RU2785849C1 - A method for producing a bitumen binder with improved viscoelastic and adhesive characteristics - Google Patents
A method for producing a bitumen binder with improved viscoelastic and adhesive characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785849C1 RU2785849C1 RU2022105701A RU2022105701A RU2785849C1 RU 2785849 C1 RU2785849 C1 RU 2785849C1 RU 2022105701 A RU2022105701 A RU 2022105701A RU 2022105701 A RU2022105701 A RU 2022105701A RU 2785849 C1 RU2785849 C1 RU 2785849C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- bitumen
- binder
- bio
- strength
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 title abstract description 17
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 title abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012075 bio-oil Substances 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane;hydrate Chemical class O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 abstract description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 5
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 5
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 229920002725 Thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 2
- 102200035591 MAP6D1 C10G Human genes 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N methylene chloride Substances ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно к способу получение битумного вяжущего с улучшенными эксплуатационными свойствами. Изобретение может быть использовано на нефтеперерабатывающих предприятиях, а также при выполнении строительных и дорожных работ.The invention relates to the field of oil refining, specifically to a method for producing a bituminous binder with improved performance properties. The invention can be used in oil refineries, as well as in construction and road works.
Технический битум представляет собой остаточный продукт переработки нефти и характеризуется большим содержанием серы и высоким значением вязкости, что приводит к ограниченности его применения в отраслях народного хозяйства. Основной областью использования технического битума является строительная и дорожная промышленность, где он применяется для создания влагоотталкивающих покрытий, а также в качестве битумного вяжущего для получения дорожного полотна. Для битумных вяжущих одними из главных показателей являются низкая вязкость расплава, хорошая адгезия к наполнителю, высокая когезионная прочность и определенный комплекс вязкоупругих свойств.Technical bitumen is a residual product of oil refining and is characterized by a high sulfur content and high viscosity, which leads to its limited use in the sectors of the national economy. The main field of use of technical bitumen is the construction and road industry, where it is used to create water-repellent coatings, as well as a bituminous binder to obtain a roadbed. For bituminous binders, one of the main indicators is low melt viscosity, good adhesion to the filler, high cohesive strength and a certain set of viscoelastic properties.
Для улучшения свойств битумных вяжущих могут быть использованы различные модификаторы и наполнители, вводимые в битум для снижения его скорости старения, уменьшения склонности к колееобразованию, растрескиванию и усадке, улучшения адгезионных, прочностных и вязкоупругих характеристик.To improve the properties of bituminous binders, various modifiers and fillers can be used that are introduced into bitumen to reduce its aging rate, reduce the tendency to rutting, cracking and shrinkage, and improve adhesion, strength and viscoelastic characteristics.
Известен способ получения битумного вяжущего (RU №2496812, МПК C08L 95/00, опубл. 27.10.2013), которое содержит битум и полимерный компонент, состоящий из индустриального масла, наномодифицированного одностенными углеродными нанотрубками (ОУНТ) без очистки от примесей углеродных и металлических наночастиц, и полимера. В качестве полимерного компонента используют термоэластопласт - ДСТ-30Р-01. Соотношение компонентов следующее, мас. %: ДСТ-30Р-01 - 1.1-3.4; индустриальное масло - 2.2-9.4; ОУНТ - 0.001-0.03; битум - остальное. Способ получения вяжущего включает введение при перемешивании в битум полимерного компонента. Причем до введения в битум осуществляют подготовку полимерного компонента путем смешивания ОУНТ с маслом индустриальным при температуре 100-120°С и последующим введением полимера, после чего полученную смесь при перемешивании вводят в битум при 120-160°С. Результатом является получение высокооднородного битумного вяжущего, обладающего высокими физико-механическими свойствами с одновременным сокращением расхода полимера и индустриального масла.A known method for producing a bituminous binder (RU No. 2496812, IPC C08L 95/00, publ. 27.10.2013), which contains bitumen and a polymer component consisting of industrial oil nanomodified with single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) without purification from impurities of carbon and metal nanoparticles , and polymer. Thermoplastic elastomer DST-30R-01 is used as a polymeric component. The ratio of components is as follows, wt. %: DST-30R-01 - 1.1-3.4; industrial oil - 2.2-9.4; SWNT - 0.001-0.03; bitumen - the rest. The method for obtaining a binder includes the introduction of a polymer component into the bitumen while stirring. Moreover, prior to introduction into bitumen, the polymer component is prepared by mixing SWCNT with industrial oil at a temperature of 100-120°C and subsequent introduction of the polymer, after which the resulting mixture is introduced into bitumen at 120-160°C with stirring. The result is a highly homogeneous bituminous binder with high physical and mechanical properties while reducing the consumption of polymer and industrial oil.
