RU2137729C1

RU2137729C1 - Method of fabricating bitumen-containing ground concrete

Info

Publication number: RU2137729C1
Application number: RU98117688A
Authority: RU
Inventors: Т.В. Шеина; С.Ф. Коренькова
Original assignee: Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: cold ground-clay is preliminarily mixed with organomineral sludge formed during mechanical and thermochemical processing of bearings in amounts 5 to 10% of the weight of ground-clay until its uniform distribution in ground-clay is completed. Resulting mix is then heated to 60-80 C and bitumen preheated to 60-80 C is added in amount by 7.0-8.5% exceeding 100% of ground-clay weight, after which resulting mix is agitated for 3 min to achieve homogenization of mix. EFFECT: simplified process, reduced bitumen consumption, and increased water and frost resistance of material. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области производства дорожных материалов, а именно к способам приготовления битумогрунтобетонов, применяемым в качестве основания или покрытия при устройстве дорожных одежд. The invention relates to the field of production of road materials, and in particular to methods for the preparation of bitumen-soil concrete, used as a base or coating for the construction of pavement.

Известны грунты-суглинки, стабилизированные вяжущими, служащие для устройства дорожных одежд (Платонов А.П., Першин М.Н. Композиционные материалы на основе грунтов. - М.: Химия, 1987, с. 36). Known loam soils stabilized by binders, used for paving (Platonov A.P., Pershin M.N. Composite materials based on soils. - M.: Chemistry, 1987, p. 36).

Недостатком способа приготовления известных материалов является то обстоятельство, что стабилизация грунта-суглинка сопровождается повышенным расходом вяжущего и сложностью выполнения технологических операций. The disadvantage of the method of preparing known materials is the fact that stabilization of the soil-loam is accompanied by an increased consumption of binder and the complexity of technological operations.

Технический результат, на достижение которого направлено создание данного изобретения, заключается в упрощении способа, снижении расхода битума, повышение водо- и морозостойкости и теплоустойчивости битумогрунтобетона. The technical result, the achievement of which the creation of this invention is directed, consists in simplifying the method, reducing the consumption of bitumen, increasing water and frost resistance and heat resistance of bituminous soil.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе приготовления битумогрунтобетона, включающем смешение нагретых битума и грунта-суглинка до 60-80^oC, предварительно грунт-суглинок в холодном состоянии смешивают с органоминеральным шламом в количестве 5 - 10% от массы грунта-суглинка, образующимся на предприятиях машиностроения в процессе механической и термохимической обработки подшипников, до равномерного распределения его в грунте-суглинке, затем полученную смесь нагревают до 60 - 80^oC, вводят в нее нагретый до 60 - 80^oC битум в количестве 7,0 - 8,5% сверх 100% массы грунта-суглинка, а далее полученную смесь перемешивают до получения однородной массы в течение 3 минут.The technical result is achieved by the fact that in the method of preparing bitumen-soil concrete, including mixing heated bitumen and loam soil up to 60-80 ^o C, pre-loam soil in the cold state is mixed with organic mineral sludge in an amount of 5 - 10% by weight of loam soil, formed on engineering plants during mechanical and thermochemical treatment bearings to its uniform distribution in the soil, loam, and then the resulting mixture was heated to 60 - 80 ^o C, it is introduced into the heated to 60 - 80 ^o C bit in an amount of 7.0 - 8.5% above 100% of the mass-loam soil, and then the resulting mixture was stirred until a homogeneous mass for 3 min.

В способе приготовления битумогрунтобетона использован органоминеральный шлам, образующийся на предприятиях машиностроения в процессе механической и термохимической обработки подшипников и их деталей. In the method of preparation of bituminous soil, organomineral sludge is used, which is generated at engineering enterprises in the process of mechanical and thermochemical processing of bearings and their parts.

