PL249122B1 - Method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive - Google Patents
Method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additiveInfo
- Publication number
- PL249122B1 PL249122B1 PL450677A PL45067724A PL249122B1 PL 249122 B1 PL249122 B1 PL 249122B1 PL 450677 A PL450677 A PL 450677A PL 45067724 A PL45067724 A PL 45067724A PL 249122 B1 PL249122 B1 PL 249122B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- asphalt binder
- binder
- zeolite
- mass
- Prior art date
Links
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
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2248—Oxides; Hydroxides of metals of copper
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych dodatkiem dwuskładnikowym mineralno-tlenkowym, w którym który składnikiem jest zeolit naturalny lub syntetyczny, który polega na tym, że miesza się zeolit naturalny lub syntetyczny z tlenkiem miedzi w postaci nanocząstek w proporcji masowej od 20:1 do 10:1 i dodaje się powstałą mieszaninę do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 4% do 6% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego oraz miesza się w temperaturze od 150°C do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 5 do 20 min.The subject of the application is a method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive, in which one component is natural or synthetic zeolite, which consists in mixing natural or synthetic zeolite with copper oxide in the form of nanoparticles in a mass ratio of 20:1 to 10:1 and adding the resulting mixture to a liquefied asphalt binder in an amount of 4% to 6% in relation to the mass of the asphalt binder and mixing at a temperature of 150°C to 180°C until a homogeneous mixture is obtained for a time of 5 to 20 minutes.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych dodatkiem dwuskładnikowym mineralno-tlenkowym, umożliwiający poprawę procesu spieniania lepiszczy asfaltowych, poprawę przyczepności spienionego lepiszcza asfaltowego do kruszyw oraz zwiększającego odporność lepiszczy asfaltowych na działanie soli odladzających i zmniejszenie potrzeb remontowych nawierzchni drogowych.The subject of the invention is a method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive, enabling the improvement of the foaming process of asphalt binders, improving the adhesion of foamed asphalt binder to aggregates and increasing the resistance of asphalt binders to the action of de-icing salts and reducing the need for road surface repairs.
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 są 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.Several methods for modifying asphalt binders are known. According to the article by Bhupendra Singh and Praveen Kumar, "Effect of polymer modification on the aging properties of asphalt binders: Chemical and morphological investigation," the most popular elastomers and plastomers used to modify asphalt binder surfaces are styrene-butadiene-styrene (SBS) and ethylene-vinyl acetate (EVA). Modification of asphalt binders with synthetic polymers results in increased resistance of the resulting asphalt to high and low temperatures and increased fatigue life of the asphalt surface constructed using the modified asphalt.
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 mL40 mL roztworu kwasu fluorowodorowego o udziale masowym 40%-50% wlewa się do pojemnika, następnie dodaje się 1,5-3 g proszku prekursora Ti3AIC2, 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 3040 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 5-10g/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.Patent description CN114806195A describes a method for obtaining polymer-modified asphalt. The modified asphalt contains 90-100 parts of asphalt, 6-12 parts of naphthenic oil, 1-3 parts of Ti3C2MXene, 3-5 parts of nanotitanium dioxide, 3-5 parts of 1,4-butanediol diglycidyl ether, and 6-12 parts of an SBS/SEBS mixture. Method for obtaining modified asphalt: 25 mL of 40 mL of hydrofluoric acid solution with a mass fraction of 40%-50% is poured into a container, then 1.5-3 g of Ti3AIC2 precursor powder is added, and the resulting mixture is kept in an ice bath for 10-20 min. The mixture is then stirred at 50-70°C and 600-800 rad/min for 30-40 h and placed in a centrifuge and centrifuged at 3000-4500 rad/min for 10-20 min. The supernatant is then poured off, the reaction solution is washed and filtered with suction. Rinsing is repeated several times until the pH of the supernatant is 5-6. The resulting Ti3C2MXene product is placed in a vacuum dryer at 40-80°C. 2) 90-100 parts of asphalt are heated to completely remove moisture and bring it to a molten and flowable state, and 6-12 parts of naphthenic oil are added. Then 1-3 parts of Ti3C2MXene, 3-5 parts of nanotitanium dioxide, 3-5 parts of 1,4-butanediol diglycidyl ether are added and mixed, then the obtained mixture is heated to 130-160°C using a shear mixer, 6-12 parts of the SBS/SEBS mixture are slowly added at a speed of 5-10g/min and mixed at a speed of 500-1000 r/min, then the shear temperature is raised to 3500-6500 r/min and the temperature is maintained until full shear swelling for 1-1.5 h. The obtained modified asphalt can be produced at low temperature, is resistant to thermal oxidation and to ultraviolet aging.
