Číslo publikace RU2798369C1 RU2798369C1 RU2022124914A RU2022124914A RU2798369C1 RU 2798369 C1 RU2798369 C1 RU 2798369C A1C A2022124914C2022124914 2022124914 A RU 2022124914A RU 2022124914 A RU2022124914 A RU 2798369A RU 1 C2798369 RU1 C2798369 RU 1C2022 Klíčové slovo asfalt beton za studena RU Rusko Datum předchozího umění 09-22-2022124914 Číslo přihlášky RU2022A Jiné jazyky ​​Angličtina ( en ) Vynálezce Nyasimya Kenzhebaevna Ishmuhanbetova Alexander Egorovich Vorobyov Ruslan Grigorievich Ishmuhanbetov Maret Zaindievna Madayeva Aslanubek Ashidievna Madayeva Aslanubek Abhanz bek Shakhmuratovich Kanbetov Původní pověřenec Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího stupně Vzdělání „Grozny State Petroleum Technical University pojmenovaná po akad. M.D. Millionshchikov” Datum podání 09-22-2023 Datum zveřejnění 06-21-2022 09-22-2023 Přihláška podaná Federální státní rozpočtovou vzdělávací institucí pro vyšší vzdělávání „Grozny State Petroleum Technical University pojmenovaná po Acad. M.D. Millionshchikov“ podala Kritická federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání „Grozny State Petroleum Technical University pojmenovaná po akad. M.D. Millionshchikov” 06-21-2023 Žádost byla schválena Kritické zveřejnění 06-21-2798369 publikace RU1C2798369 Kritický patent/RU1CXNUMX/ru

snímky

Abstraktní

[110] Vynález se týká stavby silnic, jmenovitě způsobu výroby studených asfaltobetonových silničních povrchů pro dálnice. Technický výsledek spočívá ve zlepšení ukazatelů hydroizolačních vlastností: nasycení vodou, bobtnání, dlouhodobé voděodolnosti a spékání studených asfaltobetonových vozovek, dále ve snížení energetických a mzdových nákladů na její přípravu a rozšíření surovinové základny nerostných surovin. složky z průmyslového odpadu, což snižuje pravděpodobnost environmentálního rizika a umožňuje sanaci území, kde jsou ukládány. Způsob výroby studeného asfaltobetonového povrchu vozovky, který spočívá v zavedení plniva a vodoodpudivého stabilizátoru ve formě elementární síry ze závodu na zpracování plynu Tengiz do předem částečně dehydratovaného změkčovadla-rozpouštědla ve formě ropného kalu za intenzivního míchání s následným zahřátím a termostatováním na teplotu 120-2°C, načež se přidává pojivo, bitumen, předehřátý na stejnou teplotu, dokud se nezíská homogenní směs. XNUMX nemocný.

Popis

Vynález se týká silničního stavitelství, konkrétně technologie asfaltobetonových směsí pro opravy povrchů vozovek, a lze z něj vyrábět studený asfaltový beton se současnou likvidací ropných odpadů – ropných kalů.

Známé jsou asfaltobetonové směsi, jejichž příprava spočívá v úpravě zahřátého asfaltu odpadem obsahujícím síru a následně se vzniklé kompozitní pojivo smíchá s minerálními materiály: odpady z broušení kamenných obkladových desek a odpady popela a strusky (autorský certifikát č. 1565862 , SSSR, C08L 95/00, Způsob přípravy asfaltobetonové směsi. Bulletin č. 19. 1990). Takové asfaltobetonové směsi se vyznačují zvýšenou tepelnou odolností (Kteplo = 1,82-1,87), mrazuvzdornost (Kmrz = 0,73-0,75) a dlouhodobá voděodolnost (Kdlouhá.voda = 0,82-0,85) (US Patent 4882373, MKI 4 C08K 3/24, C08L 53/02/ Moran Lyle E., Exxon Research and Engineering Co. – N 232210; Prohlášení 15.08.88/21.11.89/524; Publ. 68/XNUMX. XNUMX; NKI XNUMX/XNUMX).

Technickou podstatou a dosaženým výsledkem je asfaltobetonová směs (autorský certifikát č. 1735331, SSSR, C08L 95/00. A.S. Barankovsky, V.A. Chruščov a další // Asfaltobetonová směs. Bulletin č. 19. 1989) , která obsahuje bitumen, hrubé (drcený kámen) a jemné (písek) kamenivo. Přihlašovatelé doporučují jako minerální plnivo koksový vánek obsahující sirné nečistoty. Tato asfaltobetonová směs se vyznačuje zvýšenými hydroizolačními vlastnostmi: nasycení vodou – 1,1-1,2% a voděodolností – Kvody = 0,94-0,98, stejně jako vylepšené indikátory deformace: tepelná odolnost (Kteplo = 1,7-1,8) a odolnost proti prasklinám (Ktr = 1,6).

