г (50 мас.%) резиновой крошки следующим образом. Вперед вводят 30 г резиновой крошки (получая, примерно, смесь с 28,6 мас.%), полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут, а затем 10 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 5 минут. Далее последовательно вводят еще три раза по 15 г резиновой крошки, каждый раз повторяя все предыдущие операции термомеханической и ультразвуковой обработки смеси. После такого «ступенчатого» ввода резиновой крошки и последующей обработки смеси композиция готова к дальнейшему использованию.Example 8. In a mixer placed 75 g of bitumen grade BND 90/130 and heated to a temperature of 180 ° C. Then, 75 g (50 wt.%) Of crumb rubber is introduced in portions as follows. 30 g of rubber crumb is introduced forward (obtaining, approximately, a mixture with 28.6 wt.%), The resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes, and then activated for 10 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the homogeneity of the mixture, it is mixed at a speed of 200 rpm for 5 minutes. Then, three more g of rubber crumb is introduced three more times successively, each time repeating all previous operations of thermomechanical and ultrasonic treatment of the mixture. After such a “step-by-step” introduction of rubber crumb and subsequent processing of the mixture, the composition is ready for further use.

Пример 9. В смеситель помещают 75 г битума марки БНД 90/130 и нагревают до температуры 180°C. Затем туда вводят порциями 78,06 г (51 мас.%) резиновой крошки следующим образом. Вперед вводят 30 г резиновой крошки (получая, примерно, смесь с 27,6 мас.%), полученную смесь перемешивают со скоростью 200 об/мин 10 минут, а затем 10 минут активируют ультразвуковом мощностью 150 Вт при помощи ультразвукового аппарата с погружным волноводом. Затем для повышения однородности смеси ее перемешивают со скоростью 200 об/мин 5 минут. Далее последовательно вводят еще три раза по 16,2 г резиновой крошки, каждый раз повторяя все предыдущие операции термомеханической и ультразвуковой обработки смеси. После такого «ступенчатого» ввода резиновой крошки и последующей обработки смеси композиция готова к дальнейшему использованию.Example 9. In a mixer, 75 g of bitumen grade BND 90/130 is placed and heated to a temperature of 180 ° C. Then 78.06 g (51 wt.%) Of crumb rubber are introduced therein in portions as follows. 30 g of rubber crumb is introduced forward (obtaining, approximately, a mixture with 27.6 wt.%), The resulting mixture is stirred at a speed of 200 rpm for 10 minutes, and then activated for 10 minutes with an ultrasonic power of 150 W using an ultrasonic apparatus with an immersion waveguide. Then, to increase the homogeneity of the mixture, it is mixed at a speed of 200 rpm for 5 minutes. Then, 16.2 g of rubber crumb is introduced three more times successively, each time repeating all previous operations of thermomechanical and ultrasonic treatment of the mixture. After such a “step-by-step” introduction of rubber crumb and subsequent processing of the mixture, the composition is ready for further use.

Измеренные температурные характеристики активированных композиций, составы которых приведены в примерах 1-9, представлены в табл.1.The measured temperature characteristics of the activated compositions, the compositions of which are shown in examples 1-9, are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Рабочие характеристики резинобитумной композицииPerformance characteristics of bituminous composition № примераExample No. Температура размягчения, °CSoftening point, ° C Температура хрупкости, СFragility temperature, С Интервал пластичности, °CPlasticity Interval, ° C 1one 5555 -25-25 8080 22 7474 -30-thirty 104104 33 7272 -31-31 109109 4four 7070 -33-33 103103 55 7373 -35-35 103103 66 7676 -36-36 106106 77 8484 -38-38 114114 88 9696 -45-45 136136 99 102102 -47-47 157157 ПрототипPrototype 50fifty -28-28 7878 Исходный битум БНД 90/130Original bitumen BND 90/130 5151 -20°C-20 ° C 7171

Пример №1 (см. таблицу 1) показывает, что содержание в смеси резиновой крошки в количестве 10% не обеспечивает необходимой температуры хрупкости получаемой резинобитумной композиции.Example No. 1 (see table 1) shows that the content in the mixture of rubber crumb in the amount of 10% does not provide the necessary brittleness temperature of the resulting rubber-bitumen composition.

