L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Модификатор асфальтобетонной смеси и способ его получения
| Название | Модификатор асфальтобетонной смеси и способ его получения |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Кемалов Алим Фейзрахманович, Брызгалов Николай Иннокентьевич, Кемалов Руслан Алимович, Яруллин Рафинат Саматович, Доронин Виктор Михайлович, Суворов Алексей Анатольевич, Хабиров Спартак Галимзянович, Бурганова Лилия Фирдинановна |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2748791 |
| Дата регистрации | 31.05.2021 |
| Правообладатель | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU), Кемалов Алим Фейзрахманович (RU), Брызгалов Николай Иннокентьевич (RU), Кемалов Руслан Алимович (RU) |
| Область применения (класс МПК) | C04B 26/26 (2006.01) C08L 95/00 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к составам модификаторов для асфальтобетонной смеси, и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог и мостов во всех климатических зонах. Технический результат заключается в снижении водонасыщения, повышении длительной водостойкости, прочности, трещиностойкости. Модификатор для асфальтобетонной смеси состоит из механоактивированного нефтяного кокса с дисперсностью от 10 до 15 мкм в количестве 70 мас. % и смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском в количестве 30 мас. %, при массовом соотношении воск:битум = 1:30 соответственно. Способ получения модификатора асфальтобетонной смеси заключается в том, что на этапе 1 готовят 30 мас. % смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, для чего подают смесь в обогреваемый смеситель в соотношении воск:битум = 1:30 и перемешивают при температуре 120-140°С до полной однородности состава; на этапе 2 берут 70 мас. % предварительно механоактивированного до дисперсности 10–15 мкм нефтяного кокса, подают его порционно в обогреваемый смеситель с приготовленной на этапе 1 смесью нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, смесь доводят до полной однородности состава, полученный модификатор асфальтобетонной смеси направляют в гранулятор, где получают конечный продукт в виде гранул необходимого гранулометрического состава. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно - к составу модификатора асфальтобетонной смеси и способу его получения и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог и мостов во всех климатических зонах.
К недостаткам известного технического решения следует отнести сложный технологический процесс получения композиции и дорогостоящие модифицирующие добавки.
Целью и техническим результатом заявленного технического решения является разработка модификатора асфальтобетонных смесей и способа его получения, включающего (модификатор) механоактивированный нефтяной кокс до дисперсности от 10 до 15 мкм и смесь нефтяного битума и полимерной добавки, в виде полиэтиленового окисленного воска, обеспечивающего (модификатор) при его использовании улучшение комплекса физико-механических характеристик дорожного полотна:
- снижение водонасыщения,
- повышение длительной водостойкости,
- увеличение предела прочности при сжатии при температуре 50 °С,
- снижение хрупкости, увеличение трещиностойкости при 0 °С,
Сущностью заявленного технического решения является модификатор для асфальтобетонной смеси, состоящий из механоактивированного нефтяного кокса с дисперсностью от 10 до 15 мкм в количестве 70% мас., и смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, в количестве 30% мас., при массовом соотношении воск : битум = 1:30 соответственно. Способ получения модификатора асфальтобетонной смеси по п.1, заключающийся в том, что на этапе 1 готовят 30% мас. смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, для чего подают смесь в обогреваемый смеситель в соотношении воск : битум = 1:30 и перемешивают при температуре 120-140 °С до полной однородности состава; на этапе 2 берут 70% мас. предварительно механоактивированного до дисперсности 10 –15 мкм нефтяного кокса, подают его порционно в обогреваемый смеситель с приготовленной на этапе 1 смесью нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, смесь доводят до полной однородности состава, полученный модификатор асфальтобетонной смеси направляют в гранулятор, где получают конечный продукт в виде гранул необходимого гранулометрического состава.
При этом заявитель поясняет, что, хотя в соответствии с формулой изобретения массовое соотношение воска и битума = 1:30 соответственно, выход за заявленные пределы также является работоспособным, однако при соотношении воска и битума меньшем, чем 1:30 соответственно, наблюдается ухудшение качества модификатора, вследствие повышенной липкости при получении товарных образцов гранул, а соотношение воск : битум более, чем 1:30 соответственно, приводит к ряду технических сложностей процесса гранулирования, а также к повышению себестоимости конечного продукта.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг, на которой приведена Таблица физико-механических показателей асфальтобетонной смеси с использованием заявленного модификатора, полученного по заявленному способу.