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. Niniejszy wynalazek ma na celu dostarczenie kompozycji materiałów, w których nie występuje rozdzielanie i które mają lepsze właściwości mechaniczne, np. elastyczność.The invention presented in patent description US2022306865A1 discloses a method for modifying asphalt with polymers, wherein one or more styrene-butadiene copolymers, optionally dissolved in oil, are mixed with bitumen at a temperature of at least 150°C and then with dialkyl polysulfides. Asphalt modified with the polymers of the invention exhibits improved elastic recovery and very low deformability. The present invention aims to provide material compositions that do not separate and have improved mechanical properties, e.g., flexibility.
Wynalazek przedstawiony w opisie patentowym GB1272112A ujawnia kompozyt asfaltowy zawierający asfalt, jeden lub więcej polimerów olefinowych wybranych spośród homopolimerów etylenu, propylenu i butylenu oraz kopolimerów etylenu z innymi etylenowo nienasyconymi monomerami, oraz jedną lub więcej substancji zasadowych wybranych spośród tlenków, wodorotlenków, siarczków, węglanów i krzemianów metali z grup IA i IIA układu okresowego Mendelejewa, soli metali alkalicznych i soli metali ziem alkalicznych kwasów organicznych mających od 2 do 30 atomów węgla, zasad azotowych, wodorowęglanu amonu i polisulfidu amonu oraz siarki. Kompozyt uzyskany według wynalazku jest odporny rozdzielanie i ma lepsze właściwości mechaniczne.The invention set forth in patent specification GB1272112A discloses an asphalt composite comprising asphalt, one or more olefin polymers selected from homopolymers of ethylene, propylene and butylene and copolymers of ethylene with other ethylenically unsaturated monomers, and one or more basic substances selected from oxides, hydroxides, sulfides, carbonates and silicates of metals of groups IA and IIA of Mendeleev's periodic table, alkali metal salts and alkaline earth metal salts of organic acids having from 2 to 30 carbon atoms, nitrogen bases, ammonium bicarbonate and ammonium polysulfide, and sulfur. The composite obtained according to the invention is resistant to separation and has improved mechanical properties.
Z opisu patentowego DE1951599A1 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.Patent DE1951599A1 describes a binder with excellent adhesion properties, particularly for stone fillers. It consists of a mixture of distillation asphalt with very good adhesion properties but relatively high penetration, and oxidatively blown asphalt. This material retains its plasticity in winter conditions, is resistant to de-icing salt compositions, and is resistant to studded tires.
Z publikacji N Zali z zespołem, 2022, Properties of stone mastic asphalt incorporating nano titanium as binder’s modifier. Archives of Civil Engineering, Vol. LXVII, Issue 1, pp. 653-666, znane jest zastosowanie nanotytanu jako modyfikatora asfaltu w celu poprawy właściwości mechanicznych takich jak: moduł sprężystości oraz odporność na wilgoć.According to the publication by N Zali et al., 2022, Properties of stone mastic asphalt incorporating nano titanium as a binder’s modifier. Archives of Civil Engineering, Vol. LXVII, Issue 1, pp. 653-666, the use of nano titanium as an asphalt modifier is known to improve mechanical properties such as modulus of elasticity and moisture resistance.