Пример №5 иллюстрирует признак заявленного решения «Кроме того, время ультразвуковой активации и мощность ультразвука взаимосвязаны и зависят от массы смеси».Example No. 5 illustrates the feature of the claimed solution "In addition, the time of ultrasonic activation and the power of ultrasound are interconnected and depend on the mass of the mixture."

Пример №9 показывает, что верхний предел концентрации резиновой крошки в смеси ограничивается очень высоким значением температуры размягчения. Из этого примера видно, что активированная резинобитумная композиция, получаемая из смеси с концентрацией резиновой крошки, равной 51%, имеет температуру размягчения 102°C. Такай высокая температура размягчения создает большие технологические трудности для использования получаемой композиции, так как для приведения ее в жидкое и текучее состояние будет требоваться нагрев выше 200°C.Example No. 9 shows that the upper limit of the concentration of rubber crumb in the mixture is limited by a very high softening point. From this example it is seen that the activated rubber-bitumen composition obtained from a mixture with a concentration of rubber crumb equal to 51% has a softening temperature of 102 ° C. Such a high softening temperature creates great technological difficulties for using the resulting composition, since it will require heating above 200 ° C to bring it into a liquid and fluid state.

Результаты испытаний, полученных по изобретению резинобитумных композиций, приведенные в таблице, показывают, что они характеризуются гораздо большими интервалами пластичности по сравнению с аналогичными характеристиками прототипа.The test results obtained according to the invention of rubber-bitumen compositions shown in the table show that they are characterized by much greater intervals of plasticity compared to similar characteristics of the prototype.

Достоинством предлагаемого изобретения перед аналогами и прототипом является повышенная экономичность получаемой по данному изобретению резинобитумной композиции за счет замены части битума, пластификаторов и дополнительных полимеров на резиновую крошку шинных отходов, являющихся непрерывно пополняемым вторичным продуктом автопрома (причем количество шинных отходов в мире и в России увеличивается с каждым годом).The advantage of the present invention over analogues and prototype is the increased cost-effectiveness of the rubber-bitumen composition obtained according to this invention by replacing part of bitumen, plasticizers and additional polymers with rubber crumb of tire waste, which is continuously replenished as a secondary product of the automotive industry (the amount of tire waste in the world and in Russia increases from every year).

Необходимо также учитывать, что в состав резиновой крошки шинных отходов входят ценнейшие добавки (например, антиоксиданты), которые при деструкции резины под действием ультразвука переходят в объемную фазу. Вследствие этого отпадает необходимость введения специальных добавок в получаемую активированную резинобитумную композицию.It should also be borne in mind that the rubber crumb of tire waste contains valuable additives (for example, antioxidants), which, when degraded, under the action of ultrasound, pass into the bulk phase. As a result, there is no need to introduce special additives in the resulting activated rubber-bitumen composition.

Готовую композицию используют в качестве материала широкого спектра применения - она может быть использована для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ. При этом предпочтительно ее употребление в гранулированном виде, например, в виде асфальтового вяжущего [А.В. Руденский, А.Л. Шумик. Прочностные свойства асфальтовых вяжущих. «Строительные материалы», №6, 2008 г.].The finished composition is used as a material for a wide range of applications - it can be used for road, roofing, insulation, sealing works. Moreover, it is preferable to use it in granular form, for example, in the form of an asphalt binder [A.V. Rudensky, A.L. Shumik. Strength properties of asphalt binders. “Building materials”, No. 6, 2008].

Claims (7)

1. Способ приготовления резинобитумной композиции, включающий приготовление смеси битума с резиновой крошкой, отличается тем, что эта смесь дополнительно активируется ультразвуком, причем названные компоненты в составе композиции используют при следующем соотношении, мас. %:
Резиновая крошка 13,0-50,0 Битум остальное

