×
03.07.2019
219.017.a3e5

Способ получения горячей асфальтобетонной смеси

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей на основе нефтяных органических связующих, и может быть использовано при строительстве, ремонте и эксплуатации дорожных покрытий во всех дорожно-климатических зонах. Способ включает нагрев минерального материала, перемешивание его с нагретым нефтяным связующим до полного обволакивания, введение пластификатора. При этом в качестве связующего первоначально используют остаток висбрекинга в количестве 3,5-4,0 мас.% с температурой размягчения по КиШ 60-69°С и содержанием асфальтенов 30-36%, а после перемешивания остатка висбрекинга с минеральными материалами в полученную смесь вводят пластификатор гудрон в количестве 2,0-2,5 мас.% с условной вязкостью при Ву 80°С в интервале 20-161 с. Технический результат заключается в повышении адгезионных свойств органического связующего с минеральной частью асфальтобетонной смеси, увеличении водостойкости и прочности асфальтобетона, технологической подвижности. 5 табл., 8 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей на основе нефтяных органических связующих и может быть использовано при строительстве, ремонте и эксплуатации дорожных покрытий во всех дорожно-климатических зонах.

Известен классический способ приготовления асфальтобетонной смеси для дорожных покрытий по ГОСТ 9128-2013, по которому в нагретом состоянии перемешивают смесь минеральных материалов (щебня/гравия и песка с минеральным порошком или без него) с окисленным нефтяным дорожным битумом по ГОСТ 22245-90.

Однако, недостатком большинства окисленных битумов, полученных из российской нефти, является слабое сцеплению с основными минеральными материалами и тем более с кислыми породами, что неизбежно приводит к снижению водостойкости, прочности асфальтобетона и выкрашиванию щебня из дорожного покрытия под действием автомобильного колеса.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий нагрев и разделение щебенисто-песчаной смеси (заполнителя) на фракции, перемешивание крупной фракции заполнителя с разжижителем (мазутом, гудроном), а затем - с нагретым битумным связующим с последующим введением в полученную смесь мелкой фракции заполнителя и минерального порошка [Патент RU №2186746, кл. С04В 26/26, C08L 95/00, Е01С 7/18, опубл. 10.08.2002].

Недостатком данного способа является низкая адгезия органического связующего с минеральным материалом, низкая водостойкость и прочность асфальтобетона, использование только в районе с резко-континентальным климатом.

Целью предлагаемого изобретения является повышение адгезионных свойств органического связующего с минеральной частью асфальтобетонной смеси, увеличение водостойкости и прочности асфальтобетона, технологической подвижности, использование асфальтобетонных смесей для дорожного строительства во всех дорожно-климатических зонах.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения горячей асфальтобетонной смеси, включающем нагрев минерального материала, перемешивание до полного обволакивания минерального материала с нагретым нефтяным связующим, введением пластификатора, согласно изобретению, в качестве связующего используют остаток висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 60-69°С с содержанием асфальтенов 30-36%, а в качестве пластификатора - гудрон, с условной вязкостью при Ву5 80°С в интервале 20-161 сек., при следующем соотношении компонентов, мас. %:

остаток висбрекинга - 3,5-4,0

гудрон - 2,0-2,5

минеральные материалы - остальное.

Способ получения горячей асфальтобетонной смеси осуществляют следующим образом.

Минеральные материалы: щебень, песок, нагретые до 160-170°С, смешивают в смесителе с холодным минеральным порошком затем перемешивают в течение 15-20 сек. с разогретым до 160-170°С остатком висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 60-69°С.

В полученную смесь добавляют в качестве пластификатора гудрон и перемешивают в течение 10 сек.

Согласно предлагаемого способа были получены асфальтобетонные смеси по примерам 1-8 и для сравнения получены асфальтобетонные смеси по ГОСТ 9128-2013 (пример 9) и по прототипу - (пример 10). Данные по примерам 1-10 сведены в таблицу №3 и №4

В качестве минерального материала были использованы:

-Щебень, песок (отсев от дробления) - порфиритовые изверженных пород Аб-заковского месторождения Абзелиловского района Республики Башкортостан с маркой по дробимости 1200, маркой морозостойкости F-300, маркой истираемости - И 1;

- Минеральный порошок МП 1 - (известняк карьера Мурсалимкино) - производства ОАО «Башкиравтодор», - соответствующие ГОСТ 9128-2013.

