PL246210B1 - Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego - Google Patents
Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego Download PDFInfo
- Publication number
- PL246210B1 PL246210B1 PL443612A PL44361223A PL246210B1 PL 246210 B1 PL246210 B1 PL 246210B1 PL 443612 A PL443612 A PL 443612A PL 44361223 A PL44361223 A PL 44361223A PL 246210 B1 PL246210 B1 PL 246210B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- temperature
- asphalt binder
- zeolite
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 12
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 8
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCOCC1CO1 SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006701 autoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000034 Plastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910009818 Ti3AlC2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
- C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/20—Mixtures of bitumen and aggregate defined by their production temperatures, e.g. production of asphalt for road or pavement applications
- C08L2555/22—Asphalt produced above 140°C, e.g. hot melt asphalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/50—Inorganic non-macromolecular ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/80—Macromolecular constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/80—Macromolecular constituents
- C08L2555/82—Macromolecular constituents from natural renewable resources, e.g. starch, cellulose, saw dust, straw, hair or shells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, który polega na tym, że chitozan i naturalny lub syntetyczny zeolit w proporcji masowej 1:2 dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 15 do 60 min, mieszadłem mechanicznym, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem dodatku organiczno-mineralnego, zwiększającego odporność lepiszczy asfaltowych na działanie soli odladzających i zmniejszenie potrzeb remontowych nawierzchni wykonanych z zastosowaniem modyfikowanego lepiszcza asfaltowego.
Dotychczas znanych jest kilka sposobów modyfikacji lepiszczy asfaltowych. Z artykułu Bhupendra Singh, Praveen Kumar, Effect of polymer modification on the ageing properties of asphalt binders: Chemical and morphological investigation, wiadomo że najbardziej popularnymi elastomerami i plastomerami, stosowanymi do modyfikacji nawierzchni lepiszczy asfaltowych są styren-butadien-styren (SBS) i octan etylenowinylowy (EVA). Wynikiem modyfikacji lepiszczy asfaltowych syntetycznymi polimerami jest zwiększenie odporności uzyskanego asfaltu na działanie wysokich i niskich temperatur oraz zwiększenie trwałości zmęczeniowej nawierzchni asfaltowej wykonanej z zastosowaniem zmodyfikowanego asfaltu.
Z opisu patentowego CN114806195A znany jest sposób otrzymywania asfaltu modyfikowanego polimerami. Zmodyfikowany asfalt zawiera 90-100 części asfaltu, 6-12 części oleju naftenowego, 1-3 części Ti3C2MXene, 3-5 części nanodwutlenku tytanu, 3-5 części eteru diglicydylowego 1,4-butanodiolu i 6-12 części mieszaniny SBS/SEBS. Sposób otrzymywania asfaltu modyfikowanego 25 mL-40 mL roztworu kwasu fluorowodorowego o udziale masowym 40%-50% wlewa się do pojemnika, następnie dodaje się 1,5-3 g proszku prekursora Ti3AlC2, uzyskaną mieszaninę utrzymuje się w kąpieli lodowej przez 10-20 min. Następnie mieszaninę miesza się w 50-70°C i 600-800 rad/min przez 30-40 h i umieszcza w wirówce i odwirowuje przy 3000-4500 rad/min przez 10-20 min. Następnie wylewa się supernatant, a roztwór reakcyjny przemywa się i przesącza za pomocą odsysania. Płukanie powtarza się kilka razy, aż pH supernatantu wyniesie 5-6. Otrzymany produkt Ti3C2MXene należy umieścić w suszarce próżniowej w temperaturze 40-80°C. 2) 90-100 części asfaltu podgrzewa się w celu całkowitego usunięcia wilgoci i doprowadzenia go do stanu stopionego i płynięcia oraz dodaje się 6-12 części oleju naftenowego. Następnie dodaje się 1-3 części Ti3C2MXene, 3-5 części nanodwutlenku tytanu, 3-5 części eteru diglicydylowego 1,4-butanodiolu i miesza się. W dalszej kolejności otrzymaną mieszaninę podgrzewa się do temperatury 130-160°C, stosując mieszadło ścinające, powoli dodaje się 6-12 części mieszanki SBS/SEBS z prędkością 5-10 g/min i miesza się z prędkością 500-1000 r/min, następnie podnosi się temperaturę ścinania do 3500-6500 r/min i utrzymuje się temperaturę do pełnego pęcznienia po ścinaniu przez 1-1,5 h. Uzyskany asfalt modyfikowany może być wytwarzany w niskiej temperaturze, jest odporny na utlenianie termiczne i na starzenie się w ultrafiolecie.
