Патент на изобретение №2262491

(54) СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов. Технический результат: снижение затрат на производство асфальтобетонных смесей и улучшение их технических характеристик – предела прочности при сжатии и водостойкости. Способ армирования асфальтобетонной смеси заключается в введении в ее состав древесных волокон, полученных из древесной крошки путем сушки ее в восходящем потоке воздуха с температурой 120^оС и последующей распушки в мельнице с ситообразными лопастями, причем перед подачей в смеситель древесные волокна просасывают через фильеры вентилятором, при этом в смеситель сначала подают для их перемешивания минеральный порошок, битум и поверхностно-активное вещество, а затем в процессе перемешивания подают древесные волокна, щебень и песок. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области армирования асфальтобетонных покрытий и может быть использовано для строительства автодорог, аэродромов и др.

Описан способ армирования асфальтобетонной смеси стальными фиброволокнами /1/.

Этот способ характеризуется повышенной трещиностойкостью, однако прочность смеси ниже, по сравнению с неармированной. Кроме того, при строительстве автодорог по известному способу возникают трудности с уплотнением асфальтобетонной смеси, требующие больших затрат. Способ металлоемкий и дорогостоящий.

Известен способ армирования дорожного асфальтобетона с помощью хризотил-асбеста /2/.

При введении до 5% масс. асбестового волокна возрастают прочностные характеристики асфальтобетона, увеличивается модуль деформации, водо- и морозоустойчивость, повышается коэффициент сцепления дорожных покрытий и удлиняется срок их службы. Однако при введении асбеста увеличивается расход битума с 7 до 11% масс. Кроме этого, асбест токсичен и загрязняет окружающую среду, поэтому запрещают его использование для устройства верхних слоев дорожной одежды /3/.

Известен способ дисперсного армирования асфальтобетонной смеси органическими полимерными волокнами /4, 5/. Армирующие элементы получают путем резки готовых органических полимерных волокон на отрезки длиной до 20 мм, что приводит к большим затратам на производство асфальтобетонной смеси. Дисперсно-армированную смесь готовят путем введения отрезков органических полимерных волокон на горячие минеральные материалы непосредственно в смеситель установки.

В асфальтобетонной смеси волокна образуют прочные кластеры, которые воспринимают и распределяют напряжения от воздействия динамической нагрузки на ограниченный объем слоя покрытия, так как волокна связывают в единые структурные образования только рядом расположенные с ними минеральные материалы. Поэтому введение очень коротких волокон не повышает прочность асфальтобетонной смеси, что приводит к снижению сдвигоустойчивости и трещиностойкости дорожного покрытия.

Известен способ армирования асфальтобетонной смеси /4/, принятый нами за прототип, путем введения в асфальтобетонную смесь во время ее перемешивания органических полимерных волокон, причем органические полимерные волокна вводят в асфальтобетонную смесь горячими сразу после их формования из расплава.

Недостаток известного способа (прототипа) связан с необходимостью нагрева волокон до горячего состояния (расплава), что повышает энергозатраты на приготовление асфальтобетонных смесей. Кроме того, нагрев органических полимерных волокон приводит к испарению вредных веществ в окружающую среду.

Задачей настоящего изобретения является снижение затрат на производство асфальтобетонных смесей и устранение выброса вредных веществ в окружающую среду.

Это достигается за счет того, что в способе армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав органических полимерных волокон, в качестве органических полимерных волокон в асфальтобетонную смесь вводят древесные волокна при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Древесные волокна, получающиеся после пушения сухой измельченной древесной крошки и их фильерного просасывания в виде уплотненной коротковолокнистой ватообразной массы, сначала смешивают с фракцией щебня с размерами частиц 5-15 мм, а затем полученную смесь древесных волокон со щебнем смешивают последовательно с отсевом крупной фракции щебня с размерами частиц 0,071-5 мм, активным минеральным порошком и битумом.

Применение древесных волокон и уменьшение их толщины повышает прочность асфальтобетона, поскольку в пространственную решетку включается большее количество армированных структур на единицу объема смеси.

На чертеже приведена схема установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ. Установка состоит из двух секций. В одной секции приготавливают древесное волокно, а в другой – асфальтобетонную смесь. Устройство для приготовления древесных волокон содержит камеру 1 для измельчения сырого древесного листа до мелкой крошки, сушильную камеру 2 для сушки древесной крошки в восходящем горячем воздушном потоке с температурой 120°С, мельницу 3, имеющую сито и лопасти для пушения древесной крошки, далее пушинки полученных волокон просасываются через фильеры 4 вентилятором и подаются в три последовательно расположенные циклоны, в которых они улавливаются и выгружаются вручную путем стряхивания. Полученные древесные волокна уплотняют на прессе и в виде уплотненных кип подают в смеситель 9.

Технология получения асфальтобетонной смеси включает следующие операции. В смеситель 9 из бункеров 5, 6 через дозаторы 7 сначала подают минеральный порошок, битум и поверхностно-активное вещество и перемешивают их. Затем в смеситель при постоянном перемешивании подают древесные волокна, а далее щебень и песок. При дальнейшем перемешивании всех компонентов происходит образование армированной асфальтобетонной смеси.