READ
Co je to stavební odpad podle zákona?

Nevýhodou ve fázi přípravy takových asfaltobetonových směsí je nutnost předmlít koksový škvarek po dobu 1,5-2 hodin, což vyžaduje značné energetické a pracovní náklady a vede ke zvýšení ceny asfaltového betonu.

Technický výsledek to je zlepšení ukazatelů hydroizolačních vlastností: nasycení vodou, bobtnání, dlouhodobá voděodolnost a spékavost studených asfaltobetonových vozovek, dále snížení energetických a mzdových nákladů na její přípravu a rozšíření surovinové základny minerálních složek z průmyslových odpadů, což snižuje pravděpodobnost environmentálního rizika a umožňuje sanaci jejich ložiskových oblastí .

Technický výsledek je dosaženo tím Pro vývoj povrchu vozovky ze studeného asfaltového betonu se zlepšenými hydroizolačními vlastnostmi, jakož i pro snížení energetických a mzdových nákladů na jeho přípravu a rozšíření surovinové základny minerálních složek bylo vybráno výchozí složení pro přípravu studeného asfaltového betonu: drcený kámen s frakce 5 mm, písek s frakcí 0-5 mm, ropný kal z ropné rafinérie Atyrau – 1,0-3,0 %, bitumen BN 90/130 (s podmíněnou viskozitou dle viskozimetru s otvory o průměru 5 mm při 70-115°C dle GOST 11955-82), vápencový minerální prášek ložiska Inderbor (oblast Atyrau) s frakcí 0,3 mm, elementární síra ve formě stabilizátoru-hydrofobizéru v závodě na zpracování plynu Tengiz 8.8-11.3 %.

Nekonvenčním zdrojem uhlovodíků mohou být různé odpady z výroby ropy a rafinace ropy, zejména ropné kaly. Neméně důležitým aspektem recyklace tohoto odpadu je řešení ekologických problémů spojených s jeho skladováním. V ropných rafinériích v Kazachstánu se ročně nahromadí statisíce tun ropných kalů v zásobních nádržích.

Složení tohoto odpadu je značně různorodé: obsahuje (hm. %) 10-56 % ropných produktů, 30-85 % vody, 1,3-46 % minerálních nečistot.

Ropný kal z ropné rafinerie vzniká při čištění průmyslových odpadních vod a jedná se o vodovou, tmavě zbarvenou pastovitou hmotu, která se skládá z ropy a jejích rafinovaných produktů (20-14 %), vysoce rozptýlených minerálních částic (24-34 %) a voda (52-56 %). Minerální část obsahuje hydroxidy hliníku, železa, vápníku, hořčíku, uhličitany vápenaté a hořečnaté a oxid křemičitý.

Je zajištěno dosažení stanoveného technického výsledku technologie přípravy asfaltobetonových směsí k výrobě studených asfaltobetonových vozovek, které zahrnuje: zavedení do předem částečně dehydratovaného změkčovadla-rozpouštědla ve formě ropného kalu 3 % (obsahující, hm. % (viz tabulka 1 v grafické části): ropné produkty 75, vysoce disperzní minerální nečistoty 3,0 síru 4,2 a vodu v ve vázaném stavu s ropou) za intenzivního míchání plniva s obsahem drceného kamene fr. 5 mm 30, písek fr. 0,5-5 mm 40, vápencový minerální prášek fr. 0,3 mm 12,3 a stabilizátor – vodoodpudivý ve formě elementární síry 8,8 s následným ohřevem a termostatováním na 110-120 stupňů. S přídavkem bitumenu 5,9 poté zahřát na stejnou teplotu, dokud se nezíská homogenní hmota. Pomocí této technologie byly provedeny další čtyři experimenty s přihlédnutím ke změnám ve složení přidaných složek. Výsledky studie jsou uvedeny v tabulce 2 (viz obrázek).

READ
Kde nelze instalovat septik?

Na základě výsledků získaných údajů splňují technologické režimy přípravy a zkoušení asfaltového betonu požadavky GOST 9128-97 „Asfaltové betonové směsi, silnice a letiště, dehtový beton“. Podle požadavků GOST 9128-97: pevnost v tlaku při teplotě + 20 °C suchého vzorku je 7 MPa a při teplotě + 20 °C vzorku nasyceného vodou je 8 MPa; nasycení vodou podle objemu – 5-9%; bobtnání objemově 2,0 %; koeficient voděodolnosti 0,65; Pečení podle počtu úderů není větší než 10.

