Способ активирования дорожных минеральных материалов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Ковалев Ярослав Никитич Будниченко Сергей Сергеевич Чепцов Геннадий Владимирович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(56) КОВАЛЕВ Я.Н. Активационные технологии дорожных композиционных материалов. - Минск Беларуская Энцыклапедыя, 2002. - С. 300-301.20060821, 2008. Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. М. Транспорт, 1978. - С. 35-36, 45-47.2220924 1, 2004.2256628 1, 2005.1271845 1, 1986.975671, 1982.(57) Способ активирования дорожных минеральных материалов путем смешения минерального материала с торфом, отличающийся тем, что минеральный материал предварительно нагревают до температуры 200 С, после чего его перемешивают с торфом, взятым в количестве 0,3-1,0 от массы минерального материала, в смесительном барабане. Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к способам активирования минеральных материалов в асфальтобетонных смесях для улучшения сцепления минерального наполнителя с битумом. Известен способ активирования дорожных минеральных материалов 1, включающий нагревание и перемешивание минеральных материалов с битумом, в который добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Недостатками известного способа являются значительные энергетические затраты на нагрев большой массы материалов и необходимость в дефицитных ПАВ, к тому же недостаточно эффективных для минералов различной природы, что приводит к высокой стоимости дорожных работ. Известен способ активирования минеральных материалов 2, включающий обработку холодных минеральных материалов смолой из отходов древесины. Недостатками этого способа являются низкое качество дорожных покрытий при значительном расходе древесной смолы и необходимость в добавке извести или цемента для нейтрализации водорастворимых соединений. Известен способ активирования минеральных материалов 3 - прототип, включающий обработку холодных минеральных материалов аэрозолем от пиролиза отходов древесины. Недостатками этого способа являются длительное время обработки материала и не очень высокое качество получаемых дорожных покрытий. 14303 1 2011.04.30 Технической задачей настоящего изобретения является значительное уменьшение затрат времени на обработку минерального материала и повышение качества дорожных покрытий за счет увеличения сцепления минерального материала с вяжущим. Поставленная задача достигается тем, что в способе активации дорожных минеральных материалов путем смешения минерального материала с торфом, минеральный материал предварительно нагревают до температуры 200 С, после чего его перемешивают с торфом, взятым в количестве 0,3-1,0 от массы минерального материала, в смесительном барабане. Способ осуществляется следующим образом. В смесительный барабан вместе с нагретым до температуры 200 С минеральным материалом подается требуемое количество торфа (температура 200 С была выбрана исходя из анализа экспериментальных исследований). В результате контакта горячего минерального материала с торфом (время воздействия регулируется технологическими нормами при приготовлении асфальтобетонной смеси) происходит пиролиз последнего, в результате которого образуется аэрозоль, содержащий торфяную смолу, воду и другие химические вещества. Продукты пиролиза оседают на поверхности минеральных материалов, имеющих микропористую поверхность,что способствует впитыванию аэрозоля от пиролиза торфа. В результате испарения воды,а также других веществ на поверхности и в порах минерального материала остается тонкий и прочно связанный с подложкой слой торфяной смолы, который достаточно гидрофобен и имеет хорошее химическое сродство с битумом. В результате обеспечиваются хорошая смачиваемость минерального материала битумом и большая адгезия в контакте,что способствует повышению качества асфальтобетона. Для активации можно использовать любой тип торфа, но наилучший результат достигается при применении верхового торфа. Воздействие продуктов пиролиза торфа на минеральный материал обеспечивает улучшение его сцепления с битумом как минимум на 5-10 , по сравнению с минеральным материалом, не прошедшим активацию. Результаты оценки адгезии на блескомере БФ-2 приведены в табл. 1. Таблица 1 Температура, Время перемеш., Добавка,от Показания блескомера Номер образца активации, С мин минер. массы(адгезия), Кадг,1 240 9 1 78,42 2 160 9 1 77,58 3 240 1 1 80,53 4 160 1 1 77,37 5 240 9 0,3 77,58 6 160 9 0,3 76,11 7 240 1 0,3 75,47 8 160 1 0,3 74,74 9 240 5 0,65 79,47 10 160 5 0,65 77,79 11 200 9 0,65 79,47 12 200 1 0,65 78,42 13 200 5 1 84,21 14 200 5 0,3 79,47 15 200 5 0,65 81,58 Материал без 73,16 обработки Примечание перемешивание минеральной части с битумом производилось при одинаковой для всех образцов температуре (Т 160 С). 2 14303 1 2011.04.30 Проведенный анализ физико-механических характеристик асфальтобетона всех серий показал положительное влияние активации продуктами пиролиза торфа на свойства асфальтобетона, а именно установлена устойчивая тенденция увеличения всех механических показателей асфальтобетона. Результаты испытаний асфальтобетона приведены в табл. 2. Таблица 2 Условия активации Контрольный Серия Серия Серия Серия Серия Серия СТБ 1033 минеральной части образец 1 2 3 4 5 6 2004 Температура пе 160 160 240 240 200 200 ремешивания, С Время перемеши 9 1 1 5 1 5 вания, мин Добавка,от 1 1 0,3 0,65 0,65 1 минер. части Показатели 3 2,46 2,44 2,46 2,45 2,45 2,46 2,46 Примечание- средняя плотность,- водонасыщение,- набухание,50 - предел сж прочности на сжатие при 50 С,0 - предел прочности на растяжение при 0 С,50 сдв 28 предел прочности на сдвиг при 50 С,вод - коэффициент водостойкости. Таким образом, как показывают результаты проведенных испытаний, заявляемый способ обеспечивает значительное уменьшение затрат времени на обработку минерального материала и повышение качества дорожных покрытий за счет увеличения сцепления минерального материала с вяжущим. Источники информации 1. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. - М. Транспорт, 1973. С. 198-199. 2. Хорошуля А.А., Володько В.П. Использование отходов лесохимического производства в качестве вяжущего для устройства дорожных покрытий. В кн. Повышение эффективности использования материалов при строительстве асфальтобетонных и черных покрытий. Труды СоюздорНИИ. - М., 1989. - С. 166-169. 3. Патент 2130906 1 , МПК 04 20/10, 1999. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.