RU2519214C1 - Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering - Google Patents
Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519214C1 RU2519214C1 RU2012156986/05A RU2012156986A RU2519214C1 RU 2519214 C1 RU2519214 C1 RU 2519214C1 RU 2012156986/05 A RU2012156986/05 A RU 2012156986/05A RU 2012156986 A RU2012156986 A RU 2012156986A RU 2519214 C1 RU2519214 C1 RU 2519214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- tar
- polyethylene
- bitumen
- rubber crumb
- Prior art date
Links
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для дорожного асфальтобетонного покрытия.The invention relates to the creation of materials used in the construction and repair of roads, namely, cementitious materials for road asphalt pavement.
Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блок-сополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые разработан ГОСТ Р 52056-2003.Known polymer-bitumen binders (PBB) based on block copolymers based on butadiene and styrene, which meet the requirements for these materials for elasticity, crack resistance, deformability and extensibility at low temperatures, as well as heat resistance, and for which GOST R is developed 52056-2003.
К числу основных эксплуатационных недостатков ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003 (помимо высокой себестоимости) следует отнести использование в качестве основы вяжущего материала битума строго определенного качества по ГОСТ 22245-90, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и снижается его уровень качества. Этот недостаток можно отнести ко всем российским полимерно-битумным вяжущим материалам на основе окисленного битума. Самым же серьезным недостатком российских ПБВ является использование дорогостоящих пластификатора (индустриального масла И-40) и полимеров-термоэластопластов, в качестве которых используют стирол-бутадиенстирольные каучуки (СБС).Among the main operational shortcomings of PBB according to GOST R 52056-2003 (in addition to high cost), the use of strictly defined quality bitumen as a basis for cementing material according to GOST 22245-90, which is obtained by oxidation of tar, increases the cost of the cement and its level decreases quality. This disadvantage can be attributed to all Russian polymer-bitumen binders based on oxidized bitumen. The most serious drawback of Russian PBBs is the use of expensive plasticizer (I-40 industrial oil) and thermoplastic elastomers, which use styrene-butadiene-styrene rubbers (SBS).
Известно (Пат. РФ № 2299228, 2007) битумное вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:It is known (Pat. RF № 2299228, 2007) bitumen binder for the road surface, which contains, wt.%:
Недостатком этого известного вяжущего также является необходимость использования пластификатора - индустриального масла, в качестве одного из компонентов окисленного битума марок БНД по ГОСТ 22245-90, обладающего невысокой устойчивостью к старению, а также дорогостоящего полимера - термоэластопласта - блок-сополимера алкадиена и стирола.The disadvantage of this well-known binder is the need to use a plasticizer - industrial oil, as one of the components of oxidized bitumen of BND grades according to GOST 22245-90, which has low resistance to aging, as well as an expensive polymer - thermoplastic elastomer - a block copolymer of alkadiene and styrene.
Известна (Пат. РФ № 2327719, 2008) битумно-резиновая композиция, которая может быть использована в качестве вяжущего в дорожном строительстве. Композиция включает, мас.%: битум - 70-80, крошку из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин - 15-25 и нафталиновую фракцию каменноугольной смолы - 5-10.Known (Pat. RF № 2327719, 2008) bitumen-rubber composition, which can be used as a binder in road construction. The composition includes, wt.%: Bitumen - 70-80, crumb from vulcanized rubber from used car tires - 15-25 and naphthalene fraction of coal tar - 5-10.
Недостатком этой композиции является использование окисленных битумов, о чем было сказано выше, а также использование крошки из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин, которая не связана никакими физическими или химическими связями с нефтяной основой, что не позволяет обеспечить кинетическую (седиментационную) устойчивость получаемого ПБВ. А это неизбежно приводит сначала к снижению и затем и к потере ими необходимого уровня основных эксплуатационных показателей качества.The disadvantage of this composition is the use of oxidized bitumen, as mentioned above, as well as the use of crushed vulcanized rubber from used car tires, which is not connected by any physical or chemical bonds with the oil base, which does not allow for the kinetic (sedimentation) stability of the resulting PBB. And this inevitably leads first to a decrease and then to a loss by them of the necessary level of the main operational quality indicators.