В качестве связующего:

- Остаток висбрекинга установки Уфимского НПЗ «Новойл» с температурой размягчения по «КиШ» 60°С и 69°С;

В качестве пластификатора - Гудрон высоковакуумной перегонки нефти Грозненского НПЗ с условной вязкостью By5 при 80°С 105 секунд;

- Гудрон высоковакуумной перегонки нефти Московского НПЗ с условной вязкостью By5 при 80°С 161 секунд;

- Гудрон высоковакуумной перегонки нефти Омского НПЗ с условной вязкостью By5 при 80°С 77 секунд;

Полученные по примерам 1-10 асфальтобетонные смеси были испытаны согласно ГОСТ 9128-2013 «Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимер-асфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов». Соотношение компонентов асфальтобетонных смесей и результаты испытаний приведены в таблице №3 и №4

Полученные результаты испытания горячих асфальтобетонных смесей свидетельствуют о том что:

- физико-механические показатели качества асфальтобетонной смеси приготовленной на дорожном битуме марки БНД 60/90 по ГОСТ 9128-2013(образец №9) и прототипа (образец №10) уступают показателям качества такой же смеси приготовленной на остатке висбрекинга и гудроне (образец №1 - №8)

- при одном и том же количественном соотношении остатка висбрекинга и гудрона в смеси показатели прочности асфальтобетона возрастают с увеличением вязкости гудрона;

- при увеличении температуры размягчения остатка висбрекинга с 60°С таблица №3 до 69°С таблица №4 прочности возрастают;

- при увеличении содержания остатка висбрекинга и снижении содержания гудрона в смеси прочности асфальтобетона возрастают.

- предельные содержания остатка висбрекинга и гудрона в смеси определены требованиями ГОСТ9128-2013 по пределу прочности при 0°С для каждой дорожно-климатической зоны;

- количество вводимого остатка висбрекинга в 3,5% является граничной и минимальным для полного обволакивания минеральной части смеси;

- количество вводимого остатка висбрекинга в 4,0% является граничной и максимальным по пределу прочности при 0°;

- оптимальное содержание остатка висбрекинга в смеси 3,5-4,0%;

- предельная температура размягчения по КиШ остатка висбрекинга в смеси определены требованиями ГОСТ 9128-2013 по пределу прочности при 0°С для каждой дорожно-климатической зоны и соответствует не более 70°С.

- количество вводимого гудрона зависит от вязкости и требований по пределу прочности при 0° к асфальтобетону для каждой дорожно-климатической зоны и является оптимальным в пределах от 2,0 -2,5%

- содержание остатка висбрекинга 3,5-4,0% и гудрона 2,0-2,5% с вязкостью не более 77 секунд является оптимальным для асфальтобетона первой дорожно-климатической зоны;

- содержание остатка висбрекинга 3,5-4,0% и гудрона 2,0-2,5% с вязкостью не более 105 секунд является оптимальным для асфальтобетона второй - пятой дорожно-климатической зоны;

- содержание остатка висбрекинга 3,5-4,0% и гудрона 2,0-2,5% с вязкостью не более 161 секунд является оптимальным для асфальтобетона четвертой - пятой дорожно-климатической зоне.

Полученные по примерам 1-10 асфальтобетонные смеси №8, №9, №10 были испытаны на технологические свойства; а именно на удобоукладываемость (подвижность) по ТУ 5718-002-04000633-2006 «Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон» Результаты испытаний представлены в таблице №8

Примечание: В числителе величина осадки, в знаменателе диаметр осадки

Сравнительные испытания образцов №8 и №9, №10 проводились при одинаковом времени остывания на воздухе. Подвижность оценивали по вертикальной осадке и диаметру образовавшегося конуса по истечении трех секунд после снятия формы. За потерю подвижности смеси считается температура, при которой усеченный конус сохраняет первоначальную высоту и диаметр более трех секунд после снятия формы. Из результатов испытания видно, что потеря подвижности смеси №9 приготовленной по традиционной технологии на вязком битуме марки БНД 60/90 наступает при 80°С, потеря подвижность смеси №10 - прототип наступает при 70°С, а потеря подвижности смеси №8 приготовленной по заявленному способу наступает при 60°С. Кроме этого при одинаковой температуре испытания осадка и диаметр конуса имеют лучшие значения у смеси №8 приготовленной по заявленному способу.