Z publikacji H. Rondón-Quintana, J. Ruge-Cardenas, C. Zafra-Mejia, The Use of Zinc Oxide in Asphalts: Review, wiadomo, że tlenek cyklu może być stosowany jako modyfikator asfaltu. Mikrocząstki ZnO zwiększają odporność lepiszcza asfaltowego na starzenie, głównie na promieniowanie ultrafioletowe. Asfalt modyfikowany tlenkiem cynku ma tendencję do zwiększania odporności na koleinowanie i przyczepności do kruszyw, poprawiając odporność na uszkodzenia spowodowane wilgocią.According to the publication by H. Rondón-Quintana, J. Ruge-Cardenas, and C. Zafra-Mejia, "The Use of Zinc Oxide in Asphalts: A Review," zinc oxide can be used as an asphalt modifier. ZnO microparticles increase the aging resistance of asphalt binders, primarily to ultraviolet radiation. Zinc oxide-modified asphalt tends to increase rutting resistance and adhesion to aggregates, improving resistance to moisture damage.
Z publikacji S. Karahancer, 2019, Investigating the performance of cuprous oxide nano particie modified asphalt binder and hot mix asphalt, Construction and Building Materials, Vol. 212, p. 698-706 wiadomo, że modyfikacja asfaltu 1,5% dodatkiem nanocząstek tlenku miedzi wpływa na poprawę właściwości reologicznych zmodyfikowanego asfaltu w niskich i wysokich temperaturach.From the publication by S. Karahancer, 2019, Investigating the performance of cuprous oxide nano particle modified asphalt binder and hot mix asphalt, Construction and Building Materials, Vol. 212, pp. 698-706, it is known that modification of asphalt with 1.5% addition of copper oxide nanoparticles improves the rheological properties of the modified asphalt at low and high temperatures.
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 doda tki 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”.From the publication by Woszuk A., Franus W. 2017 A review of the application of zeolite materials in Warm Mix Asphalt technologies. Applied sciences, 7, 293, it is known that zeolites are used as water-containing additives to foam asphalt and lower the production and compaction temperature of mineral-asphalt mixtures, abbreviated as MMA, from 15 to 40°C, resulting in the so-called "warm mix asphalt."
Z publikacji Woszuk A., Zofka A., Bandura L, Franus W. 2017, Effect of zeolite properties on asphalt foaming. Construction and Building Materials, 139, 247-255, wiadomo że w celu poprawy efektu spienienia asfaltu poprzez dodatek zeolitów, można materiały zeolitowe aktywować wodą poprzez ich nasączenie.From the publication by Woszuk A., Zofka A., Bandura L, Franus W. 2017, Effect of zeolite properties on asphalt foaming. Construction and Building Materials, 139, 247-255, it is known that in order to improve the effect of asphalt foaming through the addition of zeolites, zeolite materials can be activated by water by soaking them.
Z opisu patentowego nr PL230907B1 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.Patent description No. PL230907B1 describes a method for foaming asphalt in which a mixture of zeolite and water in an amount of 2% to 10% by weight of the asphalt is added to hot asphalt at a temperature of 145°C to 180°C and mixed until the asphalt begins to foam. The foamed asphalt is then added to a mineral mixture at a temperature of 115°C to 140°C and mixed until the aggregate is completely surrounded by the asphalt. The resulting mineral-asphalt mixture is conditioned and compacted at a temperature of 105°C-130°C.
Z publikacji F. Wang, X. Qin, W. Pang, W. Wang 2021 Performance Deterioration of Asphalt Mixture under Chloride Salt Erosion. Materials, 14(12):3339, wiadomo, że chlorek soli pogarsza właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych takie jak deformacja sprężysta, deformacja trwała oraz odporność na spękania w niskich temperaturach.From the publication by F. Wang, X. Qin, W. Pang, W. Wang 2021 Performance Deterioration of Asphalt Mixture under Chloride Salt Erosion. Materials, 14(12):3339, it is known that salt chloride deteriorates the properties of asphalt mixtures such as elastic deformation, permanent deformation and resistance to cracking at low temperatures.