Недостатком способа является быстрое старение битума вследствие его совмещения с индустриальным маслом, применение дорогостоящих добавок и невысокая прочность адгезионных соединений, формируемых вяжущим.The disadvantage of this method is the rapid aging of bitumen due to its combination with industrial oil, the use of expensive additives and the low strength of adhesive joints formed by the binder.
Известен способ получения битумного вяжущего (ЕР №0458386, кл. C08L 95/00, 1972), включающий смешение 85-98 мас. % битума с 15-2 мас. % разветвленного или линейного стирольного блок-сополимера при 200-250°С в течение 15-40 минут. Полученные смеси характеризуются высокой прочностью и эластичностью. Недостатком способа является неполное совмещение битума с модификатором, в результате чего структура вяжущего негомогенна и может привести к появлению трещин на дорожных покрытиях.A known method for producing bituminous binder (EP No. 0458386, class C08L 95/00, 1972), including mixing 85-98 wt. % bitumen with 15-2 wt. % branched or linear styrene block copolymer at 200-250°C for 15-40 minutes. The resulting mixtures are characterized by high strength and elasticity. The disadvantage of this method is the incomplete combination of bitumen with the modifier, as a result of which the structure of the binder is inhomogeneous and can lead to cracks in the pavement.
Известен способ получения битумного вяжущего (см. RU 2754709, кл. МПК C10G 21/14, опубл. 06.09.2021), которое содержит битум, полимер класса термоэластопластов - блок-сополимер бутадиена и стирола (СБС) в количестве 3.15-3.5 мас. %, пластификатор, в качестве которого используют Унипласт, в количестве 1.5 мас. % и тонкодисперсную добавку, в качестве которой используют шунгит, в количестве 3-5 мас. %, где битум - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение гомогенности структуры вяжущего, улучшение его адгезии к минеральным материалам, когезии, повышение температуры размягчения, растяжимости при 25 и 0°С и эластичности, что в конечном итоге улучшает физико-механические свойства полимерасфальтобетона такие, как прочность на сжатие при 20 и 50°С, сцепление при сдвиге, трещиностойкость при низких температурах.A known method for producing a bituminous binder (see RU 2754709, class IPC C10G 21/14, publ. 09/06/2021), which contains bitumen, a polymer of the class of thermoplastic elastomers - a block copolymer of butadiene and styrene (SBS) in an amount of 3.15-3.5 wt. %, plasticizer, which is used as Uniplast, in the amount of 1.5 wt. % and a fine additive, which is used as shungite, in the amount of 3-5 wt. %, where bitumen is the rest. The technical result of the invention is to increase the homogeneity of the binder structure, improve its adhesion to mineral materials, cohesion, increase the softening point, extensibility at 25 and 0 ° C and elasticity, which ultimately improves the physical and mechanical properties of polymer asphalt concrete, such as compressive strength at 20 and 50°C, shear adhesion, crack resistance at low temperatures.
Недостатком способа является недостаточно высокая прочность адгезионных соединений вяжущего и его склонность к необратимым деформациям при повышенных температурах.The disadvantage of this method is the insufficiently high strength of the adhesive joints of the binder and its tendency to irreversible deformations at elevated temperatures.