Jak je patrné z údajů v tabulce 2 (viz v grafické části), asfaltový beton (skladby č. 2, 3, 4) připravený s použitím navržených komponentů má také zlepšené hydroizolační vlastnosti ve srovnání s požadavky GOST 9128-97 na studený pískový asfaltový beton typu

To je usnadněno úplnější přeměnou bitumenu z sypkého do strukturovaného stavu v důsledku nižší viskozity síry a také plastifikačního účinku ropného kalu a v důsledku toho snížení povrchového napětí. Strukturovaný bitumen, jak je známo, se vyznačuje pomalým procesem stárnutí a má vysoké adhezivní a kohezní vlastnosti.

Je třeba poznamenat, že kompozice č. 5 neposkytuje výrazné zvýšení odolnosti proti vodě a spékání. Je zřejmé, že to lze vysvětlit nedostatečným množstvím ropného kalu, který, jak bylo uvedeno výše, má plastifikační účinek a propůjčuje hydrofobní vlastnosti. Ve složení č. 1 naopak přebytečný ropný kal zvyšuje podíl plastické deformace, což výrazně snižuje index pevnosti. Optimální výsledky splňující cíl ukazují kompozice č. 2, 3, 4.

Z analýzy výsledků vyplývá, že nasycení studeného asfaltového betonu vodou (1,0-1,2krát) a bobtnání (1,1-1,3krát) se výrazně snížilo a součinitel voděodolnosti se zvýšil (1,0-1,2krát) ve srovnání s požadavky GOST 9128-97. Spékací vlastnosti vyvinutého asfaltového betonu podle počtu úderů jsou 9, 8, 7, 6, 5.

Navržená technologie vývoje studeného asfaltového betonu tak zajišťuje úsporu pojiva – bitumenu.

Vyvinutý studený asfaltový beton lze přepravovat na velké vzdálenosti bez rizika ztráty nebo změny jeho spotřebitelských vlastností. Také díky použití studeného asfaltového betonu se opravná sezóna prodlužuje až na teplotu minus 17°C, při zajištění vysoké mobility a efektivity opravných prací.

Ekonomický efekt spočívá v tom, že místo motorové nafty v navrhovaném složení jsou jako složka asfaltového pojiva k výrobě studeného asfaltového betonu použity změkčovadla ropných kalů a jako stabilizátor elementární síra – vedlejší produkt továrna na zpracování plynu Tengiz.

Díky tomuto tandemu se zlepšují ukazatele nasycení vodou, voděodolnost a pevnost v tlaku, což vede ke snížení ceny studeného asfaltového betonu, a co je důležité, organická složka ropného kalu snižuje bobtnání studeného asfaltového betonu.

READ
Jak se chová polyuretan v mrazu?

Nároky (1)

Způsob výroby studeného asfaltobetonového povrchu vozovky, který spočívá v zavedení plniva a vodoodpudivého stabilizátoru ve formě elementární síry ze závodu na zpracování plynu Tengiz do předem částečně dehydratovaného změkčovadla-rozpouštědla ve formě ropného kalu za intenzivního míchání s následným zahřátím a termostatováním na teplotu 110-120°C, načež se přidává pojivo, bitumen, předehřátý na stejnou teplotu, dokud se nezíská homogenní směs.

Asfaltový beton, ze kterého jsou naše silnice stavěny, má požadavky na technologii pokládky. Jedním z nich je, že teploty směsi a okolního vzduchu musí být dost vysoké. Znamená to, že asfaltové směsi nelze používat v chladném počasí? Ne. Díky tomu, že je dnes studený asfalt.

Hlavním rysem, který má studený asfalt, je schopnost jej používat bez předehřívání, stejně jako při negativních teplotách vzduchu. Studený asfalt má své vlastní vlastnosti, výhody a nevýhody, které podrobně rozebíráme v tomto článku.

Jaký je rozdíl mezi studeným a horkým asfaltem?

Klíčový rozdíl mezi studenou asfaltovou směsí spočívá ve vlastnostech jejího složení. Obsahuje rozpouštědla, díky nimž bitumen nezkapalňuje z teploty, ale z odpařování uhlovodíků.

Studený asfalt navíc zahrnuje drcený kámen pouze malých frakcí, s fasetovanými stranami. Díky tomu je přirozeně dosaženo vysokého zhutnění asfaltu.