Celem wynalazku jest zwiększenie współczynnika ekspansji piany asfaltowej uzyskanej w końcowej fazie modyfikacji asfaltu.The aim of the invention is to increase the expansion coefficient of the asphalt foam obtained in the final phase of asphalt modification.
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych dodatkiem dwuskładnikowym mineralno-tlenkowym, w którym składnikiem jest zeolit naturalny lub syntetyczny. Jego istotą jest to, że miesza się zeolit naturalny lub syntetyczny z tlenkiem miedzi w postaci nanocząstek w proporcji masowej od 20:1 do 10:1 i dodaje się powstałą mieszaninę do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 4% do 6% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego oraz miesza się w temperaturze od 150°C do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 5 do 20 min.The invention is a method for modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive, in which the component is natural or synthetic zeolite. The process involves mixing natural or synthetic zeolite with copper oxide nanoparticles in a mass ratio of 20:1 to 10:1. The resulting mixture is added to a liquefied asphalt binder in an amount of 4% to 6% by weight of the asphalt binder. Mixing takes place at a temperature of 150°C to 180°C until a homogeneous mixture is obtained, for a period of 5 to 20 minutes.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest zwiększenie współczynnika ekspansji piany asfaltowej uzyskanej w końcowej fazie modyfikacji lepiszcza asfaltowego, w wyniku wprowadzenia atomów tlenu o ujemnym ładunku cząstkowym, który umożliwia wyższą aktywację wodą. Efektem tego jest obniżenie temperatury produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych. 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. Ponadto, korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie zmian strukturalnych lepiszczy asfaltowych modyfikowanych mineralno-tlenkowym dodatkiem prowadzących do zmiany oddziaływań występujących pomiędzy nimi. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest poprawa przyczepności lepiszcza asfaltowego do kruszywa poprzez utworzenie silnych wiązań międzycząsteczkowych pomiędzy górną warstwą atomową kruszywa mineralnego a atomami nanocząstek dodatku mineralno-tlenkowego, co wpływa na poprawę odporności na działanie wody i mrozu mieszanek mineralno-asfaltowych. Kolejną zaletą jest ograniczenie wprowadzania zakwaszonych roztworów do środowiska naturalnego negatywnie wpływających na faunę i florę.A beneficial effect of the invention is an increase in the expansion coefficient of the asphalt foam obtained in the final stage of asphalt binder modification, resulting from the introduction of oxygen atoms with a negative partial charge, which enables higher water activation. This results in a lower production temperature of asphalt mixtures. A beneficial effect of the invention is limiting the introduction of chlorine atoms into the structures of modified asphalt binder components through substitution reactions. This increases the resistance of asphalt binders to the destructive effects of de-icing salts used during the autumn and winter seasons. Furthermore, a beneficial effect of the invention is limiting the structural changes in asphalt binders modified with a mineral-oxide additive, which leads to changes in the interactions between them. Another beneficial effect of the invention is the improved adhesion of the asphalt binder to the aggregate by creating strong intermolecular bonds between the upper atomic layer of the mineral aggregate and the nanoparticles of the mineral-oxide additive, which improves the water and frost resistance of the asphalt mixtures. Another advantage is the reduction of the release of acidified solutions into the natural environment, which negatively impacts fauna and flora.
