PL230907B1 - Sposób spieniania asfaltu - Google Patents
Sposób spieniania asfaltuInfo
- Publication number
- PL230907B1 PL230907B1 PL423255A PL42325517A PL230907B1 PL 230907 B1 PL230907 B1 PL 230907B1 PL 423255 A PL423255 A PL 423255A PL 42325517 A PL42325517 A PL 42325517A PL 230907 B1 PL230907 B1 PL 230907B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- temperature
- weight
- foaming
- zeolite
- Prior art date
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims description 101
- 238000005187 foaming Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 25
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 9
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- -1 clinoptilolite water-modified zeolite Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011387 rubberized asphalt concrete Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób spieniania asfaltu z wykorzystaniem zeolitów modyfikowanych wodą, pozwalający na obniżenie lepkości asfaltu oraz poprawa zagęszczalności w obniżonej temperaturze produkcji i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych.
Dotychczas znanych jest kilka sposobów spienienia asfaltu. Do najbardziej popularnych należą metody spieniania asfaltu polegające na dodaniu niewielkiej ilości wody o temperaturze pokojowej (ok. 20°C) do gorącego asfaltu. Efektem uwalniającej się pary wodnej jest spienienie asfaltu. Asfalt w postaci rozpylonej jest wprowadzany do mieszalnika mas bitumicznych mechanicznie lub pod ciśnieniem. Wynikiem spienienia asfaltu jest zwiększenie objętości asfaltu oraz zmniejszenie jego lepkości, co pozawala na obniżenie temperatury produkcji i zagęszczania mieszanki mineralno-asfaltowej.
Z chińskiego opisu patentowego nr CN105060926 znany jest sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej przez spienienie asfaltu. Sposób obejmuje pięć etapów: podgrzanie asfaltu do wysokiej temperatury, spienienie asfaltu wodą, podgrzanie kruszyw mineralnych do temperatury od 120°C do 130°C, wytworzenie i podgrzanie kruszyw z recyklingu nawierzchni do temperatury od 110°C do 120°C, mieszanie kruszyw mineralnych i kruszyw z recyklingu, dodanie spienionego asfaltu. Spienienie asfaltu następuje w specjalnym urządzeniu. Do urządzenia z gorącym asfaltem, o temperaturze od 150°C do 180°C, pompą wysokociśnieniową wtryskuje się wodę w ilości 1,5-2% w stosunku do masy asfaltu oraz dostarcza się sprężone powietrze. Po czym następuje spienienie asfaltu, który chwilowo zwiększa swoją objętość i zmniejsza lepkość, co pozwala połączyć asfalt z kruszywem w niższej temperaturze.
Znany jest również z chińskiego opisu patentowego nr CN104562896 sposób spieniania asfaltu w specjalnym urządzeniu rozpylającym. Urządzenie składa się z dwóch komór spieniania, cylindra ogrzewanego powietrzem, dyszy do wprowadzania asfaltu, natrysku spienionego asfaltu, rurociągu z wodą i rurociągu z powietrzem. W dolnej części urządzenia umiejscowione są zespoły podgrzewające asfalt, rozpylające wodę oraz jednostki regulujące proces spieniania. Do komory spienienia z gorącym asfaltem dostarcza się jednocześnie wodę i sprężone powietrze. Woda w połączeniu z gorącym asfaltem natychmiast paruje i powoduje powstawanie piany asfaltowej o dużej objętości. Następnie spieniony asfalt jest wtłaczany do mieszalnika z kruszywem.
Z polskiego opisu patentowego nr PAT.219042 znany jest sposób spieniania asfaltu, w którym do upłynnionego asfaltu dodaje się syntetyczny wosk fischera tropscha w ilości od 2,0% do 3,5%. Po czym upłynniony asfalt miesza się i poddaje się spienieniu wodą, a następnie łączy się z mieszanką mineralną.
