Бітумомінеральна суміш

Бітумомінеральна суміш, яка складається з підібраної в заданому співвідношенні піщано щебеневої суміші, вапнякового мінерального порошку і бітуму, яка відрізняється тим, що в ній як вапняковий мінеральний порошок використовуються відходи виробництва природної сірки у вигляді хвостів флотації з вмістом 4-6 % сірки і час тинок, дрібніших 0,071 мм, не менше 25 %, при такому співвідношенні її компонентів, мас. %: хвости флотації 15-20 бітум 4,5-8 піщано-щебенева суміш решта. Корисна модель відноситься до галузі будівельних матеріалів і може бути використана при будівництві і ремонті нежорстких шарів дорожніх та аеродромних одягів. Відомі різні способи зниження вартості бітумомінеральних сумішей і поліпшення їх якості за рахунок використання для їх приготування відходів промислового виробництва [Тарасенко Л.П. Использование отходов промышленности в строительстве сельских дорог. М.: «Транспорт», 1973, 65с]. За технічною суттю і результатом, якого досягають найбільш близьким до такого, що заявляють це є бітумомінеральна суміш, склад якої наведено [в статті: Шульгінський І.П. Об использовании в асфальтобетонных смесях граничных отсевов дробления. Сб. «Пути экономии материальных и энергетических ресурсов при строительстве асфальтобетонных покрытий». Труды Союздорнии. М., 1983, С.112-117]. У ній автор рекомендує поліпшувати водостійкість пористих асфальтобетонних сумішей на основі відходів виробництва гранітного щебеня у вигляді відсіву шляхом введення до їх складу вапнякового мінерального порошку в кількості не менше 8 % або відходів виробництва полімерів. Недоліком суміші, запропонованої Шульгінським І.П. є те, що вапняковий мінеральний порошок, який він рекомендує вводити до складу бітумомінеральної суміші, в Україні виробляється в обмеженому обсязі. Сам процес виробництва такого порошку є досить енергомістким, а тому він є набагато дорожчим від гранітного відсіву, що відповідно позначається і на збільшенні вартості бітумомінеральної суміші. Задачею корисної моделі, що пропонується, є зменшення енергетичних затрат, поліпшення теплостійкості, морозостійкості і довговічності шарів дорожніх одягів, побудованих з використанням бітумомінеральних сумішей. Поставлена задача досягається за рахунок заміни в складі бітумомінеральної суміші вапнякового мінерального порошку відходами виробництва сірки у вигляді "хвостів" флотації сірки. Відходи у вигляді "хвостів" флотації сірки утворюються в процесі виділення з розмолотої сірковмісної гірської породи сірчаного концентрату за допомогою флотації з гідровидаленням пустої породи у відвали. У відвалах Ново-Роздільського ВО "Сірка" накопичено декілька мільйонів тонн таких відходів. В хімічному складі "хвостів" флотації переважає карбонат кальцію - 80-85%. В невеликій кількості в них є залишкова сірка - 4-6%, гіпс - 4-7% та інші хімічні сполуки. "Хвости" характеризуються такими фізикомеханічними властивостями: питома щільність 2,60г/см3, насипна щільність - 1,92г/см", вміст зерен, крупніших 1,25мм - 99%, зерен, дрібніших 0,071мм - 25-35%, вологість - не нижче 1%. Пористість "хвостів" при їх ущільненні під навантажен со 00 ю о> 9584 ням 40МПа становить не менше 25%, а їх набрякання в суміші з бітумом не перевищує 1,5% при їх бітумоємності не менше 53г/100см3. Пропонується такий склад бітумомінеральної суміші, % по масі: "хвости" флотації сірки 15-20 бітум марок БНД 4,5-8,0 піщано-щебенева суміш решта Витрати "хвостів" і бітуму залежить від гранулометричного складу піщано-щебеневої суміші. При високому вмісті в ній зерен менше 0,071мм витрата "хвостів" зменшується, а бітуму збільшується. За винятком температурного режиму технологія приготування таких сумішей нічим не відрізняється від технології приготування звичайних бітумомінеральних сумішей, тобто нагріта піщанощебенева суміш подається в змішувач, в неї вводять холодні "хвости" і після короткочасного перемішування додають розігрітий бітум та перемішують до його рівномірного розподілу в суміші. Температура нагрівання піщано-щебеневої суміші і бітуму повинна бути в межах 140-150°С. При більш високій температурі залишки сірки, які є в "хвостах" можуть взаємодіяти з компонентами