PrzykładyExamples
Nanotlenek miedzi (CuO) o czystości min. 99%, charakteryzujących się wg danych producenta US Research Nanomaterials średnią wielkością cząstek 80 nm wyznaczoną metodą dyfrakcji laserowej w ilości mm wymieszano 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, stanowiącej Pa procent masy lepiszcza asfaltowego, dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 o masie ma rozgranego do temperatury T1 i mieszano przez czas t1 w temperaturze T1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Dla tej mieszaniny określono efektywność procesu spieniania na podstawie wyznaczonego współczynnika ekspansji We oraz czas półtrwania t½. Następnie dla uzyskanego spienionego modyfikowanego lepiszcza asfaltowego wykonano badania przyczepności do kruszyw mineralnych zgodnie z normą wg PN-EN 12697-11 (metoda A) i określono stopień pokrycia ziaren kruszywa wapiennego lepiszczem asfaltowym modyfikowanym Pw oraz stopień pokrycia ziaren kruszywa granodiorytowego lepiszczem asfaltowym modyfikowanym Pg. Następnie przygotowano próbkę o masie mp1., po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. i przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pHg 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), 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 badania przyczepności lepiszczy niemodyfikowanych do kruszyw mineralnych oraz wykonano 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 T1 i wykonano badania przyczepności do kruszyw mineralnych zgodnie z normą PN-EN 12697-11 (metoda A) i określono stopień pokrycia ziaren kruszywa wapiennego lepiszczem asfaltowym niemodyfikowanym Pw oraz stopień pokrycia ziaren kruszywa granodiorytowego lepiszczem asfaltowym niemodyfikowanym Pg. Następnie przygotowano próbkę o masie mp1., po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. i przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pHg 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 lepiszcza asfaltowego ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (Ich2-oh), oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych niemodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 2.Nanocopper oxide (CuO) of at least 99% purity, characterized according to the manufacturer US Research Nanomaterials by an average particle size of 80 nm determined by laser diffraction in an amount of m m was mixed for a time tm with zeolite z with a specific surface area Fz tested in accordance with ISO 9277:2010, mesopore area Xz tested in accordance with ISO 9277:2010 and mesopore volume Yz tested in accordance with ISO 9277:2010 in an amount of mz. The obtained mixture in an amount of mm, constituting Pa percent of the mass of asphalt binder, was added to an As-type asphalt binder with penetration Pen tested in accordance with PN-EN 1426:2009 and a mass of m m m heated to temperature T1 and mixed for a time t1 at temperature T1 until a homogeneous mixture was obtained. For this mixture, the foaming efficiency was determined based on the determined expansion coefficient We and half-life t½. Next, adhesion tests were performed for the obtained foamed modified asphalt binder to mineral aggregates in accordance with the PN-EN 12697-11 standard (method A), and the degree of coverage of limestone aggregate grains with modified asphalt binder Pw and the degree of coverage of granodiorite aggregate grains with modified asphalt binder Pg were determined. A sample weighing mp1 was then prepared, left at ambient temperature for 24 hours, and salt erosion was performed with a 10% solution A with an initial pHg for 7 days. Salt erosion was simulated for asphalt binder samples weighing mp1. After this time, the pH of the erodible solution (pH1) was measured, and the difference in ApH of the eroded solution was determined and converted to a unit of mass of eroded asphalt binder (ApH/m3). Then, FTIR spectra were recorded, the areas of all peaks were determined and the carbonyl (Ic=o), hydroxyl (Ich2-oh), and chloride (Ic-ci) indices were calculated. The individual components and parameters for the individual modified asphalt binders are presented in Table 1. In order to compare the results of the tests carried out using the invention with the results of tests for unmodified asphalt binders according to the invention, adhesion tests of unmodified binders to mineral aggregates were carried out and salt erosion simulation was performed in accordance with the following procedure No. 1: Asphalt binder type As with penetration Pen tested in accordance with the PN-EN 1426:2009 standard was heated to temperature T1 and adhesion tests were performed with mineral aggregates in accordance with the PN-EN 12697-11 standard (method A) and the degree of covering of limestone aggregate grains with unmodified asphalt binder Pw and the degree of covering of granodiorite aggregate grains with unmodified asphalt binder Pg were determined. Then, a sample with a mass of mp1 was prepared and left at ambient temperature for 24 hours. and salt erosion was carried out with a 10% solution A with an initial pHg for a period of 7 days. After this time, the pH of the erodible solution (pH1) was measured, and the difference in ApH of the eroded solution was determined and converted to a unit mass of eroded asphalt binder (ApH/m). FTIR spectra were then recorded, the area of all peaks was determined, and the carbonyl (Ic=o), hydroxyl (Ich2-oh), and chloride (Ic-ci) indices were calculated. The individual components and parameters for the individual unmodified asphalt binders are presented in Table 2.