Таким образом, технологические свойства смеси по удобоукладываемости (подвижности) образцов изготовленных по ГОСТ и прототипа уступают смеси приготовленной по заявленному способу.

Химизм заявленного способа приготовления горячей асфальтобетонной смеси Органическое вяжущее в асфальтобетонной смеси может находиться, как в объемном состоянии, так и в структурированном. Основополагающее значение в составе асфальтобетона отводится не свободному битуму, а микроструктуре, которая вносит наибольший вклад в формирование свойств асфальтобетона. Для повышения прочности и водостойкости дорожного покрытия выполненного из асфальтобетонной смеси, необходимо, чтобы максимальное количество органического вяжущего было адсорбировано минеральным материалом, а содержание свободного битума сведено к минимальному значению. Исследования химического состава структурированного битума показало его значительное отличие от химического состава свободного битума. При контакте минерального материала и битума имеет процесс химической и физической абсорбции. Воздействие поверхности минерального материала на битум может распространяться на определенную толщину битума, что в свою очередь, зависит от природы минерального материала, химического состава битума и содержания в нем собственных поверхностно-активных веществ. На поверхности каменного материала образуются структурированные оболочки битума, плотность и вязкость которых имеют максимальное значение у границы раздела битум-минеральный материал. При удалении от этой границы вязкость и плотность битума уменьшаются и достигают минимальных значений в зоне перехода структурированной оболочки в объемный битум. При объединении минерального материала с вяжущим, параллельно с адсорбционными процессами, может иметь место и капиллярная диффузия более легких компонентов битума в зерна минерального материала. Наибольшую активность при этом проявляют высокомолекулярные соединения вяжущего - смолисто-асфальтеновые составляющие, содержащие активные функциональные группы (ОН, СООН, NH2), а наименее активны -масла. Также принято считать, что битумы, имеющие в своем составе ненасыщенные углеводородные соединения, обладают хорошими адгезионными свойствами. Однако, асфальтеновые составляющие, химически активные функциональные группы, входящие в состав смолисто-асфальтеновых комплексов способны полностью вступать в реакцию лишь при отсутствии закрывающей их масляной пленки и частично в зависимости от толщины масляной пленки. Химически активные компоненты битума, способные обеспечить надежное сцепление с минеральным материалом, блокированы масляной оболочкой. Следовательно, чем выше содержание смолисто-асфальтеновых компонентов и ненасыщенных углеводородов в битуме, тем лучше его адгезионные свойства. Отсюда, качество органического вяжущего, как в структурированном, так и в свободном виде наиболее рационально связывать с его групповым химическим составом, что значительно упростит целенаправленное получение требуемых свойств асфальтобетона. Обладая эффективным методом регулирования микроструктуры, можно существенно менять свойства асфальтобетона.

Для решения вышеперечисленной проблемы заявляется способ нанесения на минеральный материал не менее двух слоев органического вяжущего разного химического состава, обеспечивающие требования для ориентировочного слоя и свободного битума, используя при этом в качестве органического вяжущего остаточные продукты нефтепереработки.

Способ базируется на применении остаточного продукта процесса висбрекинга в качестве основного органического свяжущего для создания ориентировочного слоя на минеральном материале, а в качестве свободного битума использовать остаточный продукт высоковакуумной переработки нефти (гудрон).

