ГЕЛЕОБРАЗУЮЩЕЕ ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ РЕМОНТНЫХ СМЕСЕЙ
GEL-FORMING BONDING AGENT FOR OBTAINING COLD ASPHALT CONCRETE REPAIR MIXES

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, применяемым для приготовления холодных асфальтобетонных ремонтных смесей для ремонта дорожных покрытий.
Проблемы ремонта дорожного покрытия (ямы, выбоины, образование келейности) непосредственно связаны с применяемыми ремонтными смесями. Применяемые при ремонтах холодные смеси не создают достаточно однородной структуры с существующим покрытием, имеют малое содержание битума (тонкую пленку на поверхности щебня), что приводит к плохому сцеплению каменного материала при ее уплотнении, постепенному выкрашиванию.
Известны вяжущие для ремонта дорожных покрытий, как правило, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), например вяжущее для ремонта дорожного покрытия (1) (Патент РФ №2280014) на основе битума и ПАВ - «карбоксипав». Применение ПАВ позволяет предотвратить слеживаемость, повысить адгезию к минеральным материалам. Недостатком данной композиции является следующее: она содержит три химические добавки, что, с одной стороны, усложняет ее приготовление, а с другой, существенно удорожает композицию. Кроме того, как правило, основной технический результат при применении ПАВ - расширение перечня ПАВ, используемых при приготовлении холодных асфальтобетонных смесей, применяемых для ремонта дорог. Известны битумоминеральные смеси для ремонта асфальтобетонных покрытий (2) (Смеси битумоминеральные для ремонта асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах общего пользования и городских улицах ТУ 5711-003-03445377-2003). Смесь битумоминеральная представляет собой рационально подобранную смесь минеральных материалов (щебня, песка и их смесей), получаемую смешением в смесительных установках с органическими вяжущими (жидкими или разжиженными битумами) и активными добавками ПВА (поливинилацетат) и адгезионной присадки «ДОРОС-АП».
Недостатком данной смеси является недолговечность хранения смеси и необходимость в постоянном перемешивании при хранении. Как правило, применяемые при ремонтах холодные смеси не создают достаточно однородной структуры с существующим покрытием, имеют малое содержание битума (тонкую пленку на поверхности щебня), что приводит к плохому сцеплению каменного материала при ее уплотнении, постепенному выкрашиванию.
Наиболее близкой к заявляемому объекту по совокупности признаков является гелеобразный битум, разработанный в США (3), который модифицируется специальной добавкой в виде порошка МАК, который имеет в своем составе полимер, изменяющий внутреннюю структуру битума, формирующий нечто в виде пространственной сетки или «губки», которая удерживает битум внутри себя. В качестве разжижителя используют дизельное топливо или керосин («Строительная техника и технологии» №6, 2005).
В лаборатории ФГНУ НИИ СМ г.Томска был апробирован порошок МАК для модифицирования битума и перевода его в гелеобразное состояние. Исследования показали преимущества гелеобразного битума. При смешивании с каменным материалом вяжущее образует более толстые пленки на его поверхности. При этом гелеобразный битум не стекает с поверхности камня, в результате этого образуются более прочные связи. Таким образом, возможно создание высокощебенистых смесей с жестким каменным каркасом в уплотненном состоянии. В результате участки асфальтобетонных покрытий при ремонте холодными смесями с применением гелеобразных битумов обладают более высокой долговечностью, прочностью и сдвигоустойчивостью. Применение пакетируемых холодных ремонтных смесей расширяет возможности ремонта покрытий в весенние и осенние периоды при более низких температурах.
Однако выявились и существенные недостатки в технологии приготовления гелеобразующего вяжущего на основе порошка МАК (США):
- высокая температура битума при введении порошка МАК 190°С;
- высокая температура плавления порошка МАК;
- неудовлетворительная растворимость порошка МАК при понижении температуры битума ниже 180°С;
- высокая температура хранения гелеобразного вяжущего - 180°С при постоянном перемешивании;
- высокая стоимость 180-200 руб/кг.
Задачей заявляемого изобретения является создание гелеобразующего вяжущего для приготовления холодных ремонтных смесей, упрощение технологии приготовления вяжущего, снижение токсичности, замене дорогостоящих импортных добавок. Сущность изобретения заключается в том, что в гелеобразующем вяжущем для приготовления холодных ремонтных смесей, включающем битум, дизельное топливо, в качестве гелеобразующей добавки используют талловое масло и каустическую соду в соотношении, мас.%:
талловое масло - 85-90
каустическая сода - 10-15
при следующем соотношении компонентов в вяжущем, мас.%:
битум - 82-85
дизельное топливо - 15-18
гелеобразующая добавка - 1-2.