Możliwe jest spienianie asfaltu przez dodanie zeolitu. Zeolit dodaje się do mieszalnika z kruszywem, a następnie dodaje się asfalt i miesza się. Ze struktury zeolitu uwalnia się woda zeolitowa, która natychmiast paruje co powoduje spienienie asfaltu. Sposób ten został opisany w publikacji Hurley G., Prowel B., Evaluation of Aspha-Min zeolite for use in warm mixasphalt., National Center for Asphalt Technology, Auburn 2005. Dodatek do asfaltu zeolitu o nazwie handlowej Aspah-Min spowodował wzrost lepkości asfaltu w 135°C o 8%. Wyniki badań opublikowano w artykule Akisetty C., Xiao F., Gandhi T., Amirkhanian S., Estimating correlations between rheological and engineering properties of rubberized asphalt concrete mixtures containing warm mix asphalt additive., Construction and Building Materials, 25 (2), s. 950-956, 2011.
Celem wynalazku jest obniżenie lepkości asfaltu oraz poprawa zagęszczalności w obniżonej temperaturze produkcji i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych.
Istotą sposobu spieniania asfaltu, według wynalazku jest to, że do zeolitu dodaje się wodę w ilości od 15 do 100% wagowo w stosunku do masy suchego materiału i miesza się do momentu uzyskania mieszaniny o jednolitej strukturze. Następnie dodaje się mieszaninę w ilości od 2% do 5-10% wagowo w stosunku do masy asfaltu do gorącego asfaltu o temperaturze od 145°C do 180°C i miesza się do momentu rozpoczęcia spieniania asfaltu. W dalszej kolejności dodaje się spieniony asfalt do mieszanki mineralnej o temperaturze od 115°C do 140°C i miesza się do uzyskania całkowitego otoczenia kruszywa asfaltem. Następnie mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się i zagęszcza w temperaturze 105°C-130°C, korzystnie przez okres od 30 do 90 min.
Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest obniżenie lepkości asfaltu spienionego przez wodę uwalnianą z zeolitu, co pozwala na poprawę zagęszczalności w obniżonej temperaturze produkcji i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych. Stosowanie materiału o dużej powierzchni właściwej oraz o dużej objętości mezoporów, umożliwia wchłonięcie znacznej ilości wody, co wpływa na efektywne spienienie asfaltu przy zmniejszonej ilości dozowanego zeolitu oraz zmniejszenie kosztu produkcji.
PL 230 907 Β1
Kolejną zaletą stosowania wynalazku jest sposób uwalniania wody z zeolitu. Nie jest to zjawisko nagłe, a następuje w sposób ciągły trwający do 90 minut. Efektem tego jest poprawa urabialności gotowej mieszanki mineralno-asfaltowej zarówno w czasie produkcji jak i wbudowywania w nawierzchnię.
Przykład 1
Mieszankę mineralno-asfaltową z betonu asfaltowego o maksymalnym uziarnieniu kruszywa przeznaczoną na warstwę ścieralną - AC 16 W, przygotowywano w laboratorium według składu przedstawionego w tabeli 1.