Остаток висбрекинга изготовленный по определенной технологической схеме и режиме работы установки, с температурой размягчения от 60 до 69°С, с содержанием асфальтенов от 30 до 36% имеет благоприятный химический состав, который обеспечивает 100% сцепление с минеральным материалом основных пород и не менее 80% с кислыми породами. Остаток висбрекинга обладает уникальными физико-химическими свойствами для ориентировочного слоя и достижения поставленной задачи по повышению адгезии с минеральным материалом и теплостойкости асфальтобетона. Это объясняется тем, что остаток висбрекинга, кроме повышенного содержания асфальтенов, в сравнении с окисленными дорожными битумами, содержит малостабильные, непредельные углеводороды и минимально необходимое количество ароматических и парафино-нафтеновых углеводородов для смачивания и абсорбции. Окисление непредельных углеводородов остатка висбрекинга, при попадании на минеральный материал, протекает, в первую очередь, по С-Н связи с образованием гидроперекисей (соединений типа R-O-O-H и R-O-O-R.). Например: CH2=CH-CH2-CH2-R-CH, =CH-CH-OH2-R I ООН Распад гидроперекисей сопровождается образованием сложной смеси продуктов окисления (спиртов, альдегидов, кислот и т.д.), которые являются наиболее активными компонентами в адгезионной связи, а в дальнейшем подвергаются превращениям, приводящим к образованию смолистых веществ. Комплекс вышеперечисленных отдельных физико-химических свойств остатка висбрекинга имеет преимущество над окисленным дорожным битумом и позволяет достигать хорошего сцепления остатка висбрекинга со щебнем, песком и минеральным порошком в течение 10-15 секунд их контакта на первом этапе смешивания. Гудрон высоковакуумной перегонки нефти, с содержанием масляной части более 60%, является пластификатором. Наносится вторым слоем и выполняет функции объемного органического вяжущего в пленке на минеральных материалах асфальтобетонной смеси, а также выполняет охранную функцию против старения органического вяжущего ориентированного слоя, образовавшегося после смешивании минеральных материалов с остатком висбрекинга.

Таким образом, как видно из представленных данных заявленный способ изготовления асфальтобетонных смесей на основе нефтяного остатка процесса висбрекинга с температурой размягчения от 60 до 69°С и остатков высоковакуумной перегонки нефти (гудрона) позволяет улучшить:

в 1,5-2 раза сцепление связующего с минеральными материалами асфальтобетона;;

- на 10°С технологическую подвижность асфальтобетонной смеси;

в 2 раза прочность и теплостойкость дорожного покрытия, при повышенной температуре летом;

-- на 10% водостойкость асфальтобетона:

За счет двухэтапного дозирования компонентов органических вяжущих разного химического состава, обеспечивает возможность регулировать и выбирать наиболее важные, показатели качества асфальтобетонной смеси при устройстве дорожного покрытия, в конкретной климатической зоне и условий эксплуатации дорожного покрытия.

Восполнить дефицит промышленного производства высококачественного дорожного битума;

Снизить себестоимость асфальтобетонной смеси.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 167.
12.01.2017
№217.015.5b28

Реагент комплексного действия для буровых промывочных жидкостей на водной основе

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Технический результат - улучшение антикоррозионных показателей бурового раствора, его смазочных и противоизносных свойств применительно к паре трения «металл-горная порода». Реагент комплексного действия для буровых промывочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589782
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.6cb3

Способ эксплуатации газового промысла при коллекторно-лучевой организации схемы сбора на завершающей стадии разработки месторождения

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче газа на газовых и газоконденсатных месторождениях, использующих коллекторно-лучевую организацию схемы сбора, в период снижения добычи в условиях накопления жидкости в скважинах и шлейфах. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597390
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6cec

Способ очистки воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам очистки воды от растворенных органических веществ и может быть использовано для очистки природных и сточных вод. Способ включает предварительное полное газонасыщение обрабатываемой воды газами-окислителями и каталитическое окисление компонентов водного раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597387
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d32

Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, используемым при термомелиорации грунтов основания фундаментов сооружений, возводимых в районах распространения вечной и сезонной мерзлоты. Охлаждающее устройство для термостабилизации грунтов оснований зданий и сооружений содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597394
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.6d70

Перфоратор щелевой для обсаженных скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для щелевой перфорации обсадной колонны, цементного камня и горной породы. Перфоратор щелевой для обсаженных скважин состоит из корпуса, подпружиненного полым штоком с поршнем, опорных роликов, гидромониторной насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597392
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.8a5c

Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации газовых месторождений. Техническим результатом является диагностирование начала обводнения газовых скважин в режиме реального времени и предотвращение их самозадавливания. Для контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604101
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8b8c

Способ определения коэффициентов трения системы "долото-забой" при бурении скважины

Изобретение относится к бурению скважин шарошечными долотами и может быть применено для совершенствования условий бурения. Техническим результатом является получение коэффициентов трения вращательного и поступательного движений долота при взаимодействии его вооружения с горной породой забоя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604099
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.9e5d