Известен способ получения битумного вяжущего для дорожного покрытия (см. RU 2038360, кл. C08L 95/00, опубл. 27.06.1995), который заключается в добавлении к битуму масла и модификатора, в качестве которых выступают индустриальное масло и блоксополимер алкадиена и стирола типа САС, причем смешивание модификатора с маслом осуществляют при 80-160°С и далее добавляют полученную смесь к битуму и перемешивают при следующем соотношении компонентов (мас. %):A known method for producing bituminous binder for pavement (see RU 2038360, class C08L 95/00, publ. 06/27/1995), which consists in adding oil and a modifier to bitumen, which are industrial oil and a block copolymer of alkadiene and styrene of the type САС, and the mixing of the modifier with oil is carried out at 80-160°C and then the resulting mixture is added to the bitumen and mixed at the following ratio of components (wt.%):
Вяжущее существенно отличается в лучшую сторону от известных вяжущих по теплостойкости, эластичности и трещиностойкости и соответствует по всем параметрам требованиям, предъявляемым к вяжущим. Срок службы покрытий, полученных с применением такого вяжущего, увеличивается в 1.5-2 раза.The binder significantly differs for the better from the known binders in terms of heat resistance, elasticity and crack resistance and meets the requirements for binders in all respects. The service life of coatings obtained with the use of such a binder increases by 1.5-2 times.
По совокупности признаков и конечному техническому результату известный способ может быть принят как наиболее близкий аналог - прототип.According to the combination of features and the final technical result, the known method can be accepted as the closest analogue - the prototype.
Недостатком прототипа является недостаточно высокие адгезионные и когезионные характеристики вяжущего, а также его склонность к необратимым деформациям (ползучести) при обычных и повышенных температурах.The disadvantage of the prototype is not sufficiently high adhesive and cohesive characteristics of the binder, as well as its tendency to irreversible deformation (creep) at normal and elevated temperatures.
Задачей данного изобретения является получение битумного вяжущего, проявляющего высокие значения адгезионной и когезионной прочности, а также имеющего высокие вязкоупругие характеристики, заключающиеся в низкой склонности к необратимым деформациям при обычных и повышенных температурах. Способность вяжущего к обратимым и необратимым деформациям определяется значением его фактора потерь. Чем ниже величина фактора потерь, тем менее битумное вяжущее склонно к необратимым деформациям и тем, соответственно, лучше держит форму при воздействии статических или низкочастотных динамических нагрузок. Дорожное полотно из асфальтовой смеси, полученной на основе вяжущего с высокими вязкоупругими характеристиками, менее склонно к колееобразованию в результате воздействия низкоскоростного тяжелонагруженного дорожного трафика, и, следовательно, требует менее частой замены или ремонта, что является экономически выгодным.The objective of this invention is to obtain a bituminous binder, showing high values of adhesive and cohesive strength, as well as having high viscoelastic characteristics, consisting in a low tendency to irreversible deformations at normal and elevated temperatures. The ability of a binder to reversible and irreversible deformations is determined by the value of its loss factor. The lower the value of the loss factor, the less the bituminous binder is prone to irreversible deformations and, accordingly, the better it holds its shape when exposed to static or low-frequency dynamic loads. High viscoelastic binder-based asphalt mix roadbed is less prone to rutting due to low-speed heavy traffic, and therefore requires less frequent replacement or repair, which is cost-effective.
Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения битумного вяжущего, заключающийся в нагревании битума, добавлении к нему масла и модификатора и перемешивании полученной смеси, в котором в качестве масла применяют бионефть, полученную путем быстрого пиролиза древесной биомассы и характеризующуюся плотностью 1.12-1.21 г/мл и содержанием воды 20-45%, и нагретую до температуры 180°С, в качестве модификатора используют или гидрофобизированный диоксид кремния или органомодифицированный монтмориллонит и после перемешивания смесь выдерживают в нагретом состоянии в течение 30-60 мин при следующем соотношении компонентов, мас. %:The problem is solved by the fact that a method for producing a bituminous binder is proposed, which consists in heating bitumen, adding oil and a modifier to it and stirring the resulting mixture, in which bio-oil is used as an oil, obtained by rapid pyrolysis of woody biomass and characterized by a density of 1.12-1.21 g / ml and a water content of 20-45%, and heated to a temperature of 180 ° C, either hydrophobized silicon dioxide or organo-modified montmorillonite is used as a modifier, and after stirring, the mixture is kept heated for 30-60 minutes in the following ratio, wt. %:
Бионефть, используемая по изобретению, может быть дополнительно охарактеризована содержанием в ее составе следующих соединений:The bio-oil used according to the invention can be further characterized by the content of the following compounds in its composition:
- водорастворимых (44%),- water-soluble (44%),
- гексанрастворимых (15.4%),- hexane-soluble (15.4%),
- метиленхлоридрастворимых (3.9%)- methylene chloride soluble (3.9%)
и эфирорастворимых (9.3%)and ether-soluble (9.3%)
при содержании углерода (51.25% мас.) и водорода (6.49% мас).at the content of carbon (51.25% wt.) and hydrogen (6.49% wt.).