Наиболее близким вяжущим, взятым за прототип, является полимерно-гудроновое вяжущее для дорожных покрытий, которое содержит, мас.%:The closest binder, taken as a prototype, is a polymer tar binder for road surfaces, which contains, wt.%:
(Пат. РФ № 2397187, 2010).(Pat. RF No. 2397187, 2010).
В данном вяжущем битум заменен на более дешевый материал с более высокой устойчивостью к старению - гудрон, однако это вяжущее имеет следующий недостаток: использование значительных количеств дорогостоящих пластификаторов (индустриальное масло) и полимера - термоэластопласта - блок-сополимера алкадиена и стирола, который способен образовывать собственный структурный каркас. Кроме того, эта структура также не связана с пространственной структурой гудрона, образованной его смолисто-асфальтеновыми компонентами.In this binder, bitumen has been replaced by a cheaper material with higher aging resistance - tar, but this binder has the following disadvantage: the use of significant quantities of expensive plasticizers (industrial oil) and polymer - thermoplastic elastomer - a block copolymer of alkadiene and styrene, which is able to form its own structural frame. In addition, this structure is also not related to the spatial structure of the tar formed by its resinous asphaltene components.
Задачей предлагаемого изобретения являлась разработка вяжущего для дорожных покрытий, которое отличалось бы использованием более дешевых и доступных компонентов по сравнению с ПБВ, и по уровню своих основных эксплуатационных показателей было бы максимально приближено к значениям нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, обеспечивающих их надежную эксплуатацию в составе асфальтобетонных смесей. Но при этом обладало бы необходимым уровнем эластичности в отличие от окисленных битумов дорожных марок по ГОСТ 22245-90, лишенных этого свойства.The objective of the invention was the development of a binder for road surfaces, which would differ in the use of cheaper and more affordable components compared to PBB, and in terms of its basic performance indicators would be as close as possible to the values of regulatory requirements for PBB according to GOST R 52056-2003, providing them reliable operation as a part of asphalt concrete mixes. But at the same time, it would have the necessary level of elasticity, in contrast to the oxidized bitumen of road grades according to GOST 22245-90, deprived of this property.
Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для асфальтобетонных дорожных покрытий на основе прямогонного гудрона, содержащее, в мас.%:To solve this problem, a binder for asphalt concrete pavements based on straight-run tar is proposed, containing, in wt.%:
Состав и назначение компонентов, образующих заявляемое вяжущее (полиэтилен-гудроновое вяжущее с резиновой крошкой - ПЭГВ-Р) для дорожных покрытий:The composition and purpose of the components forming the inventive binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - PEGV-R) for road surfaces:
- прямогонный гудрон с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - ВУ580=60-160 с. Является кубовым остатком вакуумной перегонки мазутов и отличается от окисленных битумов и гудронов наличием компонентов с ненасыщенными углеродными связями, позволяющими проводить процесс прививки к ним молекул полимера с образованием устойчивой структуры модифицированного вяжущего. Кроме того, использование в качестве нефтяной основы такого маловязкого, по сравнению с окисленными дорожными битумами, компонента как прямогонный гудрон позволяет отказаться от использования для растворения полимера дорогостоящих пластификаторов;- straight run tar with a conditional viscosity at a temperature of 80 ° C and with a hole diameter of 5 mm - VU580 = 60-160 s. It is the bottom residue of the vacuum distillation of fuel oils and differs from oxidized bitumen and tars in the presence of components with unsaturated carbon bonds, which allow the process of grafting polymer molecules to them to form a stable structure of a modified binder. In addition, the use of such a low-viscosity component, as compared to oxidized road bitumen, as a straight-run tar, as an oil base, makes it possible to refuse to use expensive plasticizers for polymer dissolution;
