SU1081259A1

SU1081259A1 - Method of preparing emulsion-mineral composition for making road beds and pavings

Info

Publication number: SU1081259A1
Application number: SU823481934A
Authority: SU
Inventors: Олег Петрович Ким; Михаил Николаевич Першин; Мария Филипповна Никишина; Анатолий Павлович Платонов
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1984-03-23

Abstract

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННО-МИНЕРАЛЬНОЙ СМЕСИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА-ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ, путем последовательного смешени минерального материала с известью и с битумной эмульсией, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности и водоустойчивости, битумную эмульсию подвергают электромагнитной обработке в поле напр женностью 40-160 кА/м со скоростью пересечени данного пол 0,25-2,5 м/с, а известь предварительно смептвают с водой и также подвергают электромагнитной обработке при тех же пара§ (Л метрах.METHOD FOR PREPARING emulsion-mineral mixtures FOR DEVICE-road surface and a base, by sequentially mixing the mineral material with lime and bitumen emulsion, characterized in that, in order to increase the strength and water resistance, bitumen emulsion is subjected to electromagnetic field treatment in a field intensity of 40-160 kA / m with the intersection speed of this floor is 0.25-2.5 m / s, and the lime is pre-mixed with water and also subjected to electromagnetic treatment with the same parameters (L meters.