Способ получения модифицированного феррохромлигносульфонатного реагента

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к реагентам для химической обработки буровых растворов. Технический результат - получение феррохромлигносульфонатого реагента, обеспечивающего получение комплексных соединений с повышенным разжижающим эффектом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606005
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a95a

Способ переработки нефтесодержащих отходов (шламов)

Изобретение относится к способу переработки нефтесодержащих отходов (шламов) и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в земляных амбарах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611870
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.bc83

Усовершенствованная система компаундирования разносортных нефтей

Изобретение относится к средствам автоматизации и может быть применено для перекачки нефти из нескольких трубопроводов в общую магистраль, по которой смесь нефтей транспортируется к потребителю. Система содержит по крайней мере два нефтепровода, предназначенные для транспортировки потоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616194
Дата охранного документа: 13.04.2017
Показаны записи 1-10 из 33.
10.08.2013
№216.012.5d3e

Способ доменной плавки

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке чугуна в доменной печи. Способ включает загрузку в доменную печь твердого топлива, железорудных материалов и флюсов. В качестве твердого топлива используют кокс, полученный в результате коксования углеродсодержащей шихты, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489491
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.606c

Пылеугольное топливо для доменной плавки

Изобретение относится к пылеугольному топливу для доменной плавки из углеродсодержащего тонкомолотого исходного материала, представляющего собой продукт с выходом летучих веществ до 25% в количестве (3-100) масс.%, полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, топливо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490316
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.72ed

Способ получения добавки модифицирующей коксующей замедленным коксованием нефтяных остатков (варианты)

Группа изобретений относится к способу получения замедленным коксованием добавки коксующей, заключающемуся в том, что исходное сырье после нагрева подают в выносную секцию ректификационной колонны для смешивания с тяжелым газойлем в качестве рециркулята и формирования вторичного сырья, которое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495078
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.72f7

Способ переработки нефтяных остатков и нефтешлама процессом замедленного коксования

Изобретение относится к области нефтепереработки. Изобретение касается способа переработки нефтяных остатков и нефтешлама процессом замедленного коксования, включающего нагрев нефтяного остатка и смешивание его с рециркулятом с образованием вторичного сырья и последующей подачей нагретого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495088
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.79d6

Способ получения коксующей добавки замедленным коксованием

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению замедленным коксованием коксующей добавки, использующейся в шихте коксования углей при производстве металлургического кокса. Способ включает предварительный нагрев исходного сырья до 270-330°С, смешивание исходного сырья...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496852
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.05.2014
№216.012.c1a6

Способ замедленного коксования нефтяных остатков

Изобретение может быть использовано в области нефтепереработки. Способ включает нагрев исходного сырья, смешивание его в испарителе (2) с тяжелым газойлем в качестве рециркулята с образованием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья в реакционно-нагревательной печи (3) с последующим его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515323
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.08.2014
№216.012.e95b

Квантово-активированная битумная эмульсия

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, катионоактивный эмульгатор и кислоту или анионоактивный эмульгатор и щелочь, воду, отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525547
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.06.2015
№216.013.545b

Способ получения металлургического кокса

Изобретение относится к получению металлургического кокса. Способ включает нагрев, спекание и прокалку углеродсодержащей шихты в движущемся потоке. Нагрев шихты в движущемся потоке осуществляют в присутствии кислорода в зоне нагрева вращающейся трубчатой печи с температурой в пределах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553116
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5da5

Градиентный хроматограф по определению группового компонентного состава нефтепродуктов

Изобретение относится к хроматографии и может применяться в аналитических лабораториях для анализа многокомпонентной углеводородной смеси, в частности нефтепродуктов, с различными температурами начала и конца кипения. Хроматограф содержит хроматографическую колонку с сорбентом, дозатор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555514
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.699d

Способ получения углеродного сорбента из углеродсодержащего материала

Изобретение относится к области получения пористых углеродных материалов. Способ включает совместное измельчение углеродсодержащего материала со щелочью или карбонатом щелочного металла и карбонизацию смеси. В качестве углеродсодержащего материала используют продукт с выходом летучих веществ от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558590
Дата охранного документа: 10.08.2015
+ добавить свой РИД