кроме того, в процессе приготовления резинобитумной композиции в предварительно нагретый до 180°C в смесителе битум вводят порциями при необходимости резиновую крошку, каждый раз перемешивают со скоростью 200 об/мин не менее 10 мин и активируют смесь обработкой ультразвуком после введения каждой порции крошки, причем эти операции производят до получения резинобитумной композиции.
1. A method of preparing a rubber-bitumen composition, including the preparation of a mixture of bitumen with crumb rubber, is characterized in that this mixture is additionally activated by ultrasound, and the above components in the composition are used in the following ratio, wt. %:
Rubber crumb 13.0-50.0 Bitumen rest

in addition, during the preparation of the rubber-bitumen composition, rubber crumb is introduced in portions if necessary into the bitumen preheated to 180 ° C in the mixer, each time mixed at a speed of 200 rpm for at least 10 minutes and the mixture is activated by sonication after each portion of the crumb is introduced, moreover these operations are carried out to obtain a rubber-bitumen composition.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют битум марки БНД 90/130.2. The method according to p. 1, characterized in that they use bitumen grade BND 90/130. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют резиновую крошку шинных отходов фракции до 1,5 мм, при этом резиновую крошку перед приготовлением резинобитумной смеси высушивают до постоянного веса.3. The method according to p. 1, characterized in that the rubber crumb of tire waste fractions of up to 1.5 mm is used, while the rubber crumb is dried to a constant weight before preparing the rubber-bitumen mixture. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют смеситель, выполненный с возможностью подогрева смеси до 200°C.4. The method according to p. 1, characterized in that they use a mixer made with the possibility of heating the mixture to 200 ° C. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время ультразвуковой активации и мощность ультразвука взаимосвязаны и зависят от массы смеси.5. The method according to p. 1, characterized in that the time of ultrasonic activation and the power of ultrasound are interconnected and depend on the mass of the mixture. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс приготовления резинобитумной композиции ведут при температуре не менее 180°C.6. The method according to p. 1, characterized in that the process of preparing a rubber-bitumen composition is carried out at a temperature of at least 180 ° C. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку смеси осуществляют до завершения деструкции и диспергирования резиновой крошки, что выявляют, контролируя вязкость смеси. 7. The method according to p. 1, characterized in that the ultrasonic treatment of the mixture is carried out until the destruction and dispersion of the rubber crumb, which is revealed by controlling the viscosity of the mixture.
RU2012154148/05A 2012-12-13 2012-12-13 Production of rubber-bitumen compound RU2550888C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154148/05A RU2550888C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Production of rubber-bitumen compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154148/05A RU2550888C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Production of rubber-bitumen compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012154148A RU2012154148A (en) 2014-06-27
RU2550888C2 true RU2550888C2 (en) 2015-05-20

Family

ID=51215719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154148/05A RU2550888C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Production of rubber-bitumen compound

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550888C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630529C1 (en) * 2016-05-26 2017-09-11 Владимир Георгиевич Андриенко Method for production of modified bituminous binders for road surfaces (versions)
RU2812072C1 (en) * 2023-04-28 2024-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "ДОРСИБ Инжиниринг" Modified bitumen for construction and method for its obtaining

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94010763A (en) * 1994-03-24 1995-11-10 Научно-производственная компания "Тетра" BITUMEN EMULSION WITH IMPROVED OPERATIONAL PROPERTIES
US5508112A (en) * 1988-09-09 1996-04-16 Elf France Process for the preparation of bitumen-polymer composition
US5863971A (en) * 1996-05-20 1999-01-26 Shell Oil Company Process for preparing bitumen compositions
RU2158742C1 (en) * 1999-07-19 2000-11-10 Раков Константин Викторович Polymeric bitumen modifier
RU2178434C1 (en) * 2001-01-05 2002-01-20 Марченко Александр Петрович Bitumen composition for road, roofing and insulating work, and asphalt-concrete mix based thereon
RU43215U1 (en) * 2004-08-31 2005-01-10 Тертерян Давид Адамович MATERIAL PROCESSING DEVICE
RU2377262C1 (en) * 2008-03-24 2009-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Уником" Modifying composition for asphalt-concrete mixtures and method of producing modified asphalt-concrete mixture
US20100192805A1 (en) * 2007-04-26 2010-08-05 Ceca S.A. Method for preparing coated materials based on bituminous products and uses thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2141494C1 (en) * 1997-11-05 1999-11-20 Производственно-коммерческое акционерное общество закрытого типа "Люберит" Method of preparing bitumen polymeric composition for roofing and hydroinsulating materials