Органоминеральный шлам представляет собой пастообразную массу влажностью 10 - 15%, состоящую на 50 - 70% из минеральной части - высокодисперсных частиц металла, абразива и карбонатов кальция. Остальное - отработанные дизельное, турбинное и цилиндровое масла, ПАВ. Удельная поверхность минеральной составляющей находится в пределах 710 - 770 м²/кг.Organomineral sludge is a pasty mass with a moisture content of 10 - 15%, consisting of 50 - 70% of the mineral part - fine particles of metal, abrasive and calcium carbonates. The rest is spent diesel, turbine and cylinder oils, surfactants. The specific surface of the mineral component is in the range of 710 - 770 m ² / kg.

Способ приготовления битумогрунтобетона осуществляют следующим образом. The method of preparation of bituminous concrete is as follows.

Грунт-суглинок в холодном состоянии смешивают с органоминеральным шламом, образующимся на предприятии машиностроения при механической, термохимической обработке подшипников в количестве 5 - 10 % до равномерного распределения его в грунте-суглинке, затем полученную смесь нагревают до 60 - 80^oC, вводят в нее предварительно нагретый до 60-80^oC битум в количестве 7,0 - 8,5 % сверх 100 % массы грунта-суглинка, а после этого полученную смесь перемешивают до получения однородной массы в течение 3 минут.Loam soil in the cold state is mixed with organomineral sludge formed at a machine-building enterprise during mechanical, thermochemical processing of bearings in an amount of 5-10% until it is evenly distributed in the clay loam, then the resulting mixture is heated to 60 - 80 ^o C, introduced into it bitumen preheated to 60-80 ^o C in an amount of 7.0 - 8.5% in excess of 100% of the mass of loamy soil, and then the resulting mixture is stirred until a homogeneous mass for 3 minutes.

Примеры выполнения способа, свойства грунта-суглинка, обработанного органоминеральным шламом, и полученного битумогрунтобетона приведены в табли. 1 и 2. Examples of the method, the properties of the soil-loam treated with organomineral sludge, and the obtained bitumen-soil concrete are given in table. 1 and 2.

Испытание составов битумогрунтобетонов проводилось в соответствии с CH 25-74 (Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами для устройства основания и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. - М.: Стройиздат, 1975 ). Testing the composition of bitumen-soil concrete was carried out in accordance with CH 25-74 (Instructions for the use of soils reinforced with cementitious materials for the construction of bases and coatings for roads and airfields. - M .: Stroyizdat, 1975).

Как видно из результатов табл. 2, обработка грунта-суглинка органоминеральным шламом способствует улучшению технологических и эксплуатационных свойств битумогрунтобетона: удобообрабатываемости, теплоустойчивости, водо- и морозоустойчивости. При этом снижается расход органического вяжущего - битума. Улучшение показаний удобообрабатываемости грунта-суглинка, обработанного органоминеральным шламом, свидетельствует о коагуляции и снижении липкости - величины когезионных сил сцепления между глинистыми частицами грунта-суглинка. Первое связано с присутствием катионов щелочных металлов, которые создают щелочную среду и стабилизируют отрицательно заряженные глинистые коллоиды в состояние устойчивого золя. Второе - наличием в органоминеральном шламе карбонатов кальция и магния. Кроме того, обработка грунта-суглинка способствует образованию гидрофобных оболочек на глинистых частицах, на что указывает снижение набухания и битумоемкости суглинка. Повышение теплоустойчивости свидетельствует об улучшении процессов смачивания и адгезии битума, особенно к частицам песка (содержание которых превышает 40%) с образованием на поверхности аутогенных пленок из гидроксидов железа и алюминия. As can be seen from the results of table. 2, the processing of loamy soil with organomineral sludge helps to improve the technological and operational properties of bituminous soil: workability, heat resistance, water and frost resistance. This reduces the consumption of organic binder - bitumen. An improvement in the readability of loamy soil treated with organomineral sludge indicates coagulation and a decrease in stickiness — the cohesive adhesion forces between clay particles of loamy soil. The first is due to the presence of alkali metal cations, which create an alkaline environment and stabilize negatively charged clay colloids in a stable sol state. The second is the presence of calcium and magnesium carbonates in the organic sludge. In addition, the processing of loamy soil contributes to the formation of hydrophobic shells on clay particles, as indicated by a decrease in swelling and bitumen intensity of loam. An increase in heat resistance indicates an improvement in the processes of wetting and adhesion of bitumen, especially to sand particles (whose content exceeds 40%) with the formation of autogenous films of iron and aluminum hydroxides on the surface.