Description

1 Изобретение относитс к дорожностроительным материалам и может быть использовано дл устройства дорожных покрытий и оснований, а также дл их ремонта. Известен слособ обработки воды затворени строительной смеси путем воздействи на нее вращающимс магнитным полем с напр женностью 1002000 А/см при промышленной частоте электрического тока, и скорости проте кани воды 0,5-2,5 м/с С3Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ приготовлени эмульсионно-минерапьной смеси дл устройства дорожных покрытий и оснований путем последовательного смещени минерального материала с известью и с битумной змульсией C2 Недостатком указанньрс способов в л етс невысока прочность ч водоустойчивость . Целью изобретени вл етс повышение прочности и водоустойчивости сме си. Эта цель достигаетс тем, что сог ласно способу приготовлени эмульсио но-минеральной смеси дл устройства дорожных покрытий и оснований путем последовательного смешени минерального материала с известью и с битумной эмульсией, последнюю подвергают электромагнитной обработке 1а поле напр женностью 40-160 кА/м со скоростью пересечени данного пол 0,252 ,5 м/с, а известь предварительно смешивают с водой и также подвергают электромагнитной обработке при тех же параметрах. Электромагнитна активаци извест ковой пульпы вли ет на адсорбционные процессы на поверхности минерального материала за счет изменени структуры дисперсной среды - ионы; Са вл ют с стабилизатором структуры. Механизм электромагнитной активации битумной эмульсии следующий. Активность битумной эмульсии определ етс активностью дифильных молекул поверхностно-активного веществ ( ПАВ) - эмульгатора и характером дис персной среды. Присутствие дифильных молекул ПАВ - эмульгатора вызывает изменение дисперсной среды, что про вл етс в упор дочении структуры воды и ведет к уменьшению энтропии всей системы. Упор дочение структуры воды происходит у непол рной части 592 днфильных молекул ПАВ (гидрофобна гидратаци ), а ее пол рна часть оказьшает пол ризующее воздействие на молекулы воды (обычна гидрофильна гидратаци ). Воздействие электромагнитного пол на такую систему может про витьс дво ким образом, по-первых, электромагнитна обработка ведет к дальнейшему упор дочению структуры воды у непол рной части дифильных молекул ПАВ (т.е. повышаетс гидрофобна гидратаци ), при этом непол рный радикал выступает в качестве затравки вокруг которой и происходит дальнейшее упор дочение структуры воды. Изменение структуры воды (ее больша упор доченность) ведет к уменьшению энтропии . Реакцией системы на такое понижение будет стремление повысить энтропию, что возможно при уменьшении контактов между непол рным радикалом молекул ПАВ-эмульгатора с водой. Это достигаетс путем выталкивани ПАВ из объема на поверхность раздела фаз и путем ассоциации гидрофобЬых радикалов в объеме раствора. При этом, чем больше упор доченность тем с большей энергией выталкиваютс молекулы ПАВ на поверхность, тем больше ее поверхностна ак.тивность. Вовторых , в гидратном слое, вблизи пол рной части дифильных молекул ПАВ происходит изменение энергии взаимодействи ионов с молекулами воды, составл юш;их непосредственное окружение (ближн гидратаци ) и изменение пол ризации ионами близлежащих объектов «оды (дальн гидратаци ), вызванна пол ризацией электронных облаков ионов под воздействием магнитного пол . Степень гидратации ионов по мере упор дочени структуры воды уменьшитс , так как ионы, присутствунлцие в эмульси х, обладают диамагнитными свойствами. В то же врем менее гидратированные ионы обладают наибольшей адсорбционной активностью, ибо гидратна оболочка ослабл ет электростатическое прит жение. При контакте такой активированной системы (битумной эмульсии) с поверхностью м;шералов адсорбционные процессы на гра нце раздела фаз протекают с большей интенсивностью, что приводит к увеличению степени адсорбции и прочности закреплени ПАВ-эм льгатора на минеральном материале, вследствие этого улучшаетс смачивание и1 The invention relates to road building materials and can be used for laying pavements and foundations, as well as for repairing them. A known processing method for mixing mix water by applying a rotating magnetic field with a strength of 1002000 A / cm at an industrial frequency of electric current and a flow rate of 0.5-2.5 m / s C3 is closest to the technical essence and the achieved result. This is a method for preparing an emulsion-mineral mixture for paving and foundations by successively displacing mineral material with lime and bitumen emulsion C2. The disadvantage is specified CWA in a low strength L h water resistance. The aim of the invention is to increase the strength and water resistance of the mixture. This goal is achieved in that, according to the method of preparing an emulsion-mineral mixture for paving and foundations, by successively mixing the mineral material with lime and with a bitumen emulsion, the latter is subjected to electromagnetic treatment 1 a field of strength 40-160 kA / m This floor is 0.252, 5 m / s, and the lime is pre-mixed with water and also subjected to electromagnetic treatment with the same parameters. Electromagnetic activation of calcareous pulp affects adsorption processes on the surface of a mineral material due to a change in the structure of the dispersed medium — ions; Sa is with a stabilizer structure. The mechanism of electromagnetic activation of bitumen emulsion is as follows. The activity of the bitumen emulsion is determined by the activity of the diphilic molecules of surface-active substances (surfactants) - emulsifier and the nature of the dispersion medium. The presence of diphilic molecules surfactant - emulsifier causes a change in the dispersion medium, which is manifested in the ordering of the structure of water and leads to a decrease in the entropy of the entire system. The ordering of the water structure occurs in the non-polar part of the 592 DNF molecules of surfactants (hydrophobic hydration), and its polar part has a polarizing effect on the water molecules (usually hydrophilic hydration). The effect of an electromagnetic field on such a system can be doubled; first, electromagnetic treatment leads to a further ordering of the water structure in the nonpolar part of the diphilic surfactant molecules (i.e., the hydrophobic hydration increases), while the nonpolar radical appears in the quality of the seed around which further ordering of the water structure takes place. A change in the structure of water (its large ordering) leads to a decrease in entropy. The system's response to such a decrease will be the desire to increase the entropy, which is possible with a decrease in contacts between the non-polar radical of the molecules of the surfactant emulsifier with water. This is achieved by pushing the surfactant from the volume to the interface and by associating hydrophobic radicals in the solution. In this case, the greater the ordering, the more energy the surfactant molecules are pushed onto the surface, the more superficial it is. Secondly, in the hydration layer, near the polar part of the diphilic surfactant molecules, there is a change in the energy of interaction of ions with water molecules, which is ush, their immediate environment (near hydration) and polarization change by ions of nearby objects (far hydration) caused by polarization of electrons clouds of ions under the influence of a magnetic field. The degree of hydration of ions as the water structure is ordered decreases as the ions present in the emulsions have diamagnetic properties. At the same time, less hydrated ions have the highest adsorption activity, because the hydration shell weakens electrostatic attraction. When such an activated system (bitumen emulsion) comes into contact with the surface of the Sherales, adsorption processes at the interfacial interface proceed with greater intensity, which leads to an increase in the degree of adsorption and the strength of fixing the surfactant em on the mineral material, as a result, the wetting and

310310

адгези пленки битума на поверхности минерального материала, увеличиваетс скорость формировани эмульсионноминеральньпс смесей и в конечном итоге улучшаютс физико-механические свойства эмульсионно-минеральных смесей.adhesion of the bitumen film on the surface of the mineral material, the speed of formation of emulsion mineral mineral mixtures increases, and eventually the physicomechanical properties of emulsion mineral mixtures improve.