Технология получения армированного асфальтобетона поясняется на примерах.

Пример 1.

Готовят горячую мелкозернистую асфальтобетонную смесь типа Б с использованием следующих материалов, % масс.: щебень Березовского карьера ОАО “Габбро”, фракция 5-15 мм – 42,08; отсев крупной фракции щебня Березовского карьера с размерами частиц 0,071-5 мм – 43,0; активный минеральный порошок Екатеринбургского АБЗ – 8,42; древесное волокно Краснокамского завода – 0,5; битум типа БНД 60/90 – 6.

Фракцию щебня с размерами щебенок 5-15 мм сначала смешивают с древесными волокнами, затем при постоянном перемешивании к смеси древесных волокон со щебнем добавляют последовательно отсев крупной фракции щебня с размерами частиц 0,071-5 мм и активный минеральный порошок. Полученную смесь нагревают до 150^оС, а затем добавляют к нагретой древесно-минеральной массе битум марки БНД 60/90, нагретый до 140^оС. Температура готовой смеси равна 140^оС, формование образцов асфальтобетона проводили по ГОСТ 12801-98.

Физико-механические свойства полученной горячей мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа Б приведены в таблице. Как видно из таблицы, горячая асфальтобетонная смесь типа Б по физико-механическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 9128-97: без добавки древесных волокон II марке, а с добавкой волокон в количестве 0,5% масс. – I марке.

Пример 2.

Готовили горячую мелкозернистую асфальтобетонную смесь типа Б при следующем соотношении компонентов, % масс.: щебень, фракция 5-15 мм – 37,76; отсев крупной фракции щебня с размерами частиц 0,071-5 мм – 49; активный минеральный порошок – 6,64; древесные волокна – 0,3; битум марки БНД 60/90 – 5,7.

Асфальтобетонную смесь готовят по технологии, приведенной в примере 1. Испытания показали, что уменьшение количества древесных волокон в армированной асфальтобетонной смеси с 0,5 до 0,3% масс. позволяет получить асфальтобетонную смесь, соответствующую по показателям ГОСТ 9128-97 только II марке.

Пример 3.

Готовили горячую мелкозернистую асфальтобетонную смесь типа Б при следующем соотношении компонентов, % масс.: щебень, фракция 5-15 мм – 45,29; отсев крупной фракции щебня с размерами частиц 0,071-5 мм – 37,14; активный минеральный порошок – 9,97; древесные волокна – 0,7; битум марки БНД 60/90 – 6,9.

Асфальтобетонную смесь готовили по технологии, приведенной в примере 1. По физико-механическим показателям асфальтобетонная смесь соответствует требованиям ГОСТ 9128-97 I марке. Однако увеличение количества древесных волокон в составе асфальтобетонной смеси приводит к повышению расхода битума с 6 до 6,9%.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом [4] приводит к уменьшению затрат на приготовление армирующих составляющих смеси, поскольку из технологии исключаются циклы нагрева волокон до расплавленного состояния и поддержания температуры расплава в производственном процессе. Кроме того, улучшается экологическое состояние производства, так как в системе отсутствует испарение вредных веществ.

Литература.

1. Талантова К., Толстенев С. Композит-сталефибробетон в дорожном строительстве. Авт. дороги. 1999. №9. С. 24-26.

2. Enrobes specianos a us ages di vers 1-ere hartit. Lassalle I., Remillon A., Secard D. Rev. gen Routes et asrod. 1981. 55. №850. Suppl. 1-12 (франц.); Водонепроницаемое асфальтобетонное покрытые с добавкой асбеста. Asbestos – asphalt waterproofs freeway decks Highway and Heavy constr. 1976. 119. №10.128-128 (англ.). ЭИ Строительство и эксп. авт. дорог. 1977. №11. С.10-11.

3. Запрещение использования каменных материалов с включением асбеста для строительства дорожных покрытий. 1977. Т. 92. №8. С.36 (англ.).

4. А.С. RU 2102353 C1 от 15.01.1996. Лукашевич В.Н. и др. Способ армирования асфальтобетонной смеси.

5. Армирование асфальтобетонных покрытий при строительстве и реконструкции дорожных одежд. Обзорная информация ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. М., 1990. Вып. 5. Автомобильные дороги. С. 24-26.

Формула изобретения

Способ армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав древесных волокон, полученных из древесной крошки путем сушки ее в восходящем потоке воздуха с температурой 120^оС и последующей распушки в мельнице с ситообразными лопастями, причем перед подачей в смеситель древесные волокна просасывают через фильеры вентилятором, при этом в смеситель сначала подают для их перемешивания минеральный порошок, битум и поверхностно-активное вещество, а затем в процессе перемешивания подают древесные волокна, щебень и песок.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 04.02.2006

Извещение опубликовано: 27.04.2007 БИ: 12/2007

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 04.02.2006

Извещение опубликовано: 20.06.2007 БИ: 17/2007