Tabela 1
Składniki mieszanki mineralno-asfaltowej w pierwszym przykładzie wykonania
| Nazwa składnika mieszanki | Udział masowy składników w mieszance [%] | |
| MM | MMA | |
| Wypełniacz wapienny | 5,0 | 4,7 |
| Amfibolit 0/2 | 35,0 | 33,4 |
| Wapień 2/8 | 25,0 | 23,9 |
| Wapień 8/16 | 35,0 | 33,5 |
| Dolomit 8/12 | 18,0 | 17,2 |
| Asfalt 35/50 | 4,5 |
Gdzie: MM - mieszanka mineralna MMA - mieszanka mineralno-asfaltowa
Do zeolitu naturalnego klinoptilolitu o powierzchni właściwej 18,3 m2 g·1, powierzchni mezoporów 7,7 m2 g·1 i objętości mezoporów 0,0460 cm3 g1 w ilości 100 g dodano wodę w ilości 15% wagowo w stosunku do masy suchego zeolitu naturalnego klinoplilolitu -15 g. Do asfaltu 35/50 w ilości 1000 g rozgrzanego do temperatury 145°C dodano 10% wagowo w stosunku do masy asfaltu zeolitu naturalnego klinoptilolitu modyfikowanego wodą - 100 g. Następnie mieszano do momentu rozpoczęcia efektu spieniania i spieniony asfalt dodano do mieszanki mineralnej rozgrzanej do temperatury 115°C i mieszano przez 60 sekund. Gotowy zarób wstawiono do suszarki rozgrzanej do temperatury zagęszczania 105°C i kondycjonowano przez 90 minut. Następnie wykonano badania zagęszczalności mieszanki mineralno-asfaltowej w prasie żyratorowej. Wyniki badań zagęszczalności wytworzonej mieszanki mineralno-asfaltowej przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2
Wyniki badań zagęszczalności mieszanki mineralno-asfaltowej wytworzonej w pierwszym przykładzie wykonania
| Wyniki badań mieszanki mineralno-asfaltowej | ||
| Właściwości | AC 16 W, Temperatura kruszywa 180°C Temperatura zagęszczania 140°C | AC 16 W z dodatkiem 10% zeolitu naturalnego klinoptilolitu wagowo w stosunku do masy asfaltu |
| Gęstość objętościowa MMA [kg/m3] | 2389 | 2,393 |
| Zawartość wolnych przestrzeni [%] | 6,1 | 5,9 |
| Współczynnik zagęszczalności K |-] | 4,045 | 4,01 |
| wskaźnik stabilności mieszanki - MSI [-] | 126,20 | 116,9 |
Gdzie: MCM - mezoporowaty materia! krzemionkowy o uporządkowanej strukturze
MMA - mieszanka mineralno-asfaltowa
AC 16 W - beton asfaltowy przeznaczony na warstwę wiążącą o wymiarze największego kruszywa 16 mm
PL 230 907 Β1
Na próbkach spienionego asfaltu wykonano badania lepkości w lepkościomierzu Brookfielda w temperaturze 135°C według normy ASTM D 4402, po 30 i po 90 minutach od dodania zeolitu naturalnego klinoptilolitu do asfaltu. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3
Wyniki badań lepkości dynamicznej asfaltu spienionego zeolitem naturalnym klinoptilolitem w pierwszym przykładzie wykonania
| Czas wykonania oznaczenia (mierzony od dodania zeolitu do asfaltu | Lepkość dynamiczna w 135 °C [Pa s] | |
| Asfalt 35/50 | Asfalt 35/50 z dodatkiem 10% zeolitu naturalnego klinoptilolitu wagowo w stosunku do masy asfaltu | |
| 30 minut | 0,845 | 0,860 |
| 90 minut | 0,845 | 0,786 |
Przykład 2
Mieszankę mineralno-asfaltową z betonu asfaltowego o maksymalnym uziarnieniu kruszywa 16 przeznaczoną na warstwę ścieralną - AC 16 W, przygotowywano w laboratorium według składu przedstawionego w tabeli 4.
