Лита асфальтополімерсіркобетонна суміш

Лита асфальтополімерсіркобетонна суміш, що включає як мінеральний матеріал щебінь фракції 2,5-15,0мм, пісок фракції до 5мм, мінеральний порошок і бітумне в'яжуче, яка відрізняється тим, що містить мінеральний порошок, активований добавкою синтетичного каучуку, а як бітумне в'яжуче - бітумполімерсірчане в'яжуче, до складу якого входить синтетичний каучук та технічна сірка, при такому співвідношенні компонентів суміші, мас. %: бітумполімерсірчане в'яжуче 8,5-10,5 щебінь фракції 2,5-15,0мм 40-50 порошок мінеральний активований 18-20 пісок фракції до 5 мм решта, при цьому вміст синтетичного каучуку в активованому мінеральному порошку становить 0,5% від маси порошку, а у бітумполімерсірчаному в'яжучому кількість сірки, введеної у бітум, становить 30-40%, а синтетичного каучуку - 2-3% від маси бітуму. UA (21) a200607364 (22) 03.07.2006 (24) 26.05.2008 (46) 26.05.2008, Бюл.№ 10, 2008 р. (72) БРАТЧУН ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, UA, СТОЛЯРОВА НАТАЛІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА, UA, БЕСПАЛОВ ВІТАЛІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, UA (73) ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ, UA (56) UA 80719, C2, 25.10.2007 (по з. 200502662, опубл. 15.07.2005) UA 20031212456, A, 15.07.2005 SU 1527213, A1, 07.12.1989 RU 2163610, C2, 27.02.2001 US 4412019, 25.10.1983 WO 8912079, A2, 14.12.1989 RU 2241723, C1, 10.12.2004 RU 2148562, C1, 10.07.2005 WO 03097746, A1, 27.11.2003 GB 2370575, A, 03.07.2002 C2 2 (19) 1 3 енергоємність приготування асфальтобетонної суміші (знизити температуру до 165-180°С), забезпечують покращення мікроструктури асфальтобетону та розширення температурної зони пружнов'язкопластичного стану і зниження інтенсивності старіння покриття. Цим забезпечується підвищення міцнісних характеристик (модуля пружності та межі міцності на розтягнення при вигині), підвищення деформативності покриття в області негативних температур та морозостійкості, корозійної стійкості, довготривалого водонасичення. Поставлене завдання вирішується тим, що лита асфальтополімерсіркобетонна суміш містить в якості мінерального матеріалу щебінь фракцій 2,5-15,0мм, пісок фракцій до 5мм, мінеральний порошок, а в якості в'яжучого - бітум, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: - додатково до мінерального порошку додана поверхнево-активна речовина у вигляді синтетичного каучуку; - до бітуму додатково додані технічна сірка та синтетичний каучук, з отриманням бітумполімерсірчаного в'яжучого; компоненти взяті у наступному співвідношенні, мас.%: в'яжуче бітумполімерсірчане 9,0-11,0 щебінь фракцій 5,0-15,0мм 40,0-50,0 порошок мінеральний активований 18,0-20,0 пісок фракцій до 5,0 мм решта. Крім того, кількість синтетичного каучуку, доданого до мінерального порошку, дорівнює 0,5% від маси порошку, кількість сірки, доданої до бітуму дорівнює 30-40%, а каучуку синтетичного 2-3% від маси бітуму. Додання сірки до бітуму сприяє зниженню енергоємності приготування литої асфальтополімерсіркобетонної суміші (165-180°С), розширення температурного інтервалу укладання суміші (140-170°С), підвищенню деформаційноміцнісних характеристик в'яжучого (динамічного модуля пружності), підвищенню теплостійкості (глибина колії для асфальтобетону складає 2,5мм, для бітумополімерсіркобетону 0,9мм), підвищенню деформативності покриття в області негативних температур, (температура склування становить 32°С проти мінус 17°С), підвищенню морозостійкості, корозійної стійкості, довготривалого водо-насичення. Застосування активованого мінерального порошку у складі асфальтополімерсіркобетонної суміші сприяє покращенню структури асфальтобетону, підвищує однорідність суміші, забезпечує рівномірний розподіл органічного в'яжучого на поверхні мінеральних зерен, підвищує міцність контактів між структурними елементами та стабільність при зміні вологого і температурного режимів, знижує температуру виробництва литих асфальтобетонних сумішей на 20-30%, на 10-15% зменшуються витрати органічного в'яжучого у суміші, подовжується дорожньо-будівельний сезон. Позитивний ефект застосування синтетичного каучуку, наприклад, бутадієнметилстирольного, у сукупності із сіркою досягається за рахунок того, що при модифікації бітуму, у в'яжучому 82922 4 утворюється термофлуктаційна бутадієнметилстирольна просторова сітка, яка структурована