Wynalazek przedstawiony w opisie patentowym US2022306865A1 ujawnia sposób modyfikacji asfaltu polimerami, gdzie jeden lub więcej kopolimerów styren-butadien, ewentualnie rozpuszczonych w oleju, miesza się z bitumem w temperaturze co najmniej 150°C, a następnie z polisiarczkami dialkilowymi. Asfalt modyfikowany polimerami według wynalazku wykazuje poprawę nawrotu sprężystego i bardzo małą podatność na odkształcenia.
Wynalazek przedstawiony w opisie patentowym CN114605653A ujawnia sposób wytwarzania i zastosowanie biologicznego elastomeru termoplastycznego zastępującego SBS (styren-butadien-styren). Sposób wytwarzania obejmuje następujące etapy: dodanie kwasu (bezwodnika) lub amidu zawierającego wiązania podwójne węgiel aktywny-węgiel do epoksydowanego oleju roślinnego i poddanie reakcji w stałej temperaturze w celu otrzymania zmodyfikowanego monomeru epoksydowanego oleju roślinnego. Sposób wytwarzania obejmuje następujące etapy: polimeryzację styrenu lub jego pochodnej ze zmodyfikowanego monomeru epoksydowego oleju roślinnego w celu uzyskania makromonomeru pochodnej typu polistyrenu, mieszanie i rozpuszczanie makromonomeru pochodnej typu polistyrenu w tetrahydrofuranie oraz przeprowadzenie polimeryzacji w stałej temperaturze w celu uzyskania elastomer termoplastyczny typu PS-PA; oraz mieszanie i rozpuszczanie wytworzonego polimeru dwublokowego i makromonomeru pochodnej typu polistyrenu w tetrahydrofuranie oraz prowadzenie polimeryzacji w stałej temperaturze z wytworzeniem elastomeru termoplastycznego typu PS-PA-PS. Wydajność biologicznego elastomeru termoplastycznego zastępującego SBS jest zbliżona do tradycyjnego elastomeru termoplastycznego, zużycie butadienu jest zmniejszone co jest rozwiązaniem przyjaznym środowisku. Zastosowanie asfaltu modyfikowanego może skutecznie poprawić odporność na wysokie i niskie temperatury oraz odporność na zmęczenie asfaltu.
Wynalazek przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego CN109294257 (A) ujawnia asfalt modyfikowany o wysokiej odporności na warunki atmosferyczne i sposób jego wytwarzania. Asfalt modyfikowany o wysokiej odporności na warunki atmosferyczne zawiera następujące składniki wagowe: 90-100 części asfaltu matrycowego, 3-5 części modyfikatora SBS, 0,5-3,5 części „bariery dla tlenu” i 1-5 części przeciwutleniacza, przy czym czynnikiem barierowym dla tlenu jest związek glukomannan-chitozan. Związek glukomannan-chitozan przyjęty przez wynalazek może tworzyć warstwę barierową dla tlenu, aby oddzielić tlen od asfaltu i zapobiec reakcji utleniania asfaltu podczas kontaktu z tlenem, spowalniając w ten sposób starzenie asfaltu. Związek ten może także współpracować z przeciwutleniaczem, aby wyeliminować wolne rodniki wytwarzane przez grupy aktywne w procesie samoutleniania asfaltu i zapobiegać reakcji wolnych rodników z cząsteczkami tlenu, co skutecznie spowalnia starzenie asfaltu spowodowane samoutlenianiem. Pod wpływem synergistycznego działania bariery ultrafioletowej i stabilizatora światła cały zmodyfikowany układ asfaltu ma doskonałą odporność na starzenie.