Таким образом, при электромагнитной обработке таких сложных многофазных гетерогенных систем, как битумна эмульси и известн кова пульпа, механизм электромагнитной активации весьма сложен. При этом электромагнитное поле воздействует не только на воду, но и на все составл ницие сложной гетерогенной системы, в той или иной мере.Thus, with electromagnetic processing of such complex multiphase heterogeneous systems, such as bitumen emulsion and limestone pulp, the mechanism of electromagnetic activation is very complicated. At the same time, the electromagnetic field affects not only the water, but also the entire composition of a complex heterogeneous system, to one degree or another.

Пример. Дл приготовлени эмульснонно-минеральной смеси используют гранитную щебеночную смесь в количестве 3 кг и битумную эмульсию в количестве 0,48 кг. Битумную эмульсию готов т по обычной технологии. В качестве эмульгатора используют омыленную обиетнновую смолу; битум марки БНД 90/130.Example. For the preparation of an emulsified mineral mixture, crushed granite mixture is used in an amount of 3 kg and a bitumen emulsion in an amount of 0.48 kg. Bitumen emulsion is prepared by conventional technology. As the emulsifier used saponified obietnna resin; bitumen grade BND 90/130.

594594

Известь в количестве 0,06 кг смешивают с 0,12 кг воды и полученную пульпу подвергают электромагнитной обработке. Затем обработанную известковую пульпу смешивают с щебеночной смесью до равномерного распределени ее по поверхности щебн . В полученную смесь ввод т активированную при том же режиме битумную эмульсию, полученную смесь перемешивают до однородного состо ни . Из полученной смеси формируют образцы размером - диаметр равен высоте - 50 мм и испытьшают по стандартной методике.Lime in the amount of 0.06 kg is mixed with 0.12 kg of water and the resulting pulp is subjected to electromagnetic treatment. Then the treated lime pulp is mixed with crushed stone mixture until it is evenly distributed over the crushed stone surface. The bitumen emulsion activated under the same mode is introduced into the mixture obtained, and the mixture obtained is stirred until a homogeneous state. From the mixture obtained form samples of size - diameter equal to the height - 50 mm and test by the standard method.

Результаты испытани эмульсионноминеральных смесей, полученных при различных режимах электромагнитной обработки представлены в таблице.The results of testing emulsion mineral mixtures obtained with different modes of electromagnetic treatment are presented in the table.

Из приведенных данных видно, что эмульсионно-минеральна смесь, приготовленна по предлагаемому способу имеет высокую прочность и водоустойчивость по сравнению со смесью, полученной по известному способу.From the above data it can be seen that the emulsion-mineral mixture prepared by the proposed method has high strength and water resistance compared with the mixture obtained by a known method.

При нап Водонасьш1ение, об.% Набухание, об.% Прочность на сжатие, X , сухих образцов, Водонасьш1ение образцов Коэффициент водоустойчивости Коэффициент длительности водоустойчивости 2,7 0,95 20,1 19,3 0,96 0,89 При н женности магнитного пол Н 16 кА/м 3,2 3,0 2,8 4,1 0,98 1,1 0,99 1,6 19,.2 18,9 19,0 16,0 . 16,5 15,9 16,0 12,8 0,86 0,84 0,89 0,80 0,78 0,79 0,81 0,73 пр женности магнитного пол Н 40 кА/мAt nap Water content, vol.% Swelling, vol.% Compressive strength, X, dry samples, Water expansion of samples Water resistance coefficient Water resistance time coefficient 2.7 0.95 20.1 19.3 0.96 0.89 Magnetic adhesion field H 16 kA / m 3.2 3.0 2.8 4.1 0.98 1.1 0.99 1.6 19, .2 18.9 19.0 16.0. 16.5 15.9 16.0 12.8 0.86 0.84 0.89 0.80 0.78 0.79 0.81 0.73 Magnetic field strength H 40 kA / m

Продолжение таблицыTable continuation

Claims

METHOD FOR PREPARING EMULSION-MINERAL MIXTURE FOR DEVICE-ROAD COATINGS AND BASES, by sequential mixing of mineral material with lime and bitumen emulsion, characterized in that, in order to increase strength and water resistance, the bitumen emulsion 40 is subjected to an electromagnetic field60 kA / m with a crossing speed of this field 0.25-2.5 m / s, and the lime is pre-mixed with water and also subjected to electromagnetic treatment with the same parameters.

ND SL