Также используемая по изобретению бионефть отвечает следующим характеристикам:Also used according to the invention biooil meets the following characteristics:
- наименьшая ньютоновская вязкость (0.19 Па⋅с при 20°С),- the lowest Newtonian viscosity (0.19 Pa⋅s at 20°C),
- предел текучести (2.5 Па при 20°С),- yield strength (2.5 Pa at 20°C),
- энергия активации вязкого течения (86.7 кДж/моль),- viscous flow activation energy (86.7 kJ/mol),
- температура плавления (-19°С),- melting point (-19°C),
- температура стеклования (-69°С).- glass transition temperature (-69°C).
Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого изобретения, состоит в более высоких вязкоупругих характеристиках битумного вяжущего при обычных и повышенных температурах, его более высокой когезионной прочности, а также более высокой прочности клеевых соединений, формируемых битумным вяжущим.The technical result that can be obtained from the use of the proposed invention consists in higher viscoelastic characteristics of the bituminous binder at normal and elevated temperatures, its higher cohesive strength, as well as higher strength of adhesive joints formed by the bituminous binder.
Бионефть, полученная путем быстрого пиролиза древесной биомассы и характеризующаяся плотностью 1.12-1.21 г/мл и со/держанием воды 20-45%, выступает в качестве масла для модификации адгезионных, когезионных и вязкоупругих свойств битумного вяжущего. Во-первых, бионефть содержит поверхностно-активные соединения, которые могут адсорбироваться на межфазной границе между модифицированным по изобретению битумом и склеиваемой поверхностью и тем самым улучшать адгезию между ними. Во-вторых, бионефть содержит реакционноспособные вещества, которые растворяются в битуме при его смешении с бионефтью и затем полимеризуются в его среде в результате выдержки смеси в нагретом состоянии. Полимеризация составляющих бионефти повышает вязкоупругие характеристики битума, делая его менее склонным к обратимым деформациям при обычной (20°С) и повышенной (60°С) температурах, а также улучшает его когезионную прочность.Bio-oil, obtained by rapid pyrolysis of woody biomass and characterized by a density of 1.12-1.21 g/ml and a water content of 20-45%, acts as an oil for modifying the adhesive, cohesive and viscoelastic properties of the bituminous binder. Firstly, bio-oil contains surface-active compounds that can be adsorbed at the interface between the bitumen modified according to the invention and the surface to be bonded and thereby improve adhesion between them. Secondly, bio-oil contains reactive substances that dissolve in bitumen when mixed with bio-oil and then polymerize in its environment as a result of keeping the mixture in a heated state. Polymerization of bio-oil constituents increases the viscoelastic characteristics of bitumen, making it less prone to reversible deformations at normal (20°C) and elevated (60°C) temperatures, and also improves its cohesive strength.
Применение бионефти для модификации свойств битумного вяжущего является неочевидным, как и механизм, лежащий в основе улучшения свойств. Кроме того, в состав битумного вяжущего дополнительно вводят наночастицы или гидрофобизированного диоксида кремния или органомодифицированного монтмориллонита, которые усиливают положительное влияние бионефти на эксплуатационные свойства битумного вяжущего, приводя к еще большему росту его вязкоупругости и когезионной прочности.The use of biooil to modify the properties of a bituminous binder is not obvious, as is the mechanism underlying the improvement in properties. In addition, nanoparticles of either hydrophobized silicon dioxide or organomodified montmorillonite are added to the bitumen binder, which enhance the positive effect of biooil on the performance properties of the bituminous binder, leading to an even greater increase in its viscoelasticity and cohesive strength.