Z opisu patentowego P.238473 znany jest sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego, pozwalający na zastąpienie części kruszywa i asfaltu granulatem asfaltowym, który jest materiałem pochodzącym z recyklingu zdegradowanych nawierzchni drogowych. Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego, w którym mieszanka zawiera kruszywo drobne, kruszywo grube, wypełniacz, granulat asfaltowy oraz asfalt, polega na tym, że miesza się związek organiczny - chitozan wraz z czynnikiem sieciującym w postaci wodnego roztworu epichlorohydryny o stężeniu 99% w proporcjach wagowych 1 : 1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Następnie powstałą mieszaninę dodaje się do rozgrzanego asfaltu w ilości od 2 do 10% wagowo masy asfaltu i miesza się do uzyskania jednolitej mieszaniny. Oddzielnie miesza się rozgrzane kruszywo drobne i kruszywo grube z granulatem asfaltowym i wypełniaczem wapiennym. W dalszej kolejności dodaje się do mieszanki mineralnej powstałą mieszaninę asfaltową i miesza się do momentu całkowitego otoczenia kruszyw. Po czym mieszankę mineralno-asfaltową zagęszcza się. Efektem jest zwiększona odporność na działanie wody i mrozu otrzymanej mieszanki mineralno-asfaltowej.
Z opisu patentowego DE1951599 (A1) znane jest lepiszcze o doskonałych właściwościach adhezyjnych, w szczególności, w odniesieniu do wypełniaczy kamiennych. Składa się z mieszaniny asfaltu destylacyjnego o bardzo dobrych właściwościach adhezyjnych, ale stosunkowo dużej penetracji, z asfaltem poddanym utleniającemu rozdmuchiwaniu. Materiał ten zachowuje swoją plastyczność w warunkach zimowych, jest odporny na działanie odladzających kompozycji soli i jest odporny na opony z kolcami.
Z publikacji Woszuk A., Franus W. 2017 A review of the application of zeolite materials in Warm Mix Asphalt technologies. Applied sciences, 7, 293, wiadomo, że zeolity stosowane są jako dodatki zawierające wodę w celu spieniania asfaltu i obniżenia temperatury produkcji i zagęszczania mieszanek mineralno-asfaltowych, w skrócie MMA, od 15 do 40°C, w efekcie czego uzyskuje się tzw. „mieszanki mineralno-asfaltowe na ciepło”.
Z opisu patentowego nr PL230907(B1) znany jest sposób spieniania asfaltu, w którym do gorącego asfaltu o temperaturze od 145°C do 180°C dodaje się mieszaninę zeolitu z wodą w ilości od 2% do 10% wagowo w stosunku do masy asfaltu i miesza się do momentu rozpoczęcia spieniania asfaltu. Następnie spieniony asfalt dodaje się do mieszanki mineralnej o temperaturze od 115°C do 140°C i miesza się do uzyskania całkowitego otoczenia kruszywa asfaltem. Powstałą mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się i zagęszcza w temperaturze 105°C-130°C.
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu. Jego istotą jest to, że chitozan i zeolit naturalny lub syntetyczny w proporcji masowej 1 : 2 dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 15 do 60 min mieszadłem mechanicznym, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie wprowadzania atomów chloru w struktury składników zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych na drodze reakcji substytucji. Powoduje to zwiększenie odporności lepiszczy asfaltowych na destrukcyjne działanie soli odladzających stosowanych w trakcie okresu jesienno-zimowego. Kolejnym korzystnym skutkiem zahamowania wprowadzania atomów chloru w struktury węglowodorów budujących lepiszcza asfaltowe jest ograniczenie zmiany ich polarności, co w konsekwencji ogranicza oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy węglowodorowymi składnikami lepiszcza asfaltowego prowadzące do twardnienia asfaltu. Ponadto, korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie zmian strukturalnych lepiszczy asfaltowych modyfikowanych dwuskładnikowym dodatkiem mineralno-organicznym, prowadzących do zmiany oddziaływań występujących pomiędzy nimi. Kolejną zaletą jest ograniczenie wprowadzania zakwaszonych roztworów do środowiska naturalnego negatywnie wpływających na faunę i florę. Do korzystnych skutków stosowania wynalazku należy również ograniczenie ilości związków chemicznych wprowadzanych do lepiszczy asfaltowych w porównaniu do dotychczas znanych sposobów modyfikacji lepiszczy asfaltowych asfaltu z zastosowaniem polimerów.