Tyto a další vlastnosti studeného asfaltového betonu umožňují jeho použití při nízkých teplotách a bez zahřívání. Níže si můžete prohlédnout srovnávací tabulku charakteristik studených a horkých asfaltových směsí.

Porovnání charakteristik studeného a horkého asfaltu

Druh asfaltového betonu Teplota směsi během instalace Minimální teplota vzduchu během instalace Indikátory pevnosti a tvrdosti Indikátor odolnosti proti vlhkosti Stát
Studený asfalt + 5 ° C až -25°C průměrný průměrný Vyšší
horký asfalt +110-130 °C až -5°C Vysoká Vysoká Dolní

Studený asfalt tak lze provozovat při nižších teplotách a zjednodušeným procesem. Horký asfaltový beton však vykazuje lepší vlastnosti.

Výhody a nevýhody studeného asfaltu

Hlavní výhodou, kterou studený asfalt má, je možnost pokládat jej i v chladné zimě, což je důležité zejména pro naše klima. Studené asfaltové směsi však mají oproti horkým směsím řadu dalších výhod.

Výhody studeného asfaltu:

  • možnost použití při výrazných mínusových teplotách;
  • není třeba směs zahřívat;
  • pokládka studeného asfaltového betonu často nevyžaduje speciální dovednosti;
  • studený asfalt se pokládá mnohem rychleji než jiné směsi;
  • není třeba používat velké speciální vybavení;
  • proces asfaltování je bezpečnější, protože nedochází ke kontaktu s horkými materiály;
  • studený asfalt převezete i v kufru auta;
  • široká dostupnost ve výhodném balení;
  • dlouhá trvanlivost;

Studený asfalt je však z mnoha důvodů oblíbenější než horký asfaltový beton. Některé z nich jsou relevantní pouze při stavbě silnic.

Nevýhody studeného asfaltového betonu:

  • studený asfalt je poréznější a sypký;
  • provozní vlastnosti (tvrdost, pevnost atd.) jsou horší než horký asfaltový beton;
  • relativně krátká životnost;
  • nelze použít jako hlavní materiál pro stavbu silnic;
  • indikátory odolnosti proti vlhkosti jsou nižší než u horké směsi;
  • cena studeného asfaltu je vyšší;
READ
Jak se jmenuje sekáček na zeleninu?

Navzdory skutečnosti, že seznam nevýhod je poměrně krátký, klíčovými ukazateli pro asfaltový beton jsou výkonnostní charakteristiky. Proto se studený asfalt používá pouze v některých situacích, kdy je použití horkých směsí nemožné nebo neodůvodněné.

Kde a k čemu se používá studený asfalt?

Nejčastěji se studený asfalt používá pro lokální instalaci/opravu nebo pro dláždění ploch, kde se nepředpokládá vysoká zátěž:

  • oprava výtluků asfaltu (zejména při nízkých teplotách);
  • naléhavá místní oprava vozovky;
  • asfaltování zahradních cest;
  • asfaltování místních ploch;
  • výstavba přístupových cest k soukromému domu;
  • obnova plátna při instalaci okapů;
  • instalace kanalizačních poklopů;

Kromě toho, že je studený asfalt ideální pro nouzové opravy výtluků v chladném počasí, je také vhodným materiálem pro svépomocné asfaltové dlažby.

Vzhledem k tomu, že studený asfalt nevyžaduje topné zařízení ani velké silniční vybavení a jeho pokládku lze provádět bez speciálních dovedností, tento materiál se často používá při dláždění cest a oblastí v příměstských oblastech.

Vzhledem k tomu, že v takových místech nebude docházet k výraznému zatížení povrchu, bude životnost studeného asfaltu poměrně dlouhá. Materiál je výborný i na stavbu chodníků, nicméně silničáři ​​kvůli jeho ceně často používají horký asfaltový beton.

Technologie pokládky studeného asfaltu

Navzdory skutečnosti, že technologie pokládky studeného asfaltu je jednodušší než pokládání horkých směsí, má své vlastní nuance. Technologický postup při opravě výtluků a při asfaltování například zahradní cesty bude jiný. Podívejme se na každou z nich.

Technologie opravy výtluků pomocí studeného asfaltu:

  • 1. Příprava povrchu. Čištění od velkých a malých nečistot, cizích prvků, nečistot a vlhkosti.
  • 2. Zarovnání hran v pracovní oblasti.
  • 3. Připravený povrch ošetřete tekutým bitumenem, aby byla zajištěna dobrá přilnavost. Přibližně 500 ml bitumenu na 1 m2.
  • 4. Pokud je hloubka jámy větší než 20 centimetrů, můžete na dno položit vrstvu drceného kamene.
  • 5. Dále se položí samotný studený asfalt.
  • 6. Asfaltový beton je zhutněn.