Нижеперечисленные примеры иллюстрируют техническое решение. В них когезионную прочность определяют при растяжении образцов битумного вяжущего в виде лопаток с длиной 2.5 см, шириной в узкой части 4 мм и толщиной 0.4-0.9 мм со скоростью 3.8 см/мин. Прочность адгезионной связи определяют в условиях сдвига двух стальных пластин, склеенных внахлест битумным вяжущим при 180°С (размеры склеек 10 мм × 5 мм × 0.25 мм). Фактор потерь определяют при угловой частоте 10 с-1 и температуре 20°С или 60°С на ротационном реометре Discovery ITR-2 (ТА Instruments, США) при амплитуде относительной деформации 0.1%.The following examples illustrate the technical solution. In them, the cohesive strength is determined by stretching bituminous binder samples in the form of blades with a length of 2.5 cm, a width in the narrow part of 4 mm and a thickness of 0.4-0.9 mm at a speed of 3.8 cm/min. The strength of the adhesive bond is determined under shear conditions of two steel plates overlapped with a bituminous binder at 180°C (glue sizes 10 mm × 5 mm × 0.25 mm). The loss factor is determined at an angular frequency of 10 s -1 and a temperature of 20°C or 60°C on a rotational rheometer Discovery ITR-2 (TA Instruments, USA) with a relative strain amplitude of 0.1%.
Пример 1Example 1
К 90 г битума нагретого до 180°С добавляют 5 г бионефти, полученной путем быстрого пиролиза древесной биомассы и характеризующейся плотностью 1.12 г/мл и содержанием воды 45%, и 5 г гидрофобизированного диоксида кремния (ГДК), смесь перемешивают, выдерживают в нагретом состоянии в течение 30 мин и затем охлаждают с получением готового битумного вяжущего.To 90 g of bitumen heated to 180 ° C, add 5 g of bio-oil obtained by rapid pyrolysis of woody biomass and characterized by a density of 1.12 g / ml and a water content of 45%, and 5 g of hydrophobized silicon dioxide (HDA), the mixture is stirred, kept in a heated state for 30 min and then cooled to obtain a finished bituminous binder.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 2Example 2
Получение битумного вяжущего осуществляют аналогично способу, описанному в примере 1, но используют 5 г бионефти, характеризующейся плотностью 1.17 г/мл и содержанием воды 35%, и 10 г гидрофобизированного диоксида кремния, а смесь перемешивают и выдерживают в нагретом состоянии в течение 60 мин.The production of a bituminous binder is carried out similarly to the method described in example 1, but 5 g of bio-oil, characterized by a density of 1.17 g/ml and a water content of 35%, and 10 g of hydrophobized silicon dioxide are used, and the mixture is stirred and kept in a heated state for 60 minutes.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 3Example 3
Получение битумного вяжущего осуществляют аналогично способу, описанному в примере 1, но используют 5 г бионефти, характеризующейся плотностью 1.21 г/мл и содержанием воды 20%, и 15 г гидрофобизированного диоксида кремния, а смесь перемешивают и выдерживают в нагретом состоянии в течение 45 мин.The production of a bituminous binder is carried out similarly to the method described in example 1, but 5 g of bio-oil, characterized by a density of 1.21 g/ml and a water content of 20%, and 15 g of hydrophobized silicon dioxide are used, and the mixture is stirred and kept in a heated state for 45 minutes.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 4Example 4
К 80 г битума нагретого до 180°С добавляют 10 г бионефти, полученной путем быстрого пиролиза древесной биомассы и характеризующейся плотностью 1.17 г/мл и содержанием воды 35%, и 10 г органомодифицированного монтмориллонита (ОММТ), смесь перемешивают, выдерживают в нагретом состоянии в течение 30 мин и затем охлаждают с получением готового битумного вяжущего.To 80 g of bitumen heated to 180°C, add 10 g of bio-oil obtained by rapid pyrolysis of woody biomass and characterized by a density of 1.17 g/ml and a water content of 35%, and 10 g of organically modified montmorillonite (OMMT), the mixture is stirred, kept in a heated state in for 30 min and then cooled to obtain the finished bituminous binder.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 5Example 5