сіркою. Активація поверхні мінерального порошку СКМС-30 приводить до формування на поверхні структурно-зміцненого шару полімеру, який підвищує адгезію бітумополімерсірчаного в'яжучого до поверхні мінерального порошку внаслідок підвищення кількості контактів сегментів надмолекулярних утворень сополімеру СКМС-30 з активними центрами олеофільної поверхні. Це створює міцну та еластичну просторову матрицю асфальтополімерсіркобетону з високою адгезією та когезією. Суміш готується наступним чином. Характеристика вихідних компонентів: 1. бітум нафтовий - глибина проникнення голки при температурі 25°С: П25 =40-60 град. шкали пенетрометра, температура розм'якшення 50-55°С, розтяжність при 25°С - Д25 ³ 1м, температура крихкості Ткр = -17...14°С, температура спалаху більша, ніж 250°С, зміна температури розм'якшення після прогріву - 3-5°С, вміст водорозчинних з'єднань менш - 0,2%, інтервал пластичності - 64-72°С; 2. бітумполімерсірчане в'яжуче: глибина проникнення голки при температурі 25°С - П25=2428 град. шкали пенетрометра, температура розм'якшення - 55-57°С, розтяжність при 25°С Д25 ³ 1м, температура крихкості Ткр = -30...-33°С, температура спалаху більша ніж 250°С, інтервал пластичності ІП = 85-90°C; 3. каучук синтетичний бутадієнметилстирольний СКМС-30: жорсткість по Д 7,2Н, еластичне відновлення - 3,0; в'язкість при 100°С -48 Па×с, умовна міцність при розтягненні 25МПа; відносне подовження при розриві - 600%; еластичність по відскоку - 28%; масова доля зв'язаного альфаметилстиролу - 24%. 4. Сірка технічна відповідає ГОСТ 127-76; 5. Мінеральні компоненти асфальтобетону. Зерновий склад мінерального кістяка представлений повними залишками на ситах (мм): 15-10 - 22,8%; 10-5 - 17,2%; 5-2,5 - 17,2%; 2,5-1,25 - 12,8%; 1,25-0,63 - 8,3%; 0,63-0,315 - 6,5%; 0,3150,14 - 4,8%; 0,14-0,07 - 13,2%; мінеральний порошок - 7,2%. Для приготування мінеральної частини литого асфальтополімерсіркобето-ну використаний гранітний щебень Караньського родовища. Для експериментальної перевірки складу, що заявляється підготовлені 3 варіанти складів суміші. У попередньо нагріті щебінь, пісок, активований мінеральний порошок уводили бітумополімерсірчане в'яжуче, перемішували суміш в лабораторній мішалці протягом 4 хвилини при температурі 170-180°С, потім виготовляли із суміші зразки діаметром 50,5 мм та 71,4 мм; заповнення форм проводили шарами у три рази, кожен шар ретельно штикували. Поверхню зразка вирівнювали та загладжували шпателем. Виготовлений зразок витримували до іспитів у формі при кімнатній температурі протягом доби. 5 Склади асфальтополімерсіркобетонної 82922 суміші наведено у таблиці 1. 6 7 82922 8 Таблиця 1 Склад асфальтополімерсіркобетонної суміші 1 8,5 18,0 40,0 33,5 1. Бітумполімерсірчане в'яжуче 2. Мінеральний порошок активований 3. Щебень фракцій 2,5-15мм 4. Пісок фракцій до 5мм Вміст, % 2 9,5 9,0 5,0 26,5 Прототип 3 10,5 20,0 50,0 19,5 20,0 65 15,0 Склад бітумполімерсірчаного в'яжучого, що входить до суміші наведено у таблиці 2. Таблиця 2 Склад в'яжучого у вищенаведених складах суміші 1. Бітум 2. Синтетичний каучук 3. Сірка 1 5,78 0,12 2,55 2 6,46 0,16 2,85 3 7,44 0,22 3,15 Прототип 10,0 Властивості асфальтополімерсіркобетонної суміші за результатами іспитів трьох складів суміші та прототипу наведено в таблиці 3. Таблиця 3 Перелік властивостей Середня густина, г/см3 Водонасичення за об'ємом, % Міцність на стиск при 20°С, МПа Міцність на стиск при 50°С, МПа Осідання конусу, мм Занурювання штампа, мм Границя міцності на розтягання при 0°С, МПа Температура склування, °С Енергоємність виробництва 1т суміші, кДж Застосування запропонованої литої асфальтополімерсіркобетонної суміші дозволить: знизити енергоємність приготування асфальтополімерсіркобетонної суміші, підвищити деформаційно міцнісні властивості, морозостійкість, деформативність покриття Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Склад №1 2,27 0,23 2,34 0,9 30 1 5,5 -30 Склад №2 2,28 0,22 2,57 1,0 31 2 5,51 -31 Склад №3 2,29 0,22 2,43 1,12 32 3 5,55 -32 151680 Прототип 2,27 0,25 2,42 0,86 27 6 1,56 -17 189600 автомобільних доріг при негативних температурах повітря, подовжити дорожньо-будівельний сезон. Джерела інформації. 1. Патент 2119465, С04В26/26 (російська Федерація) / Іггіополов С.К., Мардиросова І.В., Углова Є.В., Пронін В.В., Кучеров В.О. / Асфальтобетонна суміш. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601