CH634098A5 - Procede pour ameliorer les proprietes physico-chimiques des produits bitumineux et ses applications. - Google Patents
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Description
La présente invention a pour objet un procédé pour améliorer les propriétés physico-chimiques des produits bitumineux, notamment leur plasticité, leur résistance au fluage et au retrait sans nuire à leur viscosité et aux conditions de traitement classiques pour revêtements, chapes et liants.
Le procédé objet de l'invention consiste à introduire dans les bitumes de type routier ou les bitumes oxydés des cires de polyoléfine, notamment de polyéthylène, dans une proportion variable selon le type de bitume et l'application envisagée, et à agiter le mélange au moins 1 h à une température de 130 à 260° C.
Les bitumes pouvant être traités conformément à l'invention présentent une pénétrabilité de 300 à 10 selon la norme NFT 66 004.
Les cires de polyéthylène sont miscibles avec les bitumes du type routier ainsi qu'avec des bitumes oxydés.
30 Les mélanges cires/bitumes sont homogènes jusqu'à une certaine concentration en cire qui dépend des caractéristiques précises de la cire ainsi que de la nature du bitume utilisé.
A titre d'exemple, non limitatif, la cire dont les caractéristiques ont été décrites dans le tableau I est soluble à raison de 12% en poids 35 dans un bitume de pénétrabilité 40/50 obtenu par distillation sous vide du brut Arabe Lourd. Il est cependant possible de mélanger à ce bitume 40/50 des quantités de cire supérieures à 12% en poids. On aboutit, dans ce cas, à une solution biphasique dans laquelle une partie de la cire surnage à chaud.
40 La cire utilisée dans les exemples 1 à 4 est celle décrite dans le tableau I. On a réalisé différents mélanges à 5,10,15 et 20% de cire dans du bitume de pénétrabilité 40/50. Les mélanges sont obtenus par agitation pendant 1 h à 170°C. Les résultats sont portés dans le tableau II qui donne les caractéristiques des mélanges.
Tableau II
Exemples
Teneur en cire (% en poids)
Pénétration
à25°C NFT 66 004
Point de Fraass IP 80.53
Point de ramollissement B et A NFT 66 008
ASTM D2170 Viscosités (cSt)
130°C
160°C
180°C
1
5%
40
-15
55
866
210
102
2
10%
40,5
-20
62
870
195
96
3
15%*
46
-14
78
416
98
35
4
20%*
60
—
85
230
105
57
5
Bitume 40/50
50
-12
52
1500
230
110
* Mélanges non homogènes.
Introduites à moins de 12% en poids dans le bitume 40/50, les cires de polyéthylène conduisent à une augmentation de l'intervalle de plasticité du bitume (intervalle entre point de ramollissement TBA et point de fragilité Fraass) par augmentation de son point de ramollissement Bille et Anneau et par diminution de son point de fragilité Fraass.
L'effet fluidifiant des cires de polyéthylène sur le bitume est perceptible vers 130°C. Au-delà de 150°C, les mélanges bitumes/cires 65 de polyéthylène présentent sensiblement la même viscosité que le bitume.
Les bitumes modifiés par la cire de polyéthylène peuvent être avantageusement utilisés dans la fabrication de l'asphalte coulé.
3
634098
L'asphalte coulé est un matériau constitué par un mélange à proportions variables de sable, de gravillons, de charge et de bitume, mélange tel que le produit puisse être appliqué à chaud par coulée, sans compactage.
Dans certaines formulations, une partie du bitume et de la charge peut être remplacée par de la roche d'asphalte naturel broyée.
Les principales utilisations de l'asphalte coulé sont
— les revêtements d'étanchéité tels que toitures, terrasses, parkings, cuvelages, ouvrages d'art,
— les revêtements de circulation tels que trottoirs, aires sportives, voiries urbaines,
— les chapes flottantes,
— les asphaltes routiers pour chaussées extra-urbaines et autoroutes.
Le liant idéal pour l'asphalte coulé est un liant qui présente :
— aux températures de service, une bonne souplesse à basse température et une forte consistance à haute température,
— aux températures d'enrobage, une viscosité suffisamment basse ou pas plus élevée que celle du bitume.
Les bitumes modifiés par les cires de polyéthylène conduisent à ce type de liant, comme on peut le voir dans les exemples 5 à 9 suivants, donnés à titre non limitatif.