Při pokládce asfaltové směsi je nutné nalít rovinu 2 centimetry nad úroveň kompletního chodníku. Je to dáno tím, že po zhutnění studený asfalt zmenší na objemu.

Hutnění by se mělo provádět od okrajů ke středu podle principu spirály. Když už na asfaltu nezůstávají stopy po pěchovacím nástroji, lze proces dokončit.

Technologie pokládky studeného asfaltu v místních oblastech:

  • 1. Příprava základny. Vytvoření vybrání v požadované oblasti.
  • 2. Utěsnění výklenku ručním nářadím.
  • 3. Naplnění vrstvy písku s následným zhutněním
  • 4. Naplnění vrstvy drceného kamene s následným zhutněním.
  • 5. Nalévání drceného kamene bitumenovými emulzemi.
  • 6. Dále můžete položit samotný studený asfalt.
  • 7. Hutnění asfaltové vrstvy ručním nářadím nebo speciálním zařízením.
READ
Co dát na stěnu v kuchyni?

Mezi technologické vrstvy můžete použít i geotextilie a geomříž. To se však týká spíše dálnic, kde je potřeba rovnoměrně rozložit zátěž od vozidel. Na chodníky nebude žádný výrazný tlak, takže použití těchto materiálů není nutné. Také není nutné lít studený asfalt nad požadovanou úroveň.

Z čeho se vyrábí studený asfalt?

Obecné složení studeného asfaltu je téměř totožné se složením horkého asfaltu. Existují však některé detaily, které tento materiál odlišují od svých „konkurentů“.

Složení studeného asfaltu:

  • drcený kámen malých frakcí;
  • tekutý bitumen;
  • písek;
  • změkčovadla;
  • rozpouštědla;
  • další přísady;

Složení může být změněno, pokud výrobce přidá nějaké komponenty. Také poměr těchto složek ovlivňuje kvalitu materiálu.

Vlastnosti složení studeného asfaltu

1. Používají se relativně malé zlomky.

2. Má kvádrový tvar s hladkými okraji pro zajištění hustoty při instalaci.

3. Předprané během výroby, aby byla zajištěna dobrá přilnavost.

4. Používá se šedý a černý drcený kámen, protože to jsou druhy, které lépe přilnou k bitumenu.

Jaké vybavení je potřeba k pokládce studeného asfaltu?

Pro pokládku studeného asfaltu není nutné používat velkou silniční techniku, jako jsou finišery, grejdry nebo těžké silniční válce. V mnoha případech bude postačovat ruční nářadí, ale pokud mluvíme o opravě výtluků na silnicích, použití lehkého válce nebude zbytečné.

Co může být potřeba k položení studeného asfaltu:

  • sbíječka, pokud jde o vyrovnání hran při záplatování;
  • vzduchový kompresor pro rychlé čištění místa opravy (volitelné);
  • silniční válec k zajištění co nejúčinnějšího zhutnění;
  • vibrační deska místo válce pro zhutňování asfaltového betonu (také poskytuje dobré zhutnění);
  • v některých případech je zhutňování prováděno koly automobilu;
  • nástroj pro vyrovnávání asfaltové směsi při pokládce;

Pokud chcete položit studený asfalt na příměstskou oblast, pak potřebujete pouze ruční nástroj na hutnění a také nástroj na vyrovnání. Všechny ostatní akce lze provádět holýma rukama nebo improvizovanými prostředky.

Závěry

Díky tekutému bitumenu, změkčovadlům, rozpouštědlům a také určitému druhu drceného kamene lze studený asfalt pokládat jak v teplé sezóně, tak při nízkých teplotách až do -25 ° C. Nejčastěji se tento materiál používá přesně za studena období, kdy není možné použít horký asfaltový beton .

Vzhledem k nízkým výkonnostním charakteristikám nelze studený asfalt použít jako hlavní materiál při stavbě silnic. Studený asfalt je však vhodným materiálem pro opravy výtluků nebo dláždění ploch, kde nebude vysoké zatížení.

Technologie pokládky je jednodušší než v případě horkého asfaltu a samotný proces je rychlejší. Není také potřeba používat silniční techniku. Náklady na studený asfalt jsou přitom vyšší než na horký asfaltový beton.