- глубокоокисленный гудрон (битум нефтяной строительный марки БН 90/10 по ГОСТ 6617-90). Необходим для придания композиции прочностных свойств, т.е. необходимого уровня пенетрации;- deeply oxidized tar (oil construction bitumen grade BN 90/10 in accordance with GOST 6617-90). It is necessary to give the composition strength properties, i.e. the necessary level of penetration;
- элементарная сера, в качестве которой используют серу техническую газовую комовую по ГОСТ 127.1-93. Является вулканизирующим агентом в композиции. Использование в композиции элементарной серы позволяет, кроме того, квалифицированно решать проблему ее утилизации, которая чрезвычайно актуальна с экологической точки зрения;- elemental sulfur, which is used as technical gas lump sulfur in accordance with GOST 127.1-93. It is a curing agent in the composition. The use of elemental sulfur in the composition allows, in addition, to skillfully solve the problem of its disposal, which is extremely relevant from an environmental point of view;
- резиновая крошка от переработанных автопокрышек, фракция 0÷0,63 мм. В девулканизированном виде сохраняет в своем составе реакционноспособные серные связи, а также соответствующие активаторы и ускорители вулканизации, которые необходимы для прививки молекул полимера к ненасыщенным компонентам прямогонного гудрона. Рациональная утилизация отработанных автопокрышек также является одной из приоритетных задач российской экологии;- rubber crumb from recycled tires, fraction 0 ÷ 0.63 mm. In its devulcanized form, it retains reactive sulfur bonds, as well as the corresponding vulcanization activators and accelerators, which are necessary for grafting polymer molecules to the unsaturated components of straight-run tar. The rational disposal of used tires is also one of the priorities of the Russian ecology;
- полиэтилен, который является термопластом, т.е. не обладает эластичностью. В композиции используют полиэтилен высокого давления ПЭВД по ГОСТ 16337-77. Является существенно более дешевым и доступным полимером по сравнению с термоэластопластами. Несмотря на то, что ПЭВД является термопластом и не обладает эластичностью как у термоэластопласта типа СБС, в предложенной композиции происходит прививка молекул полиэтилена с ненасыщенными связями к ненасыщенным связям прямогонного гудрона, структура которого обладает эластичностью, через серные связи элементарной серы и оставшиеся серные мостики в девулканизированной резиновой крошке. При этом получают композиции, которые имеют несколько более низкий уровень пластичности по сравнению с ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, но уже обладающие эластичностью.- polyethylene, which is a thermoplastic, i.e. does not have elasticity. The composition uses high-pressure polyethylene LDPE according to GOST 16337-77. It is a significantly cheaper and affordable polymer compared to thermoplastic elastomers. Despite the fact that LDPE is a thermoplastic and does not have elasticity like that of SBS type thermoplastic elastomers, the proposed composition is grafted with polyethylene molecules with unsaturated bonds to unsaturated straight-tar tar bonds, the structure of which has elasticity, through sulfur bonds of elemental sulfur and the remaining sulfur bridges in the devulcanized rubber crumb. In this case, compositions are obtained that have a slightly lower level of ductility compared to PBB according to GOST R 52056-2003, but which already have elasticity.
ПЭГВ-Р для строительства и ремонта дорожных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем последовательного смешения примерно равных объемов прямогонного гудрона с девулканизированной при ~200°С в течение 1,0÷1,5 часов резиновой крошкой и с растворенной в нем при 140-160°С в течение 1,0÷1,5 часов элементарной серой, а затем с полиэтиленом при 160-180°С в течение 1,5-2,0 часов и далее - с глубокоокисленным гудроном. Процесс смешения проводят путем подачи дозировочными насосами компонентов в обогреваемые стационарные смесители.PEGV-R for the construction and repair of pavements is prepared using standard equipment by sequentially mixing approximately equal volumes of straight-run tar with devulcanized at ~ 200 ° C for 1.0 ÷ 1.5 hours rubber crumb and dissolved in it at 140-160 ° C for 1.0 ÷ 1.5 hours with elemental sulfur, and then with polyethylene at 160-180 ° C for 1.5-2.0 hours and then with deeply oxidized tar. The mixing process is carried out by feeding the metering pumps components into heated stationary mixers.