Для улучшения адгезионных свойств вяжущее может содержать адгезионную присадку.
Гелеобразующая добавка - это композиция, включающая дистиллированное таловое масло (ДТМ) 85-90% и каустическую соду 10-15%.
Масло таловое дистиллированное, маслянистая жидкость, прозрачная при Т 80°С.
Каустическая сода - натрий едкий, чешуированный ТУ 6-01-1306-85.
Получают гелеобразующую добавку в реакторе с рубашкой, в которую подается высокотемпературный теплоноситель. При интенсивном перемешивании талового масла осуществляется омыление каустической содой при температуре 190-200°С в течении 60-80 минут. После охлаждения образуется пастообразная масса темно-коричневого цвета с температурой плавления 80°С.
Исследования, проведенные в ФГНУ НИИ СМ, показали, что гелеобразующая добавка не только не уступает по своим свойствам порошку МАГ, но имеет ряд преимуществ:
- температура битума при введении добавки имеет диапазон от 110°С до 180°С;
- температура плавления гелеобразующей добавки 70°С. При нагревании до температуры 90-100°С ее можно вводить в жидком состоянии;
- хорошая растворимость в битуме;
- невысокая цена.
При совместном применении адгезионной присадки БАП-ДС-3 (ТУ 2482-005-33992933-2003) и гелеобразующей добавки улучшаются адгезионные свойства вяжущего.
Гелеобразующее вяжущее готовят в обычном асфальтосмесителе следующим образом: в битум, нагретый до температуры 110-180°С, вводят предварительно разогретую до температуры 90-95°С гелеобразную добавку при постоянном перемешивании в течение 20-30 минут до получения однородной массы.
Проведено испытание гелеобразующего вяжущего по ГОСТ 12801.
В таблице 1 приведены составы гелеобразующего вяжущего.
Таблица 1
№ п/п
Компоненты гелеобразующего вяжущего
Содержание, мас.%, к битуму по составу
1
2
3
4
5
6
7
1
Порошок МАК
1.45
-
-
-
-
-
-
2
Гелеобразующая добавка
-
1.0
1.5
2.0
1.0
1.5
2.0
3
Адгезионная присадка БАП-ДС-3Б
-
-
-
-
0.7
0.7
0.7
4
Дизельное топливо
15
15
15
15
15
15
15
5
Битум остальное
Холодную асфальтобетонную смесь готовят следующим образом.
Минеральные материалы, содержащие 70% крупного заполнителя до 5 мм и 30% мелкого заполнителя менее 5 мм без предварительной сушки и нагрева, подают в мешалку принудительного действия и перемешивают, после чего вводят нагретое до 90-100°С гелеобразующее вяжущее в количестве 7% и адгезионную присадку к 100% количеству минеральной составляющей и продолжают перемешивать до получения равномерного обволакивания вяжущим минеральных частиц. Показатели водостойкости и водостойкость при длительном водонасыщении приведены в таблице 2.
Таблица 2
№ п/п
Показатели
Составы
Показатели по ГОСТ 9128
1
2
3
4
5
6
7
1
Водостойкость
0.63
0.72
0.81
0.79
0.82
0.85
0.79
0.8
2
Водостойкость при длительном водонасыщении
0.55
0.58
0.62
0.63
0.71
0.73
0.62
0.6
Данные показатели очень важны и влияют на пластичность и долговечность. Таким образом, холодный асфальтобетон отвечает нормативным требованиям.
Осуществление заявленного изобретения обеспечивает достижение его основных целей: возможность создания холодных ремонтных смесей с большим содержанием вяжущего, обеспечивающего стабильную внутреннюю структуру битума в широком температурном диапазоне и стойкость к старению.
Использованные источники
1. Патент РФ №2280014, С04В 26/26. Вяжущее для ремонта влажного дорожного покрытия/ Кулик Е.П., Кочерга В.Г., Тарасович А.П., Шейхет И.М. №2004131355/034. Заявлено 26.10.20044. Опубликовано 2006.04.10., Бюл. №20, Приоритет 26.10.2004.
2. Смеси битумоминеральные для ремонта асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах общего пользования и городских улицах ТУ 5711-003-03445377-2003. Регистрационный номер 001973. Томская областная дирекция дорожного фонда и автомобильных дорог, Томск 2003.
3. Марышев Б.С., Поздняков В.Р. Многофункциональные асфальтобетонные смеси на битумах, модифицированных МАК-порошком. - Строительная техника и технология. - 2005. - №6 (прототип)