АСФАЛЬТОВЫЙ БЕТОН
ASPHALT CONCRETE

Изобретение может быть использовано для получения асфальтобетонной массы.
Асфальтовый бетон (асфальтобетон) является одним из широко используемых в строительстве. Это важнейший материал для устройства автомобильных дорог, аэродромных покрытий, гидротехнических сооружений. От его качества зависят эксплуатационные характеристики и срок службы дорожного покрытия. Для получения асфальтобетонных покрытий повышенной долговечности с хорошими физико-механическими свойствами должны использоваться сырьевые материалы высокого качества.
Традиционно в виде сырьевых материалов при производстве асфальтовых бетонов в качестве крупного заполнителя используется гранитный щебень, в качестве мелкого заполнителя - кварц-полевошпатовый песок, в качестве минерального порошка - минеральный порошок из карбонатных горных пород и битум.
Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения, по совокупности признаков, является асфальтобетонная смесь с использованием минерального порошка из магнийсиликатных пород - дунитов (Худякова Л.И., Войлошников О.В. Использование отходов горной промышленности в качестве минерального порошка // Безопасность жизнедеятельности. - 2012. - №10. - С. 18-20).
Известный асфальтобетон, принятый за прототип, отличается от предлагаемого тем, что в качестве крупного заполнителя содержит гранитный щебень, в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 5 минут. А предлагаемый асфальтобетон содержит в качестве крупного заполнителя магнийсиликатную породу - верлит, а в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 10 минут, и обладает более высокими физико-механическими показателями по сравнению с прототипом.
Технический результат предлагаемого изобретения - получение нового вида асфальтового бетона с использованием магнийсиликатных пород (верлита и дунита), обладающего повышенной прочностью, водостойкостью, термоустойчивостью, термостбильностью и низкой себестоимостью.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый асфальтовый бетон, полученный из смеси битума и минеральной части, в минеральной части в качестве крупного заполнителя содержит магнийсиликатную породу верлит, в качестве мелкого заполнителя - кварц-полевошпатовый песок, а в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 10 минут в стержневом вибрационном измельчителе.
Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными из уровня техники техническими решениями позволило установить следующее. В известном техническом решении в качестве крупного заполнителя использовали гранитный щебень, а в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 5 минут.
В заявленном асфальтовом бетоне в качестве крупного заполнителя использована магнийсиликатная порода - верлит, в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 10 минут. Верлит и дунит являются природным сырьем Прибайкалья и входят в состав месторождений Северо-Байкальской рудной зоны. Использование данных пород в качестве сырьевых материалов обеспечивает высокие физико-механические показатели асфальтобетона.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведение об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня аналогов, а также и прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату - получение новых видов асфальтовых бетонов с достаточно высокими физико-механическими характеристиками, отличительных признаков в заявленном веществе, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований, а именно взаимодействие минерального порошка из дунита, измельченного в течение 10 минут в стержневом вибрационном измельчителе, с битумом, с крупным заполнителем из верлита и кварц-полевошпатовым песком, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - повышение качества и надежности дорожного покрытия.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Дуниты Северного Прибайкалья, предлагаемые в качестве минерального порошка, и верлиты, предлагаемые в качестве крупного заполнителя, являются ультраосновными магнийсиликатными горными породами следующего химического состава, мас. % (см. табл. 1). Дуниты состоят из идиоморфных кристаллов оливина (80-97%) и акцессорной хромшпинели. Верлиты состоят из оливина (80-85%), периклаза и клинопироксена. При разработке месторождений будут находиться в отвалах.
В данном техническом решении дунит используется в качестве минерального порошка после измельчения его в течение 10 минут, а также верлит в качестве крупного заполнителя - впервые.
Были приготовлены горячие асфальтобетонные смеси типа Б марки II следующего состава, масс. %: щебень из верлита - 43, кварц-полевошпатовый песок - 44, минеральный порошок из дунита - 8, битум - 5. Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетонной смеси представлен в таблице 2.
Характеристики полученного асфальтового бетона приведены в таблице 3. Для сравнения приведены показатели известного прототипа в таблице 4.
Анализ результатов таблицы 3 показывает, что асфальтовый бетон, состоящий из минерального порошка из дунита, измельченного в течение 10 минут, крупного заполнителя из верлита, мелкого заполнителя из кварц-полевошпатового песка и битума по основным физико-механическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 9128-2009 "Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия" для высокоплотных и плотных асфальтобетонов из горячих мелкозернистых смесей типа Б марки II для I дорожно-климатической зоны.
Предлагаемый асфальтовый бетон имеет следующие преимущества по сравнению с известным:
- он обладает повышенной прочностью, трещиностойкостью, термоустойчивостью и термостабильностью;
- он обладает повышенной стойкостью к механическим деформациям в широком диапазоне температур;
- он обладает высокой водостойкостью;
- снижена его себестоимость за счет использования отходов горнодобывающей промышленности, каковыми являются дуниты и верлиты;
- расширена сырьевая база для получения нового вида асфальтобетона высокого качества за счет местных сырьевых ресурсов.
Предлагаемый асфальтовый бетон, полученный из смеси битума и минеральной части, отличается от прототипа тем, что содержит в минеральной части в качестве крупного заполнителя магнийсиликатную породу верлит, в качестве мелкого заполнителя - кварц-полевошпатовый песок, в качестве минерального порошка - минеральный порошок из дунита, измельченного в течение 10 минут в стержневом вибрационном измельчителе, и обладает улучшенными физико-механическими показателями.
Вышеизложенное свидетельствует о возможности осуществления изобретения с получением указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения условию "промышленная применимость".
Предлагаемый асфальтовый бетон разработан в лаборатории химии и технологии природного сырья Федерального государственного бюджетного учреждения науки Байкальского института природопользования Сибирского отделения Российской академии наук.