Для иллюстрации заявляемого технического решения было подготовлено 8 образцов композиций различного состава. Состав этих образцов вяжущего представлен в таблице 1.To illustrate the claimed technical solution, 8 samples of compositions of various compositions were prepared. The composition of these binder samples is presented in table 1.
В таблице 2 приведены сопоставительные данные о показателях качества исследуемых композиций и о требованиях к полимерно-битумным вяжущим (ПБВ) ГОСТ Р 52056-2003. Из данных таблицы 2 следует, что разработанные образцы вяжущего ПЭГВ-Р на основе смесей прямогонного и глубокоокисленного гудронов соответствуют требованиям стандарта к полимерно-битумным вяжущим по всем основным показателям прочности (значения пенетрации и температуры размягчения) и низкотемпературных характеристик (значения температуры хрупкости, пенетрации и растяжимости при 0°С). Более низкие (по сравнению с ПБВ) значения уровня эластичности ПЭГВ-Р (обеспеченные асфальтеновыми структурами прямогонного гудрона с привитыми молекулами полиэтилена), позволяют рекомендовать их для широкого использования в дорожном строительстве, вместо не имеющих эластических свойств и, следовательно, менее долговечных дорожных марок окисленных битумов. Аналогичные результаты получены и для образцов №№7 и 8.Table 2 shows comparative data on the quality indicators of the studied compositions and on the requirements for polymer-bitumen binders (PBB) GOST R 52056-2003. From the data of table 2 it follows that the developed samples of the binder PEGV-R based on mixtures of straight-run and deeply oxidized tars comply with the requirements of the standard for polymer-bitumen binders for all basic indicators of strength (penetration and softening temperature) and low-temperature characteristics (values of brittleness, penetration and extensibility at 0 ° C). Lower (in comparison with ПБВ) values of the PEGV-R elasticity level (provided by asphaltene structures of straight-run tar with grafted polyethylene molecules), they can be recommended for widespread use in road construction, instead of having no elastic properties and, therefore, less durable oxidized road brands bitumen. Similar results were obtained for samples No. 7 and 8.
Таким образом, заявленная композиция, благодаря сочетанию предлагаемых компонентов в определенных соотношениях, позволяет получить вяжущее для дорожных покрытий, обладающее как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При этом не используют дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2.Thus, the claimed composition, due to the combination of the proposed components in certain proportions, allows you to get a binder for road surfaces, which has both high strength properties and sufficient elasticity. At the same time, they do not use expensive plasticizers and use cheaper and more affordable components. This allows you to expand the range of binders for road construction work, corresponding to the level of basic regulatory requirements for PBB according to GOST R 52056-2.
п/пNo.