бітуму з виділенням шкідливого сірководню. "Хвости" флотації сірки в таких сумішах не лише повністю заміняють вапняковий мінеральний порошок, але і частину піску. В зв'язку з малим вмістом в таких сумішах (менше 1%) сірки вона майже не впливає на їх властивості. Запропонована бітумомінеральна суміш була апробована в лабораторних умовах і дала позитивні результати. При виконанні лабораторних робіт як піщано-щебенева суміш використовувалась суміш 30% щебеню фракції 5-15 мм та 70 % гранітного відсіву з вмістом частинок менше 5,0мм 93% і менше 0,071мм - 15%. Використовувались також "хвости" флотації з вмістом 5% сірки і частинок менше 0,071мм - 25% та бітум марки БНД 90/130. При приготуванні бітумомінеральних сумішей віддозовані в заданому співвідношенні гранітний відсів і "хвости" флотації нагрівались до температури 150°С, а потім в них вводився бітум з такою ж температурою і здійснювалось перемішування сумішей до моменту досягнення рівномірного розподілу бітуму по всій масі суміші. Результати випробування властивостей зразків таких сумішей з вмістом в них 6,5% бітуму, відформованих при температурі 140°С і статичному навантаженні 40МПа, наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Вплив витрати "хвостів" на властивості бітумомінеральних сумішей Назва показників Щільність зразків, г/см3 Водонасичення, % по об'єму Набрякання,% Границя міцності при стиску, МПа: при температурі 20°С при температурі 50°С після водонасичення Як видно з наведених даних найбільшу водостійкість і теплостійкість, при витраті бітуму 6,5%, мають зразки бітумомінеральних сумішей з вміс 5 2,26 3,70 1,18 2,2 0,9 2,1 Вміст в суміші "хвостів", % 15 10 20 2,24 2,25 2,23 2,90 3,63 2,39 0,75 0,56 1,01 2,2 1,0 2,1 2,3 1,1 2,2 2,4 1,2 2,3 25 2,25 2,36 0,28 2,0 1,0 2,0 том 20% "хвостів". При іншому вмісті бітуму в суміші з 20% "хвостів" властивості її зразків змінюються відповідно до даних наведених в таблиці 2. Таблиця 2 Вплив витрати бітуму на властивості бітумомінеральної суміші Назва показників Щільність зразків, г/см13 Водонасичення, % по об'єму Набрякання,% Границя міцності при стиску, МПа: при температурі 20°С при температурі 50°С після водонасичення Результати випробувань, які наведені в таблиці 2 вказують на те, що максимальний вміст бітуму в такій бітумомінеральній суміші не повинен перевищувати 8%, а мінімальний - 4,5%. Виходячи з цього при подальшому визначенні тривалої во 3,0 2,17 14,71 2,30 4,5 2,22 6,21 1,80 0,8 0,3 0,8 1,3 0,6 1,2 Вміст бітуму, % 6,5 8,0 2,23 2,23 3,89 2,40 1,30 0,51 1,9 0,8 1,8 2,3 1,0 2,2 10,0 2,24 2,45 0,59 1,5 0,8 1,4 достійкості, використовувалась бітумомінеральна суміш з 20% "хвостів" і середнім вмістом бітуму 6,5%. Відомості про зміну властивостей зразків такої суміші при тривалому їх водонасиченні наведені в таблиці 3. 9584 Таблиця З Тривала ВОДОСТІЙКІСТЬ бітумомінеральної суміші Назва показників 0 2,90 0,60 1,0 Водонасичення, % по об'єму Набрякання,% Коефіцієнт ВОДОСТІЙКОСТІ Одержані результати свідчать про те, що тривала ВОДОСТІЙКІСТЬ такої бітумомінеральної суміші значно вища, ніж у вимогах ДСТУ Б В 2 7-119-2003 до ВОДОСТІЙКОСТІ асфальтобетону І марки після Тривалість водонасичення, доби 10 15 5 3,05 2,95 3,30 0,62 0,61 0,63 0,97 0,99 0,95 ЗО 3,45 0,63 0,91 його 15-добового водонасичення (0,85) ВІДОМОСТІ про морозостійкість вказаної бітумомінеральної суміші наведені в таблиці 4 Таблиця 4 Морозостійкість бітумомінеральної суміші КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ заморожування-відтаювання Назва показників 0 1,00 Коефіцієнт морозостійкості 5 1,01 15 1,01 25 1,0 50 0,73 Результати випробувань бітумомінеральної суміші на поперемінне заморожуваннявідтаювання вказують на те, що навіть після 25 циклів такого випробування МІЦНІСТЬ ҐІ зразків не на території України значно менша ніж 25 Наведені в таблицях 1 -4 дані свідчать про те, що бітумомінеральна суміш, яка заявляється, характеризується високими показниками теплостій зменшується кості, ВОДОСТІЙКОСТІ і морозостійкості В ДІЙСНОСТІ ж КІЛЬКІСТЬ переходів зимової температури дорожніх покриттів через 0°С Комп ютерна верстка Н Лисенко 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 - 4 2 , 01601