Tabela 4
Składniki mieszanki mineralno-asfaltowej w drugim przykładzie wykonania
| Nazwa składnika mieszanki | Udział masowy składników w mieszance [%] | |
| MM | MMA | |
| Wypełniacz wapienny | 5,0 | 4,7 |
| Amfibolit 0/2 | 35,0 | 33,4 |
| Wapień 2/8 | 25,0 | 23,9 |
| Wapień 8/16 | 35,0 | 33,5 |
| Dolomit 8/12 | 18,0 | 17,2 |
| Asfalt 35/50 | 4,5 |
Gdzie: MM - mieszanka mineralna
MMA - mieszanka mi nera Ino-asfaltowa
Do zeolitu syntetycznego NaP1 o powierzchni właściwej 94,5 m2 g'1, powierzchni mezoporów 85,9 m2 g·1 i objętości mezoporów 0,2330 cm3 g·1 w ilości 25 g dodano wodę w ilości 100% wagowo w stosunku do masy suchego zeolitu syntetycznego NaP1 - 25 g. Do asfaltu 35/50 w ilości 1000 g rozgrzanego do temperatury 180°C dodano 2% wagowo w stosunku do masy asfaltu suchego zeolitu syntetycznego NaP1 modyfikowanego wodą - 20 g. Następnie mieszano do momentu rozpoczęcia efektu spieniania i spieniony asfalt dodano do mieszanki mineralnej rozgrzanej do temperatury 140°C i mieszano przez 60 sekund. Gotowy zarób wstawiono do suszarki rozgrzanej do temperatury zagęszczania 130°C i kondycjonowano przez 30 minut. Następnie wykonano badania zagęszczalności mieszanki mineralno-asfaltowej w prasie żyratorowej. Wyniki badań zagęszczalności wytworzonej mieszanki mineralno-asfaltowej przedstawiono w tabeli 5.
PL 230 907 Β1
Tabela 5
Wyniki badań zagęszczalności mieszanki mineralno-asfaltowej wytworzonej w drugim przykładzie wykonania
| Wyniki badań mieszanki mineralno-asfaltowej | ||
| Właściwości | AC 16 W, Temperatura kruszywa 180°C Temperatura zagęszczania 140°C | AC 16 W z dodatkiem 2% zeolitu syntetycznego NaP1 wagowo w stosunku do masy asfaltu |
| Gęstość objętościowa MMA [kg/m3] | 2389 | 2,458 |
| Zawartość wolnych przestrzeni [%] | 6,1 | 3,4 |
| Współczynnik zagęszczalności K [-] | 4,045 | 3,946 |
| wskaźnik stabilności mieszanki - MSI [] | 126,20 | 28,00 |
Gdzie: MCM - mezoporowaty materiał krzemionkowy o uporządkowanej strukturze
MMA - mieszanka mineralno-asfaltowa
AC 16 W - beton asfaltowy przeznaczony na warstwę wiążącą o wymiarze największego kruszywa 16 mm
Na próbkach spienionego asfaltu wykonano badania lepkości w lepkościomierzu Brookfielda wtemperaturze 135°C według normy ASTM D 4402, po 30 i po 90 minutach od dodania zeolitu synetycznego NaP1 do asfaltu. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 6.
Tabela 6
Wyniki badań lepkości dynamicznej asfaltu spienionego zeolitem syntetycznym NaP1 w drugim przykładzie wykonania
| Czas wykonania oznaczenia (mierzony od dodania zeolitu do asfaltu | Lepkość dynamiczna w 135°C [Pa s] | |
| Asfalt 35/50 | Asfalt 35/50 z dodatkiem 2% zeolitu syntetycznego NaP1 wagowo w stosunku do masy asfaltu | |
| 30 minut | 0,845 | 0,852 |
| 90 minut | 0,845 | 0,797 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób spieniania asfaltu, znamienny tym, że do zeolitu dodaje się wodę w ilości od 15 do 100% wagowo w stosunku do masy suchego materiału i miesza się do momentu uzyskania mieszaniny o jednolitej strukturze, po czym dodaje się mieszaninę w ilości od 2% do 10% wagowo w stosunku do masy asfaltu do gorącego asfaltu o temperaturze od 145°C do 180°C i miesza się do momentu rozpoczęcia spieniania asfaltu, po czym dodaje się spieniony asfalt do mieszanki mineralnej o temperaturze od 115°C do 140°C i miesza się do uzyskania całkowitego otoczenia kruszywa asfaltem, następnie mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się i zagęszcza wtemperaturze od 105°C do 130°C.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się przez okres do 30 do 90 minut.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423255A PL230907B1 (pl) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Sposób spieniania asfaltu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423255A PL230907B1 (pl) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Sposób spieniania asfaltu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL423255A1 PL423255A1 (pl) | 2018-03-12 |