p / p
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156986/05A RU2519214C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156986/05A RU2519214C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2519214C1 true RU2519214C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51216637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012156986/05A RU2519214C1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2519214C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705120C1 (en) * | 2019-06-10 | 2019-11-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Method of producing construction material from a mixture of milled domestic polyethylene and ash from burning waste water sludge |
RU2707770C1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-11-29 | Публичное акционерное общество "Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке" (ПАО "СвНИИНП") | Rubber-bitumen road binder for asphalt-concrete mixture |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1402607A1 (en) * | 1986-08-12 | 1988-06-15 | Предприятие П/Я В-2223 | Binder production process |
SU1576541A1 (en) * | 1988-07-11 | 1990-07-07 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of obtaining binder |
SU1715812A1 (en) * | 1989-12-20 | 1992-02-28 | Проектно-Технологический Трест "Оргдорстрой" | Method of producing binder for highway construction |
US20020052432A1 (en) * | 1998-02-19 | 2002-05-02 | Total Raffinage Distribution S.A. | Bituminous compositions prepared from thermoplastic polyolefins and their uses |
UA43118C2 (en) * | 2001-02-26 | 2005-03-15 | Azov Lubricants And Oils Open | A method for preparing the bituminous binding material "azmol sv" |
RU2266934C1 (en) * | 2004-08-05 | 2005-12-27 | Илиополов Сергей Константинович | Rubber-containing polymeric bitumen modifier |
-
2012
- 2012-12-26 RU RU2012156986/05A patent/RU2519214C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1402607A1 (en) * | 1986-08-12 | 1988-06-15 | Предприятие П/Я В-2223 | Binder production process |
SU1576541A1 (en) * | 1988-07-11 | 1990-07-07 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of obtaining binder |
SU1715812A1 (en) * | 1989-12-20 | 1992-02-28 | Проектно-Технологический Трест "Оргдорстрой" | Method of producing binder for highway construction |
US20020052432A1 (en) * | 1998-02-19 | 2002-05-02 | Total Raffinage Distribution S.A. | Bituminous compositions prepared from thermoplastic polyolefins and their uses |
UA43118C2 (en) * | 2001-02-26 | 2005-03-15 | Azov Lubricants And Oils Open | A method for preparing the bituminous binding material "azmol sv" |
RU2266934C1 (en) * | 2004-08-05 | 2005-12-27 | Илиополов Сергей Константинович | Rubber-containing polymeric bitumen modifier |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Г.А.БОНЧЕНКО, «Асфальтобетон. Сдвигоустойчивость и технология модифицирования полимером», «Машиностроение», М., 1994, стр. 101-112 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707770C1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-11-29 | Публичное акционерное общество "Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке" (ПАО "СвНИИНП") | Rubber-bitumen road binder for asphalt-concrete mixture |
RU2705120C1 (en) * | 2019-06-10 | 2019-11-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Method of producing construction material from a mixture of milled domestic polyethylene and ash from burning waste water sludge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pyshyev et al. | Polymer modified bitumen | |
KR101667430B1 (en) | Composition for Warm-Mix Asphalt Pavements | |
EP2384357B1 (en) | Asphalt composition | |
AU2017201338A1 (en) | Asphalt binder composition | |
Yaacob et al. | Rheological properties of styrene butadiene rubber modified bitumen binder | |
RU2519214C1 (en) | Binder (polyethylene-tar binder with rubber crumb - perb-r) for road covering | |
KR101802412B1 (en) | Self-crosslinking recycled asphalt additive and and its manufacturing method thereof, recycled cold asphalt concrete mixture contaning the same | |
RU2559508C1 (en) | Bitumen modifier for road asphalt concrete | |
EP1699876B1 (en) | Using excess levels of metal salts to improve properties when incorporating polymers in asphalt | |
RU2519207C1 (en) | Binder (polyethylene-tar binder petb) for road covering | |
US20160194498A1 (en) | Heat Resistant Polymer Modified Asphalt Composition | |
RU2222559C1 (en) | Additive for broken stone-mastic bituminous concrete | |
RU2273615C2 (en) | Stabilizing agent for the macadam-mastic asphalt concrete | |
US10240040B2 (en) | Method of making sulfur extended asphalt modified with crumb rubber | |
US10407557B2 (en) | Sulfur extended asphalt modified with crumb rubber for paving and roofing | |
EA018015B1 (en) | Asphalt concrete mix modifier | |
RU2346965C1 (en) | Polymeric asphalt modifier | |
RU2349616C1 (en) | Rubber containing bitumen modifier | |
RU2477736C2 (en) | Polymer-asphalt binder for road surface and method for production thereof | |
RU2237692C1 (en) | Binding material | |
RU2707770C1 (en) | Rubber-bitumen road binder for asphalt-concrete mixture | |
Ibrahim et al. | Performance evaluation of stone mastic asphalt (SMA) using geopolymer as an asphalt modifier | |
Al-Hadidy et al. | The Effect Of Sulfur Waste And ABS On Asphalt Cement Properties. | |
JP5183252B2 (en) | Asphalt composition and method for preventing odor | |
RU2355723C2 (en) | Bituminous polymeric material and producing method thereof |