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508112A (en) * 1988-09-09 1996-04-16 Elf France Process for the preparation of bitumen-polymer composition
RU94010763A (en) * 1994-03-24 1995-11-10 Научно-производственная компания "Тетра" BITUMEN EMULSION WITH IMPROVED OPERATIONAL PROPERTIES
US5863971A (en) * 1996-05-20 1999-01-26 Shell Oil Company Process for preparing bitumen compositions
RU97118248A (en) * 1997-11-05 1999-09-20 Производственно-коммерческое акционерное общество закрытого типа "Люберит" METHOD FOR PRODUCING BITUMINO-POLYMERIC COMPOSITION FOR ROLLED ROOFING AND WATERPROOFING MATERIALS
RU2158742C1 (en) * 1999-07-19 2000-11-10 Раков Константин Викторович Polymeric bitumen modifier
RU2178434C1 (en) * 2001-01-05 2002-01-20 Марченко Александр Петрович Bitumen composition for road, roofing and insulating work, and asphalt-concrete mix based thereon
RU43215U1 (en) * 2004-08-31 2005-01-10 Тертерян Давид Адамович MATERIAL PROCESSING DEVICE
US20100192805A1 (en) * 2007-04-26 2010-08-05 Ceca S.A. Method for preparing coated materials based on bituminous products and uses thereof
RU2377262C1 (en) * 2008-03-24 2009-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Уником" Modifying composition for asphalt-concrete mixtures and method of producing modified asphalt-concrete mixture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630529C1 (en) * 2016-05-26 2017-09-11 Владимир Георгиевич Андриенко Method for production of modified bituminous binders for road surfaces (versions)
RU2812072C1 (en) * 2023-04-28 2024-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "ДОРСИБ Инжиниринг" Modified bitumen for construction and method for its obtaining

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012154148A (en) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1103791C (en) Polymer material, process for its production and use thereof
KR101566265B1 (en) Modified recycling asphalt concrete composition and the method of the same
RU2509787C2 (en) Bitumen-rubber composition for road surface binder and method for production thereof
EP3401367B1 (en) Bituminous compositions comprising an amine additive and a hydroxide, their preparation process and applications
RU2009109592A (en) METHOD OF RE-USING DISMOUNTED ASPHALT AND OBTAINING ASPHALT MIXTURE
EP3268395A1 (en) Polymerized oils&methods of manufacturing the same
RU2489464C1 (en) Method to prepare rubber modified bitumen
EP2984143A1 (en) Mastic composition for asphalt mixtures and process for making such a mastic composition
ATE430780T1 (en) RUBBER COMPOSITIONS, METHOD FOR PRODUCING RUBBER COMPOSITIONS, RUBBER AND ARTICLES CONTAINING RUBBER
RU2550888C2 (en) Production of rubber-bitumen compound
KR101392513B1 (en) Modified emulsion asphalt for cold-mix asphalt concrete mixture, and process of making the same
US3810857A (en) Bituminous compositions containing plastic or elastomer polysulphide polymers
KR101863295B1 (en) Composition of Additives for Warm In-Place Recycling of Asphalt Pavements
RU2559508C1 (en) Bitumen modifier for road asphalt concrete
US20010023276A1 (en) Polymeric material, method for its manufacture, and its utilization
RU2618854C1 (en) Method of obtaining a polymer-bitumen astringent for road construction
RU2473994C1 (en) Method of producing radiation cross-linked fluoropolymer composition
KR20090039293A (en) Modified asphalt composition used in treated fine waste tire powder with the propylene wax
RU2448134C1 (en) Method to prepare rubber modified bitumen
RU2327719C1 (en) Bitumen-rubber composition and method of obtaining it
RU2522618C2 (en) Method of obtaining polymer-bitumen compositions
WO2022035343A1 (en) Bitumen/rubber composition for a paving binder and method for producing same
RU2323231C1 (en) Rubber-bitumen mastic
RU2355723C2 (en) Bituminous polymeric material and producing method thereof
RU2220171C1 (en) Bitumen-containing material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191214