Przykłady
Chitozan o masie cząsteczkowej ~200,00 kDa i lepkości 1250 cPs w ilości mch wymieszano mechanicznie przez czas tm z zeolitem Z o powierzchni właściwej Fz zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010, powierzchni mezoporów Xz zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 i objętości mezoporów Yz zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 w ilości mz. Uzyskaną mieszaninę w ilości mm dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzanego do temperatury 160°C o masie ma i mieszano ścinającym mieszadłem mechanicznym z prędkością obrotową f przez czas t1 w temperaturze T1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Uzyskane modyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonowano w temperaturze T1 przez czas t2, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Dla uzyskanych modyfikowanych lepiszczy asfaltowych przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Symulację erozji solnej przeprowadzono dla próbek lepiszczy asfaltowych o masie mp1. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego lepiszcza asfaltowego ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 1.
W celu skonfrontowania wyników przeprowadzonych badań z zastosowaniem wynalazku z wynikami badań dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanych według wynalazku, zrealizowano symulację erozji solnej zgodnie z poniższą procedurą nr 1:
Lepiszcze asfaltowe typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzano do temperatury 160°C i przygotowano próbkę o masie mp1, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Następnie przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego asfaltu ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 2.
W celu skonfrontowania wyników przeprowadzonych badań z zastosowaniem wynalazku z wynikami badań dla lepiszczy asfaltowych modyfikowanych chitozanem, zrealizowano symulację erozji solnej zgodnie z poniższą procedurą nr 2:
Chitozan o masie cząsteczkowej ~200,00 kDa i lepkości 1250 cPs w ilości mch dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzanego do temperatury 160°C o masie ma i mieszano ścinającym mieszadłem mechanicznym z prędkością obrotową f przez czas t1 w temperaturze T1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Uzyskane modyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonowano w temperaturze T1 przez czas t2, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Dla uzyskanych modyfikowanych lepiszczy asfaltowych przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Symulację erozji solnej przeprowadzono dla próbek lepiszczy asfaltowych o masie mp1. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego lepiszcza asfaltowego ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (I=ch-oh, Ic-oh, Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 3.
PL 246210 Β1
Tabela 1
Dane dotyczące przykładów otrzymywania zmodyfikowanego lepiszcza asfaltowego
| Wyszczególnienie | 1 przykład wykonania | 2 przykład wykonania |
| Ilość chitozanu mch [g] | 6,26 | 6,26 |
| Czas mieszania tm [s] | 15 | 60 |
| Zeolit Z | Zeolit naturalny klinoptilolit | Zeolit syntetyczny NaA |
| Powierzchni właściwa zeolitu Fz [m2g·1] | 19 | 22 |
| Powierzchnia mezoporów zeolitu Xz [m2g·1] | 7,3 | 6,9 |
| Objętości mezoporów zeolitu Yz [cm3g·1] | 0,052 | 0,235 |
| Ilość zeolitu mz [g] | 3,13 | 3,13 |
| Masa mieszaniny mm [g] | 9,39 | 9,39 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 20/30 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 24,6 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 313 | 78,25 |
| Prędkość obrotowa f [1/min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 45 | 90 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | MgCIz | NaCI |
| Początkowe pHo roztworu A | 8,70 | 8,42 |
| Masa próbki asfaltu mPi [g] | 5,09 | 3,27 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 8,28 | 7,24 |
| Różnica pH ΔρΗ | 0,14 | 0,289 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,028 | 0,36 |
| lc-o | 0,0021 | 0,006 |
| ICH2-OH | 0,003 | 0,003 |
| leci | 0,005 | 0,004 |
| lar | 0,0148 | 0,032 |
PL 246210 Β1
Tabela 2
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanych
| Wyszczególnienie | ||
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 20/30 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 24,6 |
| Masa próbki asfaltu mPi [g] | 3,60 | 3,10 |
| Rodzaj roztworu A | MgCh | NaCI |
| Początkowe pHo roztworu A | 8,70 | 8,42 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 7,10 | 6,70 |
| Różnica pH ΔρΗ | 1,32 | 3,72 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,367 | 0,55 |
| lc-o | 0,0023 | 0,0026 |
| ICH2-OH | 0,007 | 0,0072 |
| lc ci | 0,006 | 0,006 |
| lar | 0,0089 | 0,008 |
Tabela 3
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych modyfikowanych chitozanem
| Wyszczególnienie | ||
| Ilość chitozanu mer [g] | 6,26 | 6,26 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 20/30 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 24,6 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 313 | 78,25 |
| Prędkość obrotowa f [1/min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 45 | 90 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | MgCb | NaCI |
| Początkowe pHo roztworu A | 8,70 | 8,42 |
| Masa próbki lepiszcza asfaltowego mpi [g] | 3,26 | 3,31 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 7,90 | 6,92 |
| Różnica pH ΔρΗ | 0,80 | 1,50 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,245 | 0,454 |
| lc=o | 0,0023 | 0,0072 |
| ICH2-OH | 0,0045 | 0,004 |
| Ic-ci | 0,006 | 0,005 |
| lar | 0,0401 | 0,0376 |
Claims (3)
1. Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, znamienny tym, że chitozan i zeolit miesza się w proporcji 1 : 2 mechaniczne przez czas od 15 do 60 s, a następnie uzyskaną mieszaninę dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 45 do 90 min. ścinającym mieszadłem mechanicznych, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że zeolit jest zeolitem syntetycznym.