Оптимальные результаты, отвечающие поставленной цели, показаны на составах NN 3,4,5 (табл. 1 и 2). Из анализа результатов следует:
- удобообрабатываемость грунта-суглинка, обработанного органоминеральным шламом, повысилась в 1,5 - 2 раза, а набухание и битумоемкость снизились в 1,2 - 1,5 раза;
- водо- и морозостойкость, теплоустойчивость битумогрунтобетона увеличилась в 1,3-1,5 раза;
- расход органического вяжущего снизился на 7-10%.The optimal results that meet the goal are shown on the compositions NN 3,4,5 (tables. 1 and 2). From the analysis of the results it follows:
- the workability of loamy soil treated with organomineral sludge increased by 1.5 - 2 times, and the swelling and bitumen intensity decreased by 1.2 - 1.5 times;
- water and frost resistance, heat resistance of bituminous concrete increased by 1.3-1.5 times;
- the consumption of organic binder decreased by 7-10%.

Составы 2 и 6 поставленной цели не отвечают. Состав N 2 не дает достигаемого эффекта по перечисленным выше показателям, за счет недостаточного содержания органоминерального шлама. Состав N 6 не может служить предметом изобретения, так как обработка грунта-суглинка органоминеральным шламом в количестве 12% способствует снижению прочности, теплоустойчивости битумогрунтобетона за счет пластифицирующего эффекта (табл. 2). Compounds 2 and 6 of the goal do not meet. Composition N 2 does not give the achieved effect according to the above indicators, due to the insufficient content of organic mineral sludge. Composition No. 6 cannot be the subject of the invention, since treating loam soil with organic mineral sludge in an amount of 12% helps to reduce the strength and heat resistance of bituminous soil due to the plasticizing effect (Table 2).

Таким образом, проведенный заявителем по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня аналогов прототип позволил выявить отличительные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемый способ приготовления битумогрунтобетона удовлетворяет критерию изобретению "новизна". Thus, the prototype carried out by the applicant on scientific, technical and patent sources of information and selected from the list of analogues made it possible to identify distinctive features in the claimed technical solution, therefore, the inventive method for preparing bituminous soil meets the criteria of the invention of "novelty."

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом результате и из нее не выявляются влияние отдельных признаков на достижение технического результата, следовательно данное техническое решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень". The information found does not contain information about the indicated technical result and the influence of individual features on the achievement of the technical result is not revealed from it, therefore this technical solution meets the criterion of "inventive step".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый способ приготовления битумогрунтобетона на основе обработанного грунта-суглинка органоминеральным шламом, возможно использовать как для нижних, так и для верхних слоев в дорожной конструкции, т.е. расширяется диапазон применения битумогрунтобетонов. The criterion of the invention "industrial applicability" is confirmed by the fact that the proposed method for the preparation of bituminous soil on the basis of treated loamy soil with organomineral sludge can be used for both the lower and upper layers in the road structure, i.e. the range of application of bituminous soil concrete is expanding.

Claims

A method of preparing bitumen-soil-concrete, including mixing heated bitumen and loam soil up to 60 - 80 ^o C, characterized in that the soil-loam in the cold state is first mixed with organomineral sludge formed at engineering enterprises during mechanical and thermochemical processing of bearings, in an amount of 5 - 10% by weight of loamy soil until it is evenly distributed in loamy soil, then the resulting mixture is heated to 60 - 80 ^o C, bitumen is pre-heated to 60 - 80 ^o C in an amount of 7.0 - 8.5% over 100% mass g loamy loam, and then the resulting mixture is stirred until a homogeneous mass for 3 minutes