| PL230907B1 true PL230907B1 (pl) | 2018-12-31 |
Family
ID=61534576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL423255A PL230907B1 (pl) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Sposób spieniania asfaltu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL230907B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL429478A1 (pl) * | 2019-04-01 | 2019-08-12 | Politechnika Lubelska | Urządzenie do spieniania lepiszcza asfaltowego |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL235884B1 (pl) * | 2019-04-04 | 2020-11-02 | Lubelska Polt | Sposób spieniania lepiszcza asfaltowego z użyciem zeolitu |
| PL429523A1 (pl) * | 2019-04-04 | 2019-09-23 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania lepiszcza asfaltowego z użyciem zeolitu nasączonego wodą |
| PL429524A1 (pl) * | 2019-04-04 | 2019-09-23 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania lepiszcza asfaltowego z użyciem zeolitu nasączonego wodą |
| PL246210B1 (pl) * | 2023-01-27 | 2024-12-16 | Lubelska Polt | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego |
-
2017
- 2017-10-24 PL PL423255A patent/PL230907B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL429478A1 (pl) * | 2019-04-01 | 2019-08-12 | Politechnika Lubelska | Urządzenie do spieniania lepiszcza asfaltowego |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL423255A1 (pl) | 2018-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL230907B1 (pl) | Sposób spieniania asfaltu | |
| Shi et al. | Studies on some factors affecting CO2 curing of lightweight concrete products | |
| Bairgi et al. | A synthesis of asphalt foaming parameters and their association in foamed binder and mixture characteristics | |
| PL230908B1 (pl) | Sposób spieniania asfaltu | |
| Glenn et al. | Moderate strength lightweight concrete from organic aquagel mixtures | |
| NO150843B (no) | Anvendelse av kiselsyre til forbedring av asfaltbelegg for gate- og veibygg | |
| PL235885B1 (pl) | Sposób spieniania lepiszcza asfaltowego z użyciem zeolitu | |
| PL235884B1 (pl) | Sposób spieniania lepiszcza asfaltowego z użyciem zeolitu | |
| RU2177926C1 (ru) | Способ производства арболита | |
| RU2240334C1 (ru) | Композиция на древесной основе | |
| PL240572B1 (pl) | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem dodatku mineralnego | |
| PL226802B1 (pl) | Sposób wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych | |
| KR100475420B1 (ko) | 분상기포제 및 그의 제조방법과 분상기포제를 이용한 기포콘크리트 | |
| PL226803B1 (pl) | Sposób wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych | |
| CN108314396A (zh) | 蒸压加气混凝土板的生产方法及蒸压加气混凝土板 | |
| Cui et al. | Effects of hydrogen peroxide on foam concrete performances | |
| Fawzi et al. | The effect of curing types on compressive strength of high performance concrete | |
| PL235091B1 (pl) | Sposób wytwarzania betonu asfaltowego i beton asfaltowy | |
| RU2303014C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления силикатных стеновых изделий и силикатное стеновое изделие | |
| PL237069B1 (pl) | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem dodatku dwuskładnikowego | |
| SU952805A1 (ru) | Сырьева смесь дл получени уплотненного сло чеистобетонных изделий | |
| CN106644624A (zh) | 一种moh半柔性材料室内旋转压实试验方法 | |
| PL240047B1 (pl) | S posób spieniania asfaltu z zastosowaniem dodatku dwuskładnikowego mineralnego | |
| RU2036872C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления древесного строительного материала | |
| RU2409531C1 (ru) | Способ приготовления смеси для силикатного кирпича и силикатный кирпич |