3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że zeolit jest zeolitem naturalnym.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443612A PL246210B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443612A PL246210B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443612A1 PL443612A1 (pl) | 2023-07-17 |
| PL246210B1 true PL246210B1 (pl) | 2024-12-16 |
Family
ID=87424094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443612A PL246210B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246210B1 (pl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL416991A1 (pl) * | 2016-04-26 | 2016-12-05 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych |
| PL423255A1 (pl) * | 2017-10-24 | 2018-03-12 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu |
| CN111333933A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-06-26 | 宝力科技(宁国)有限公司 | 一种塑胶环保透气型跑道及其制备方法 |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
-
2023
- 2023-01-27 PL PL443612A patent/PL246210B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL416991A1 (pl) * | 2016-04-26 | 2016-12-05 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych |
| PL423255A1 (pl) * | 2017-10-24 | 2018-03-12 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
| CN111333933A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-06-26 | 宝力科技(宁国)有限公司 | 一种塑胶环保透气型跑道及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443612A1 (pl) | 2023-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ghanoon et al. | Laboratory evaluation of the composition of nano-clay, nano-lime and SBS modifiers on rutting resistance of asphalt binder | |
| Yu et al. | Workability and mechanical property characterization of asphalt rubber mixtures modified with various warm mix asphalt additives | |
| Padhan et al. | Enhancement of storage stability and rheological properties of polyethylene (PE) modified asphalt using cross linking and reactive polymer based additives | |
| CN106433168B (zh) | 一种非挥发性常温改性沥青粘合剂及非挥发性常温再生沥青混合物 | |
| Attaelmanan et al. | Laboratory evaluation of HMA with high density polyethylene as a modifier | |
| Wang et al. | Recent developments in the application of chemical approaches to rubberized asphalt | |
| Singh et al. | Strength characteristics of SBS modified asphalt mixes with various aggregates | |
| US20020111401A1 (en) | Asphalt modifier, and method of producing modified asphalt and paving material | |
| KR102040532B1 (ko) | 수소가 첨가된 석유수지 및 sis를 이용한 도로 포장용 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR102077051B1 (ko) | Sis를 이용한 중온 고분자 개질 쇄석 매스틱 아스팔트 콘크리트(psma) 조성물 및 이의 시공방법 | |
| US11565972B2 (en) | Bitumen nanocomposites and uses thereof | |
| CN113563727A (zh) | 一种改性橡胶沥青及其制备方法 | |
| Shah et al. | Performance of OMMT/SBS on the rheological properties of asphalt binder | |
| KR102058680B1 (ko) | 방수성을 향상시킨 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR102052402B1 (ko) | 수소가 첨가된 석유수지 및 sis를 이용한 아스팔트 콘크리트용 바인더 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR100903652B1 (ko) | 프로필렌계 왁스로 개질된 미세 폐타이어분말의 제조방법과 개질된 미세 폐타이어분말을 이용한 개질 아스팔트의 제조방법 | |
| Donchenko et al. | The problem of road bitumen technological aging and ways to solve it: A review | |
| KR102077055B1 (ko) | Sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 이용한 중온 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| PL246210B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego | |
| EP1699876B1 (en) | Using excess levels of metal salts to improve properties when incorporating polymers in asphalt | |
| PL247711B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych dwuskładnikowym dodatkiem | |
| PL246208B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego | |
| PL246209B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku | |
| Sukkari et al. | Investigating the physical and rheological properties of date seed ash-modified asphalt binders in the UAE | |
| KR102007726B1 (ko) | Sis 및 sbs를 포함하는 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 일체형 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 시공방법 |