Exemples 5 à 9:
L'étude a été réalisée sur la formule suivante:
gravillons 2/4:23%
sable 0/5:43,5%
filler calcaire: 25%
bitume 60/70:8,5%
Dans la formule précédente, le bitume a été remplacé par un mélange bitume + cire de polyéthylène.
La teneur en liant des formules a été ajustée à 8,6% de façon à tenir compte de la densité de la cire.
La fabrication a été effectuée au malaxeur à une température de 250 à 260° C.
Le matériau a donné lieu à l'essai de maniabilité et à l'essai d'indentation.
Les gravillons 2/4 sont des gravillons passant au tamis AFNOR dont les mailles ont des dimensions de 2 à 4 mm.
Le sable 0/5 est un sable passant dans des tamis de mailles inférieures à 5 mm.
s Le filler calcaire est une charge calcaire dont la dimension des grains est inférieure à 80 |i.
Exemples
Maniabilité
Indentation
Asphalte de référence 8,5
de bitume 60/70
23
12
5
Asphalte avec liant à
6% de cire
19
9
6
Asphalte avec liant à
8% de cire
26
7
7
Asphalte avec liant à
10% de cire
37
5
8
Asphalte avec liant à
12% de cire
42
6
9
Asphalte avec liant à
14% de cire
50
4
Pour ce qui concerne la maniabilité, la teneur en cire dans le 25 bitume ne doit pas dépasser 8 à 9%.
Pour ce qui concerne l'indentation, on observe que la cire conduit à une baisse de la valeur d'indentation. Cette baisse ne donne pas lieu à des phénomènes nuisibles de retrait tant que la teneur en cire du bitume ne dépasse pas 9%.
30 On peut donc dire que, pour la formule d'asphalte considérée, le remplacement du bitume pur par le même bitume contenant entre 6 et 9% de cire de polyéthylène conduit à un matériau nettement plus résistant au fluage (indentation plus faible, sans pour autant être difficile à manipuler et sans donner lieu à des dégradations par 35 retrait).
Une telle formule présente un grand intérêt pour l'exécution par exemple d'aires de parking où le marquage de l'asphalte par les roues des véhicules en stationnement reste un problème.
Claims (6)
- 6340982REVENDICATIONS1. Procédé pour améliorer les propriétés physico-chimiques des bitumes, caractérisé en ce qu'on introduit dans le bitume une proportion de cire de polyoléfine variable selon la nature du bitume et l'application envisagée, le mélange étant effectué à la température de viscosité optimale, par agitation dans un malaxeur, le temps nécessaire à l'homogénéisation du mélange.
- 2. Procédé pour améliorer les propriétés physico-chimiques des bitumes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange du bitume et de la cire de polyéthylène est effectué par malaxage, pendant 1 h au moins, à une température de 130 à 260° C.
- 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cire de polyoléfine utilisée est un sous-produit de la fabrication du polyéthylène basse densité.
- 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cire de polyéthylène est ajoutée dans une proportion pondérale de 5 à 20% par rapport au bitume.
- 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bitumes pouvant être traités sont choisis parmi les bitumes de type routier ou oxydés ayant une pénétrabilité de 10 à 300.
- 6. Asphalte coulé, de propriétés physico-chimiques améliorées par l'introduction de 8 à 9%, dans sa composition, d'un bitume modifié selon la revendication 1, contenant 6 à 14% de cire de polyéthylène.Ces bitumes peuvent être choisis dans les catégories suivantes:— résidus de distillation atmosphérique et/ou sous vide du pétrole brut,— résidus d'extraction par des solvants comme le propane, le5 butane, le pentane, de produits pétroliers,— résidus d'extraction de cracking thermique et/ou catalytique de certaines coupes pétrolières,— bitumes oxydés par soufflage à l'air d'une coupe pétrolière lourde, de point d'ébullition supérieur à 200° C.io Les cires de polyéthylène constituent des sous-produits de la fabrication du polyéthylène basse densité. Il s'agit en fait de polyéthylène de masse moléculaire variable.Ces produits se présentent à température ambiante sous la forme d'une cire dont la viscosité diminue lorsque la température augmente.15 A titre d'exemple, on donne dans le tableau I les caractéristiques d'un type de cire de polyéthylène:Tableau IPénétrabilité: (25°C, 100 g, 5 s, 1/10 mm)NFT 6600430Viscosité: ASTM D 2170 130° C196 cSt160°C103 cSt180°C70cStMasse volumique à 20° C: NF T 660070,912 g/ml
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |