СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
ROAD CONCRETE MIX MAKING METHOD

Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетона с использованием продукта утилизации нефтешлама химическим способом с участием оксида кальция и термически обработанной рисовой лузги в качестве добавки.
Одной из самых актуальных и масштабных проблем, связанных с ухудшением качества окружающей среды, является экологически опасное и не всегда организованное обращение с отходами. Комплексная переработка и использование отходов в качестве вторичного сырья обеспечивают сохранение природных ресурсов, снижают уровень загрязнения окружающей среды, позволяют получить прибыль.
Известна асфальтобетонная смесь, включающая нефтешлам, минеральные компоненты и битум (Турсумуратов М.Т., Бекбулатов Ш.X. Использование нефтяных шламов в дорожном строительстве // Вестник НИА РК, 2010, №1, с.138-151). Технология использования нефтяного шлама для активации поверхности зерен минерального материала (щебня и песка) заключается в том, что нефтяной шлам в количестве 3% вводится на каменный материал, затем температура смеси доводится до рабочей и подается минеральный порошок и битум. Недостатком является низкая прочность асфальтобетонной смеси.
Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем вспенивания нефтешлама, содержащего 8-10% воды, при температуре 80-95°С, смешивания его с предварительно нагретым до 150-160°С минеральным компонентом (щебень, песок) и добавки к этой смеси нагретого битума до 140-150°С (пат. РФ №2110496, МПК 6 C04B 26/26, 1998). Количество нефтешлама составляет 18-20 мас.% от массы битума. Недостатком данного способа является низкая прочность асфальтобетона. Кроме того, дозирование нефтешлама (НШ) - отхода 3 класса опасности создает опасные производственные условия на рабочем месте при разгрузке, хранении и подаче и смешивании смеси.
Задача предлагаемого изобретения - расширение ассортимента асфальтобетонных смесей за счет использования безопасных продуктов утилизации отходов нефтегазового комплекса для человека и окружающей среды.
Технический результат: повышение прочности асфальтобетонной смеси путем введения добавки - продукта утилизации нефтяного шлама, содержащего силикаты и карбонаты кальция.
-3
-5
Задача решается тем, что асфальтобетонную смесь получают путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама. В качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 18-22, негашеной извести, измельченной до 10÷10 м, - остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 67-84% от массы указанной добавки и нагревают до 90-100°C, минеральные компоненты - до 70-90°C, смешение всех компонентов смеси при соотношении минеральных компонентов к смеси битума с добавкой (1-0,94):(0,16-0,19) осуществляют при нагреве до 140-170°C.
Технический результат достигается за счет того, что в состав асфальтобетонной смеси вводят добавку - продукт утилизации нефтяного шлама, содержащий животный жир и адсорбент - термически обработанную рисовую лузгу. Компоненты добавки: ПАВ, входящие в состав нефтяного шлама, животного жира и являющиеся активаторами добавки, и силикаты, образующиеся при взаимодействии оксида кальция с оксидом кремния термически обработанной рисовой лузги.
Способ осуществляют путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама. На способ получения добавки получен патент РФ №2359982. В качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом с добавлением воды для полного гашения извести. Рабочий агент получают смешением животного жира, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги и измельченной негашеной извести. Отдельно нагревают смесь битума с добавкой и минеральные компоненты. Затем при нагреве смешивают все компоненты смеси.
Пример 1
-3
Смешивают нагретые минеральные компоненты, битум и добавку с использованием нефтяного шлама. Добавку получают интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом при их соотношении 1,5:1 с добавлением воды для полного гашения извести. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 1, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 18, негашеной извести, измельченной до 10 м, - остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 67% от массы указанной добавки и нагревают до 90°C. Минеральные компоненты нагревают до 70°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении минеральных компонентов к смеси битума с добавкой 1:0,16 осуществляют при нагреве до 140°C до тех пор, пока масса не станет однородной черного цвета. Подготовленную смесь небольшими порциями закладывают, прессуя в металлическую форму размером 10×10×10 см, и оставляют затвердеть в течение недели. Форму смазывают жиром для облегчения процесса извлечения образца асфальтобетона.
Пример 2
-4
Способ осуществляют аналогично примеру 1, получая рабочий агент смешением, мас.%: животного жира 2, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 19, негашеной извести, измельченной до 10 м, - остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 73% от массы указанной добавки и нагревают до 94°C. Минеральные компоненты нагревают до 77°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,99:0,17 осуществляют при нагреве до 150°C.
Пример 3
-4
Способ осуществляют аналогично примеру 1, получая рабочий агент смешением, мас.%: животного жира 2,5, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 20, негашеной извести, измельченной до 10 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 79% от массы указанной добавки и нагревают до 97°C. Минеральные компоненты нагревают до 84°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,96:0,18 осуществляют при нагреве до 160°C.
Пример 4
-5
Способ осуществляют аналогично примеру 1, получая рабочий агент смешением, мас.%: животного жира 3, адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 22, негашеной извести, измельченной до 10 м, - остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 84% от массы указанной добавки и нагревают до 100°C. Минеральные компоненты нагревают до 90°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,94:0,19 осуществляют при нагреве до 170°C.
Предел прочности при сжатии асфальтобетона с использованием в качестве добавки продукта утилизации нефтяных шламов определяют в соответствии с ГОСТ 8462-85 на гидравлическом прессе ТИП П-10 со шкалой 10000 кг ценой деления 20 кгс и автоматической машине П-6. Результаты образцов асфальтобетона №1-4 представлены в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика опытных образцов асфальтобетонной смеси
Показатели асфальтобетона
Номер образца асфальтобетона
Прототип
1
2
3
4
Предел прочности при сжатии, R<sub>сж</sub>(50°C), МПа
1,32
1,21
1,22
1,17
1,15
Использование продукта утилизации нефтяных шламов 4 класса опасности в качестве добавки, являющегося вторичным материальным ресурсом, в составе которого присутствуют силикаты и карбонаты кальция, повышает прочность асфальтобетонной смеси и обеспечивает снижение опасности на рабочем месте и повышение экологической безопасности окружающей среды.