Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетона с использованием продукта утилизации нефтешлама химическим способом с участием оксида кальция и адсорбента, полученного путем пиролиза изношенных автомобильных покрышек 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, снижает уровень загрязнения окружающей среды, позволяет получить прибыль.

Известна асфальтобетонная смесь, включающая нефтешлам, минеральные компоненты: гравий, песок, щебень 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 являются низкие показатели асфальтобетонной смеси по водостойкости и водонасыщению.

Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем вспенивания нефтешлама, содержащего 8-10% воды, при температуре 80-95°C, смешивания его с предварительно нагретым до 150-160°C минеральным компонентом (щебень, песок) и добавки к этой смеси нагретого битума до 140-150°C (пат. РФ №2110496, МПК 6 C04B 26/26, 1998). Количество нефтешлама составляет 18-20 мас.% от массы битума. Недостатком данного способа является низкая водостойкость и высокий процент водонасыщения. Кроме того, дозирование нефтешлама - отхода 3 класса опасности создает опасные производственные условия на рабочем месте при разгрузке, хранении, подаче и смешивании смеси.

Задача предлагаемого изобретения - расширение ассортимента асфальтобетонных смесей за счет использования безопасных продуктов утилизации отходов нефтегазового комплекса.

Технический результат: улучшение показателей асфальтобетонной смеси, содержащей добавку - продукт утилизации нефтяного шлама, по водостойкости и водонасыщению.

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, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10-15 мин и выдержкой в герметичных условиях 18-30 ч, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850-1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10^-3÷10^-5 м, 18-22, негашеной извести, измельченной до 10^-3÷10^-5 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 66-83% 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 (1-0,93):(0,15-0,18) 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, полученный пиролизом изношенных автомобильных покрышек. Компоненты добавки: ПАВ, входящие в состав нефтяного шлама, животного жира и являющиеся активаторами добавки, карбонаты кальция, образующиеся при взаимодействии оксида кальция в составе рабочего агента с углекислым газом, улучшают показатели водостойкости и водонасыщения асфальтобетонной смеси.

Способ осуществляют путем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки с использованием нефтяного шлама. На способ получения добавки получен патент РФ №2354670. В качестве добавки используют мелкодисперсный порошок, полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом с добавлением воды для полного гашения извести, обработкой полученного продукта углекислым газом и выдержкой в герметичных условиях. Рабочий агент получают смешением: животного жира, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек с последующим отделением металлического корда и измельчением и измельченной негашеной извести. Отдельно нагревают смесь битума с добавкой и минеральные компоненты. Затем при нагреве смешивают все компоненты смеси.

Пример 1

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, обработкой полученного продукта углекислым газом в течение 10 мин и выдержкой в герметичных условиях 18 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 1, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 850°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10^-3 м, 18, негашеной извести, измельченной до 10^-3 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 66% 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 1:0,15 осуществляют при нагреве до 140°C, до тех пор, пока масса не станет однородной черного цвета. Подготовленную смесь небольшими порциями закладывают, прессуя в металлические формы размером 10×10×10 см, и оставляют затвердеть в течение недели. Формы смазывают жиром для облегчения процесса извлечения образца.

Пример 2

Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 12 мин и выдерживая в герметичных условиях 22 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 2, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 950°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10^-4 м, 19, негашеной извести, измельченной до 10^-4 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 72% от массы указанной добавки и нагревают до 94°C. Минеральные компоненты нагревают до 77°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,98:0,16 осуществляют при нагреве до 150°C.

Пример 3

Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 14 мин и выдерживая в герметичных условиях 25 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 2,5, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 1000°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10^-4 м, 21, негашеной извести, измельченной до 10^-4 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 78% от массы указанной добавки и нагревают до 97°C. Минеральные компоненты нагревают до 84°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,95:0,17 осуществляют при нагреве до 160°C.

Пример 4

Способ осуществляют аналогично примеру 1, обрабатывая полученную добавку углекислым газом в течение 15 мин и выдерживая в герметичных условиях 30 ч. Рабочий агент получают смешением, мас.%: животного жира 3, адсорбента, полученного пиролизом изношенных автомобильных покрышек при 1100°C с последующим отделением металлического корда и измельчением до 10^-5 м, 22, негашеной извести, измельченной до 10^-5 м, остальное. Добавку смешивают с битумом в количестве 83% от массы указанной добавки и нагревают до 100°C. Минеральные компоненты нагревают до 90°C. Смешение всех компонентов смеси при соотношении 0,93:0,18 осуществляют при нагреве до 170°C.

Результаты опытов представлены в таблице 1.

Использование продукта утилизации нефтяного шлама 4 класса опасности в качестве добавки, являющегося вторичным материальным ресурсом, способствует улучшению показателей асфальтобетонной смеси по водостойкости и водонасыщению и обеспечивает снижение опасности на рабочем месте, а следовательно, повышение экологической безопасности окружающей среды по сравнению с прототипом.