Способ получения обладающих гидрофобными свойствами щебня или минерального порошка из карбонатных пород

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛАДАЮЩИХ ГИДРОФОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ ЩЕБНЯ ИЛИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА ИЗ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шевчук Вячеслав Владимирович Ратько Анатолий Иванович Бусел Дмитрий Алексеевич Бусел Алексей Владимирович Колков Александр Петрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения обладающих гидрофобными свойствами щебня или минерального порошка из карбонатных пород, включающий их обработку гидрофобизирующей добавкой, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизирующей добавки используют водный раствор натриевых солей карбоновых кислот рапсового масла или водный раствор солей алифатических аминов фракции 14-21 в количестве 0,02-0,10 в пересчете на действующее вещество. Изобретение относится к технологии изготовления водоотталкивающих составов для гидрофобизации различных материалов и может быть использовано в строительстве при производстве материалов для асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Расширение ассортимента каменных материалов для строительства за счет использования карбонатных пород является актуальной задачей в связи с их широкой распространенностью в природе. Однако эти материалы обладают рядом недостатков, из которых наиболее существенными являются их низкие коррозионная стойкость и морозостойкость,вследствие попадания и замерзания влаги в порах. Следовательно, необходимо гидрофобизировать поверхность данных материалов с целью ее защиты от агрессивной среды и снижения водопоглощения. Из литературы 1 известны способы гидрофобизации карбонатных пород активирующим материалом в которых используется смесь продуктов, содержащих анионактивные поверхностно активные вещества (ПАВ) типа высших карбоновых кислот с вязким битумом. Соотношение по массе этих продуктов и битума должно быть 11-31 в количестве 1,5-2,5 к массе материала 12791 1 2010.02.28 используется смесь анионактивных ПАВ типа железных солей высших карбоновых кислот с вязким битумом используются смолы или дегти, получаемые при низкотемпературной переработке твердого топлива (горючих сланцев, каменного или бурого угля, торфа). Смолы или дегти применяются в смесях с битумом в соотношении 11-12 или без битума в количестве 1,52,5 к массе материала. К недостаткам этих способов следует отнести большой расход активирующих веществ(1,5-2,5 ), низкую технологичность (необходимость разогрева активирующей добавки перед нанесением, быстрое охлаждение при контакте с холодным минеральным материалом и, как следствие, неравномерность нанесения на минеральную поверхность), пожароопасность. Известен способ гидрофобизации карбонатных пород активирующим материалом, в качестве которого используется гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость 13641 (полиэтилгидросилоксан), соответствующая требованиям ГОСТ 10834-76 с расходом 0,25-0,501. К недостатку данного способа следует отнести высокий расход дорогой актирующей добавки (0,25-0,50 ). Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ активации карбонатных материалов путем нанесения на поверхность минерального материала активирующей добавки в виде 0,005-0,120 -ого раствора смеси фуллеренов в органическом растворителе, высыхания на воздухе в течение 2 суток, с последующим нанесением 100-200 г/м 2 24-26 -ого раствора полидиэтилгидросилоксана в тетраэтоксисилане 2 (прототип). К недостаткам этого способа следует отнести высокий расход химических реагентов, низкую технологичность (необходимость повторной обработки),пожароопасность (использование в качестве органического растворителя уайт-спирит). Задача, решаемая данным изобретением, состоит в повышении эффекта гидрофобизации и технологичности процесса модифицирования щебня и порошка из карбонатной породы. Предлагаемое решение реализуется тем, что в качестве гидрофобизирующей добавки используют водный раствор натриевых солей карбоновых кислот рапсового масла или водный раствор солей алифатических аминов фракций С 14-С 21 в количестве 0,02-0,10 в пересчете на действующее вещество. Предлагаемое решение осуществляется следующим образом. Пример 1 Минеральное сырье в виде щебня из карбонатной породы обрабатываем путем смешивания с водным раствором натриевых солей карбоновый кислот рапсового масла(СКРМ) в количестве 0,05 по действующему веществу. Остальные примеры осуществляли согласно примеру 1. Результаты испытаний на щебне из карбонатной породы (ДЩ) представлены в таблице 1, 2. Результаты испытаний на минеральном порошке из карбонатной породы (ДП) представлены в таблице 3. Примеры 1-11 осуществляли на доломитовом щебне с использованием в качестве модификаторов водный раствор натриевых солей карбоновой кислоты рапсового масла(примеры 1-5) и водный раствор солей алифатических аминов (примеры 7-11), пример 6 прототип на доломитовом щебне. Пример 12 Минеральное сырье в виде минерального порошка из карбонатной породы обрабатываем путем смешивания с раствором натриевых солей карбоновый кислот рапсового масла(СКРМ) в количестве 0,05 по действующему веществу. Примеры 12-14 осуществляли на минеральном порошке из карбонатной породы с использованием в качестве модификаторов водный раствор солей алифатических аминов 12791 1 2010.02.28 Примеры 15-16 осуществляли на минеральном порошке из карбонатной породы с использованием в качестве модификатора водный раствор натриевых солей карбоновой кислоты рапсового масла, пример 17 - прототип на минеральном порошке из карбонатной породы. Водопоглощение щебня и морозостойкость щебня определяли в соответствии с ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Определение гидрофобности активированного минерального порошка определяли в соответствии с ГОСТ 16557-2005 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органо-минельных смесей. В отличие от прототипа предлагаемая добавка обладает высоким активирующим действием щебень и минеральный порошок из карбонатной породы, улучшая их физикомеханические свойства. Снижение расхода активатора ниже нижнего предела приводит к ухудшению технологических свойств щебня и минерального порошка из карбонатной породы, увеличение выше верхнего предела - к стабилизации свойств и экономически не целесообразно. Применение предлагаемой активирующей добавки позволит широко использовать в строительстве щебень и минеральный порошок из карбонатной породы, и получить определенный экономический эффект за счет замены широко используемого в настоящее время более дорогого гранитного щебня. Таблица 1 Результаты испытаний щебня из карбонатной породы, обработанного СКРМ Номер примера Материал для модифицирования Вид активатора Расход активатора,Водопоглощение материала,снижения Морозостойкость, циклов Коэффициент гидрофобности Таблица 2 Результаты испытаний активированного щебня из карбонатной породы,обработанного САА Номер примера Материал для модифицирования Вид активатора Расход активатора,Водопоглощение материала, снижения Морозостойкость, циклов Коэффициент гидрофобности 12791 1 2010.02.28 Таблица 3 Результаты испытаний активированного минерального порошка из карбонатной породы (ДП) Номер примера Материал для модифицирования Вид активатора Расход активатора,Показатель битумоемкости, г/100 см 3 Набухание образцов с битумом,по объему Коэффициент гидрофобности (для порошка -утонувшего) Источники информации 1. Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. - М. Транспорт, 1978. - С. 35-40. 2. Щадрин С.А. и др. Способ поверхностной гидрофобизации осадочных и метаморфических карбонатных пород. - Патент РФ 2211206, МКИ 7 С 04 В 41/49, от 30.05.2001. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4