ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат научно-исследовательской работы.

Используемый в настоящее время черный щебень, приготовленный на жидких и вязких битумах, не в полной мере отвечает предъявляемым требованиям, так как его применение ограничено жесткими нормами по допустимой температуре укладки и влажности. Кроме того, формирование слоев из этого материала довольно сильно (до трех недель) растянуто во времени.

Новая технология приготовления черного щебня основана на использовании принципа самопроизвольного эмульгирования битума.

Самопроизвольное эмульгирование происходит при создании поверхностной активности на границе раздела фаз между жидкостями, в связи с протеканием химической реакции солеобразования. В отличие от других видов эмульгирования самопроизвольное эмульгирование не требует большого количества ПАВ и приложения значительных механических воздействий.

Суть предлагаемой технологии состоит в возможности получения битумной эмульсии непосредственно в смесительной установке, при перемешивании щебня с органическим вяжущим. Самопроизвольное эмульгирование битума становится возможным при протекании реакции нейтрализации между кислыми компонентами, входящими или искусственно внесенными в состав битума, и щелочными компонентами, входящими в состав воды. В данном случае, процессы эмульгирования должны инициироваться известным эффектом Марангони-Гиббса (вытеснение тонкой пленки воды с поверхности минеральных зерен тонкой пленкой вяжущего) и механическим воздействием смесительной установки.

Технологическая последовательность приготовления черного щебня следующая:

1. В вязкий битум, нагретый до рабочей температуры, вносят анионактивные ПАВ.

2. Щебень подобранного оптимального состава нагревают до температуры 95100° С.

3. Производят перемешивание нагретого щебня с водным раствором едкого натра.

4. Производят окончательное перемешивание увлажненного щебня с битумом, в ходе которого происходит образование битумной эмульсии, придающей черному щебню заданные свойства.

В качестве ПАВ, применяемых для обработки битума, использовались кубовые остатки синтетических жирных кислот (КО СЖК).

На основании предварительных исследований свойств различных составов битумных эмульсий, приготовленных в стандартных условиях (ГОСТ 18659-81), установлены интервалы варьирования основных факторов влияющих на свойства получаемой эмульсии:

Водный растворnaoh- 0,2-0,4 %

КО СЖК - 1,5-3,0 %

hcl- 2,0-4,0 %

Концентрация naoh указана в % от массы воды; концентрации ПАВ указаны в % от массы битума.

Для определения влияния указанных факторов на свойства черного щебня были проведены исследования по оценке степени отслоения битумной пленки от поверхности минерального материала.

Результаты испытаний показали, что важнейший для черного щебня показатель - степень адгезии битума к поверхности минерального материала - напрямую зависит от концентрации раствора naoh и от количества ПАВ, внесенного в битум.

Оптимальный состав компонентов, используемых для получения черного щебня следующий:

Щебень известняковый М - 600 по ГОСТ 8269-87 оптимального зернового состава с максимальной крупностью зерен 20 мм.

Битум БНД 200/300 по ГОСТ 22245-76 - 4,5 % от массы щебня;

КО СЖК по ОСТ 380782-80 - 3,0 % от массы битума;

Водный раствор naoh - 0,4 % от массы воды.

По описанной технологии был изготовлен черный щебень, хранившийся до испытаний в течение трех недель. При испытаниях материала отмечена его низкая слеживаемость и хорошая удобоукладываемость.

В результате внедрения данной технологии происходит самопроизвольное образование битумной эмульсии непосредственно в процессе изготовления черного щебня, при укладке и уплотнении черного щебня наблюдается распад эмульсии, с выделением из ее состава вязкого битума и свободной воды.

Использование в качестве вяжущего битумной эмульсии позволяет производить укладку материала в холодном состоянии при повышенной влажности окружающей среды.

Разрешено к публикации в БД.