Получение битумного вяжущего осуществляют аналогично способу, описанному в примере 4, но используют 10 г бионефти, характеризующейся плотностью 1.21 г/мл и содержанием воды 20%, и 20 г органомодифицированного монтмориллонита, а смесь перемешивают и выдерживают в нагретом состоянии в течение 60 мин.The production of a bituminous binder is carried out similarly to the method described in example 4, but 10 g of bio-oil, characterized by a density of 1.21 g/ml and a water content of 20%, and 20 g of organically modified montmorillonite are used, and the mixture is stirred and kept in a heated state for 60 minutes.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 6Example 6
Получение битумного вяжущего осуществляют аналогично способу, описанному в примере 4, но используют 10 г бионефти, характеризующейся плотностью 1.12 г/мл и содержанием воды 45%, и 30 г органомодифицированного монтмориллонита, а смесь перемешивают и выдерживают в нагретом состоянии в течение 45 мин.The production of a bituminous binder is carried out similarly to the method described in example 4, but 10 g of bio-oil, characterized by a density of 1.12 g/ml and a water content of 45%, and 30 g of organically modified montmorillonite are used, and the mixture is stirred and kept in a heated state for 45 minutes.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Пример 7 (сравнительный но прототипу)Example 7 (comparative but prototype)
33.3 г масла индустриального подают в обезвоженный нефтяной дорожный битум, взятый в количестве 44.4 г, нагретый до 160°С, и перемешивают до однородного состояния смеси. Затем в эту смесь вводят небольшими порциями 22.3 г блоксополимера бутадиена и стирола в виде крошки размером от 2 до 5 мм, и перемешивают смесь до однородности.33.3 g of industrial oil is fed into dehydrated petroleum road bitumen, taken in the amount of 44.4 g, heated to 160°C, and mixed until the mixture is homogeneous. Then, 22.3 g of a block copolymer of butadiene and styrene in the form of crumbs with a size of 2 to 5 mm are introduced into this mixture in small portions, and the mixture is stirred until homogeneous.
Значение когезионной прочности, фактора потерь при 20°С и 60°С, а также прочности адгезионной связи полученного битумного вяжущего приведены в таблице.The value of cohesive strength, loss factor at 20°C and 60°C, as well as the strength of the adhesive bond of the obtained bituminous binder are shown in the table.
Таким образом, предлагаемый по изобретению способ позволяет:Thus, the method according to the invention allows:
- повысить прочность адгезионной связи битумного вяжущего почти в 7 раз (Пример 3) по сравнению с примером №7 по прототипу;- increase the strength of the adhesive bond of the bituminous binder by almost 7 times (Example 3) compared with example No. 7 of the prototype;
- повысить когезионную прочность битумного вяжущего в 4 раза (Пример 6) по сравнению с примером №7 по прототипу;- increase the cohesive strength of the bituminous binder 4 times (Example 6) compared with example No. 7 of the prototype;
- снизить фактор потерь на 56% при 20°С (Пример 6) по сравнению с примером №7 по прототипу;- reduce the loss factor by 56% at 20°C (Example 6) compared with example No. 7 of the prototype;
- снизить фактор потерь на 49% при 60°С (Пример 5) по сравнению с примером №7 по прототипу.- reduce the loss factor by 49% at 60°C (Example 5) compared with example No. 7 of the prototype.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785849C1 true RU2785849C1 (en) | 2022-12-14 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825137C1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-08-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method of producing bitumen binder |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0458386A1 (en) * | 1990-05-18 | 1991-11-27 | EURON S.p.A. | Method for preparing stable bitumen-polymer mixtures |
| SU1736996A1 (en) * | 1990-05-30 | 1992-05-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of producing bitumen binder |
| RU2038360C1 (en) * | 1994-10-12 | 1995-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "АППОС-Асфальт" | Bitumen binder for road coating and a method of its preparing |
| RU2703205C1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-15 | Сергей Анатольевич Комаров | Method of producing modified bitumen binder |
| RU2712686C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-01-30 | Сергей Анатольевич Комаров | Modified bitumen binder |