Поставленная цель и заявленный технический результат достигается за счет разработки модификатора асфальтобетонной смеси и способа его получения, отличающийся от аналогов тем, что в составе модификатора используется механоактивированный нефтяной кокс и связующая добавка.
Для приготовления модификатора асфальтобетонной смеси могут быть использованы следующие компоненты:
- механоактивированный нефтяной кокс с дисперсностью в диапазоне от 10 до 15 мкм. При этом заявитель поясняет, что значения дисперсности от 10 до 15 мкм не являются значениями дисперсности разных проб (интервалом значений), а характеризуют гранулометрический состав каждой пробы (то есть каждая проба состоит из частичек размером до 10 до 15 мкм), поэтому заявителем не приведены примеры осуществления заявленного способа с различными значениями дисперсности;
- нефтяные битумы, соответствующие по своим показателям битумам дорожного, строительного, изоляционного, кровельного и других назначений;
- полиэтиленовый окисленный воск – это продукт, полученный путем окисления гомополимерных полиэтиленовых восков. Сродство структур битума и воска обусловлено наличием карбоксильных и гидроксильных групп в составе полимерного звена. Идентичность строения обеспечивает максимальную совместимость этих структур на молекулярном уровне с образованием единой полимерной матрицы, что приводит к кардинальному изменению качественных характеристик битумного вяжущего и асфальтобетонной смеси в целом. В качестве полимерной составляющей могут использоваться следующие синтетические каучуки: СЭВ (сополимер этилена и винилацетата), полученные совместной полимеризацией этилена и винилацетата при высоком давлении; бутилкаучуки; СБС (стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт, ДСТ (дивинилстирольный термоэластопласт), АПП (атактический полипропилен, ИПП (изотактический полипропилен), низкомолекулярный полиэтилен.
Получение модификатора асфальтобетонной смеси включает в себя следующие этапы по заявленному способу:
Этап 1. Получение вяжущего в виде смеси нефтяного дорожного битума (далее – битум) и полиэтиленового окисленного воска (далее – воск) в обогреваемом смесителе.
Этап 2. Порционная подача в смеситель из бункера-накопителя заданного количества механоактивированного нефтяного кокса (далее – кокс) при интенсивном перемешивании. Смесь доводят до полной однородности состава.
Этап 3. Направление полученного модификатора в гранулятор с целью получения конечного продукта в виде гранул.
Далее приводятся конкретные примеры выполнения заявленного технического решения.
Заявителем был получен заявленный модификатор асфальтобетонной смеси с различными соотношениями кокс : вяжущее, различными соотношениями воск : битум в вяжущем и различными температурами смешивания с целью подбора оптимальных соотношений и оптимальной температуры для достижения заявленного технического результата.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как при определении уровня техники не выявлено техническое решение, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) совокупности признаков, перечисленных в формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как может быть изготовлено с использованием известных материалов, комплектующих изделий, стандартных технических устройств и оборудования.
Формула изобретения
1. Модификатор для асфальтобетонной смеси, состоящий из механоактивированного нефтяного кокса с дисперсностью от 10 до 15 мкм в количестве 70 мас. % и смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском в количестве 30 мас. % при массовом соотношении воск:битум = 1:30 соответственно.
2. Способ получения модификатора асфальтобетонной смеси по п.1, заключающийся в том, что на этапе 1 готовят 30 мас. % смеси нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, для чего подают смесь в обогреваемый смеситель в соотношении воск:битум = 1:30 и перемешивают при температуре 120-140°С до полной однородности состава, на этапе 2 берут 70 мас. % предварительно механоактивированного до дисперсности 10–15 мкм нефтяного кокса подают его порционно в обогреваемый смеситель с приготовленной на этапе 1 смесью нефтяного дорожного битума с полиэтиленовым окисленным воском, смесь доводят до полной однородности состава, полученный модификатор асфальтобетонной смеси направляют в гранулятор, где получают конечный продукт в виде гранул необходимого гранулометрического состава.
Медаль Альфреда Нобеля