Способ приготовления активированного минерального порошка

04 26/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Способ приготовления активированного минерального порошка, включающий смешение кислого минерального сырья с активирующей добавкой и их совместный помол, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют бекхаузную пыль литейного производства в количестве 4-10 мас., а помол осуществляют в валковой мельнице при напряжении сжатия 90-100 МПа.(56) 1. А.с. СССР 1011598, МКИ С 04 В 31/40, 08 95/00, 1983 . 2. А.с. СССР 1271845, МКИ С 04 В 26/26, 20/02, 1986. 3. А.с. СССР 1689341, МКИ С 04 В 26/26, 1991. 4. Кудинов Б.С. Роль минерального порошка в процессах структурирования песчаного асфальтобетона / Методы исследования строительных материалов.-Элиста, 1976.-С.90-98. Изобретение относится к области приготовления дорожно-строительных материалов и может быть использовано для приготовления асфальтобетона. Известен способ приготовления активированного минерального порошка путем нагрева до 180-200 С кислого минерального сырья и обработки его в процессе помола альтином в количестве 0,2-1,0 от массы сырья 1. Недостатками данного способа являются невысокая прочность асфальтобетона при 50 С вследствие недостаточной развитости поверхности минерального порошка и низкая коррозионная стойкость. Известен способ приготовления активированного минерального порошка путем обработки кислого минерального сырья в процессе помола омыленным талловым пеком в количестве 0,2-0,6 от массы сырья 2. Недостаток данного способа заключается в недостаточной коррозионной стойкости асфальтобетона к действию кислых вод кислотных дождей, разрушающих пленку из омыленного (щелочного) таллового пека. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления активированного минерального порошка путем смешения кислого минерального сырья с активирующей добавкой в виде гидролизного лигнина в количестве 5-15 мас. нагревом до 180-200 С и последующим помолом 3. Недостаток данного способа заключается в низкой стойкости асфальтобетона к действию кислотных дождей вследствие разрушения частиц лигнина при контактировании с кислотой. Задачей данного изобретения является повышение стойкости асфальтобетона к действию кислотных дождей. Решение задачи достигается тем, что в качестве активирующей добавки используют бекхаузную пыль литейного производства в количестве 4-10 мас., а помол осуществляют в валковой мельнице при напряжении сжатия 90-100 МПа. Предлагаемое изобретение позволяет повысить стойкость асфальтобетона к действию кислот, выпадающих с кислотными дождями, и тем самым обеспечить надежность асфальтобетонных покрытий. Бекхаузная пыль представляет собой отход литейного производства, образующийся при работе сталеплавильных печей и улавливаемый в системе очистки отходящих от них газов. 2072 1 Бекхаузная пыль содержит, мас. 2 - 45,049,0 23 - 35,040,0- 6,59,0 А 23 - 3,07,0 примеси - остальное. Наличие в бекхаузной пыли ионов железа и алюминия, которые при помоле кварца способны размещаться на его поверхности в тетраадрической координации с образованием прочных ионообменно-адсорбированных комплексов с кварцевой подложкой, обеспечивает хорошее модифицирование (активацию) порошка, необходимое для его прочного химического взаимодействия с битумом в составе асфальтобетона 4. Этот эффект обеспечивает повышенную в сравнении с известными способами коррозионную стойкость асфальтобетона при действии кислот. Наиболее активно ферромагнитные оксиды железа распределяются по поверхности сжатого в вальцовой мельнице пьезоэлектрического кварца при давлении 90-100 МПа. В качестве кислого минерального сырья используют кварцевый песок, отработанную формовочную смесь литейного производства, кислые шлаки металлургического производства. В экспериментальной работе использовали в качестве кислого минерального сырья отработанную формовочную смесь Минского автомобильного завода, имеющую следующий химический состав, мас. 2 95,9 23 - 0,6 А 23 - 1,3- 0,3 22 - 0,1 примеси - остальное. В качестве активирующей добавки была использована бекхаузная пыль этого же предприятия, имеющая следующий химический состав, мас. 2 - 48,2 23 - 38,4 А 23 - 3,1- 6,5 примеси - остальное. Оценка свойств предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом проводилась по величине показателя водостойкости при длительном водонасыщении раствором серной кислоты с рН 4,5. Показатель водостойкости при длительном водонасыщении рассчитывали согласно известной методики ГОСТ 12801-84. Результаты экспериментальных данных, полученных при испытании предлагаемого технического решения, приведены в таблице. Данное изобретение может быть осуществлено по нижеследующим примерам. Пример 1. Отработанную формовочную смесь смешивали с бекхаузной пылью при количестве последней 3 мас. и измельчали в валковой мельнице при давлении 95 МПа. Полученный активированный минеральный порошок использовали для приготовления асфальтобетона следующего состава, , мас. щебень - 50, песок - 39,минеральный порошок - 11, битум - 6. Асфальтобетон испытывали с целью определения коэффициента водостойкости при длительном водонасыщении раствором серной кислоты с рН 4,5 по ГОСТ 12801-84. Результаты испытаний (среднее значение испытания 3-х образцов) представлены в таблице. В примерах 2-9 использовали порошки, параметры приготовления которых и результаты испытаний представлены в таблице. Примерп/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении раствором серной кислоты с рН 4,5 0,71 0,82 0,92 0,81 0,70 0,67 0,80 0,92 0,92 0,72 Для проведения сравнительного анализа в примере 10 минеральный порошок получали путем смешения кварцевого песка с 9 мас. гидролизного лигнина, подачи смеси в сушильный барабан, сжигания 30 мас. лигнина в процессе нагрева смеси до 180 С и измельчения в шаровой мельнице до требуемой тонкости помола. Полученный активированный минеральный порошок использовали для приготовления асфальтобетона вышеуказанного состава. Асфальтобетон испытывали с целью определения коэффициента водостойкости при длительном водонасыщении раствором серной кислоты с рН 4,5 по ГОСТ 12801-84. Результаты испытаний представлены в таблице. Из приведенных данных следует, что введение бекхаузной пыли в количестве 4-10 мас. и измельчение порошка при давлении вальцов 90-100 МПа обеспечивает увеличение стойкости асфальтобетона к действию кислотных дождей в среднем в 2 раза (падение прочности асфальтобетона при действии раствора кислоты в известном случае составляет 28, а в предлагаемом решении - в среднем 14). 2 2072 1 Выход количества бекхаузной пыли за указанные пределы приводит к падению положительного эффекта ниже известного уровня. Аналогичное явление наблюдается при снижении давления вальцов ниже 90 МПа. Увеличение давления вальцов свыше 100 МПа не приводит к дальнейшему росту положительного эффекта, а требует дополнительных энергозатрат. Технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решения состоит в использовании в качестве активирующей добавки бекхаузной пыли, которая вместе с кислыми минеральными материалами отработанной формовочной смесью и металлургическими шлаками - является отходом производства и позволяет на литейном предприятии производить активированный минеральный порошок без дополнительных транспортных затрат на перевозку гидролизного лигнина. В условиях Минского автомобильного завода это удешевляет стоимость производства порошка на 15-20. Низкая стоимость компонентов, входящих в состав активированного минерального порошка, и его эффективность в повышении стойкости асфальтобетона к действию кислотных дождей являются основанием для внедрения его в дорожном строительстве. Заказ 0037 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3