| US10793720B2 (en) * | 2017-03-20 | 2020-10-06 | Kraton Polymers U.S. Llc | Reclaimed asphalt composition and methods of making and using same |
| RU2763721C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОГРАММА" | Method and unit for continuous production of a polymer bitumen binder in-line |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0458386A1 (en) * | 1990-05-18 | 1991-11-27 | EURON S.p.A. | Method for preparing stable bitumen-polymer mixtures |
| SU1736996A1 (en) * | 1990-05-30 | 1992-05-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of producing bitumen binder |
| RU2038360C1 (en) * | 1994-10-12 | 1995-06-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "АППОС-Асфальт" | Bitumen binder for road coating and a method of its preparing |
| US10793720B2 (en) * | 2017-03-20 | 2020-10-06 | Kraton Polymers U.S. Llc | Reclaimed asphalt composition and methods of making and using same |
| RU2712686C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-01-30 | Сергей Анатольевич Комаров | Modified bitumen binder |
| RU2703205C1 (en) * | 2019-06-14 | 2019-10-15 | Сергей Анатольевич Комаров | Method of producing modified bitumen binder |
| RU2763721C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-12-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОГРАММА" | Method and unit for continuous production of a polymer bitumen binder in-line |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825137C1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-08-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method of producing bitumen binder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aliha et al. | Effect of temperature and air void on mixed mode fracture toughness of modified asphalt mixtures | |
| Kök et al. | Evaluation of high temperature performance of SBS+ Gilsonite modified binder | |
| JP7211967B2 (en) | Rejuvenation of compounds in high-performance asphalt compositions containing high amounts of recycled content. | |
| Yadykova et al. | Bitumen improvement with bio-oil and natural or organomodified montmorillonite: Structure, rheology, and adhesion of composite asphalt binders | |
| US9074099B2 (en) | Bituminous composition | |
| Al-Saffar et al. | Evaluating the chemical and rheological attributes of aged asphalt: synergistic effects of maltene and waste engine oil rejuvenators | |
| Fu et al. | Rheological properties of SBS/CR-C composite modified asphalt binders in different aging conditions | |
| Sedaghat et al. | Rheological properties of bitumen containing nanoclay and organic warm-mix asphalt additives | |
| KR100986718B1 (en) | Modified asphalt composition used in treated fine waste EPDM powder | |
| Chen et al. | Investigation on the mechanism and performance of asphalt and its mixture regenerated by waste engine oil | |
| Ke et al. | Storage stability and anti-aging performance of SEBS/organ-montmorillonite modified asphalt | |
| Din et al. | Experimental investigation of low viscosity grade binder modified with Fischer Tropsch-Paraffin wax | |
| KR100903652B1 (en) | Modified asphalt composition used in treated fine waste tire powder with the propylene wax | |
| CN114804722A (en) | High-performance rubber asphalt mixture based on soft and hard asphalt compounding, and preparation method and application thereof | |
| RU2740062C1 (en) | Rubber composite material and method for production thereof | |
| Huang et al. | Enhancing rheological and aging performance of matrix asphalt through thermoplastic phenol-formaldehyde resin-based intercalated clay nanocomposites: Mechanisms and effects | |
| Arabani et al. | The influence of rice bran oil and nano-calcium oxide into bitumen as sustainable modifiers | |
| RU2785849C1 (en) | A method for producing a bitumen binder with improved viscoelastic and adhesive characteristics | |
| MX2010012027A (en) | Additive for modifying the rheological properties in asphalt, useful in warm asphaltic mixtures. | |
| Yao et al. | Nanoclay modified asphalt | |
| RU2816688C1 (en) | Method of producing composite bitumen binder for road construction | |
| CN110746141B (en) | Biomass-based modified asphalt mixture and preparation method thereof | |
| KR100432048B1 (en) | Modified Ascon Mixture | |
| RU2781192C1 (en) | Modifying additive | |
| CN108410192A (en) | A kind of modified pitch and its preparation process |