W celu skonfrontowania wyników przeprowadzonych badań z zastosowaniem wynalazku z wynikami badań dla lepiszczy asfaltowych spienionych zeolitami naturalnymi lub syntetycznymi zrealizowano badania efektywności procesu spieniania, badania przyczepności lepiszczy spienionych zeolitami do kruszyw mineralnych oraz wykonano symulację erozji solnej zgodnie z poniższą procedurą nr 2: Zeolit 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 wymieszano z wodą w ilości procentowej mw. w stosunku do masy suchego zeolitu. Uzyskaną mieszaninę w ilości mm dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 i mieszano przez czas t1 w temperaturze T1. Dla tej mieszaniny określono efektywność procesu spieniania na podstawie wyznaczonego współczynnika ekspansji We oraz czas półtrwania t½. Następnie dla uzyskanego spienionego lepiszcza asfaltowego wykonano badania przyczepności do kruszyw mineralnych zgodnie z normą wg PN-EN 12697-11 (metoda A) i określono stopień pokrycia ziaren kruszywa wapiennego lepiszczem asfaltowym niemodyfikowanym Pw oraz stopień pokrycia ziaren kruszywa granodiorytowego lepiszczem asfaltowym niemodyfikowanym Pg. Następnie przygotowano próbkę o masie mp1., po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. i przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pHg 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 lepiszcza asfaltowego ApH/m. NastępnieIn order to compare the results of the research conducted using the invention with the results of research on asphalt binders foamed with natural or synthetic zeolites, tests were carried out on the effectiveness of the foaming process, adhesion tests of zeolite-foamed binders to mineral aggregates, and a salt erosion simulation was performed according to the following procedure No. 2: Zeolite z with a specific surface area Fz tested in accordance with ISO 9277:2010, mesopore area Xz tested in accordance with ISO 9277:2010, and mesopore volume Yz tested in accordance with ISO 9277:2010 in an amount of mz was mixed with water in an amount of mw percentage of the dry zeolite mass. The resulting mixture in an amount of mm was added to an As type asphalt binder with penetration Pen tested in accordance with PN-EN 1426:2009 and mixed for time t1 at temperature T1. For this mixture, the foaming process efficiency was determined based on the determined expansion coefficient We and half-life t½. Next, adhesion tests were performed for the obtained foamed asphalt binder to mineral aggregates in accordance with the PN-EN 12697-11 standard (method A), and the degree of coverage of limestone aggregate grains with unmodified asphalt binder Pw and the degree of coverage of granodiorite aggregate grains with unmodified asphalt binder Pg were determined. A sample weighing mp1 was then prepared, left at ambient temperature for 24 hours, and salt erosion was carried out with a 10% solution A with an initial pHg for 7 days. After this time, the pH of the eroded solution was measured, and the difference ApH of the eroded solution was determined and converted to a unit of mass of eroded asphalt binder ApH/m.
PL 249122 Β1 zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (lc=o), hydroksylowy (Ich2-oh), oraz chlorkowy (lc-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych lepiszczy asfaltowych spienionych przedstawiono w tabeli 3.PL 249122 Β1, FTIR spectra were recorded, the surface areas of all peaks were determined, and the carbonyl (lc=o), hydroxyl (Ich2-oh), and chloride (lc-ci) indices were calculated. The individual components and parameters for the individual foamed asphalt binders are presented in Table 3.
Tabela 1. Dane dotyczące przykładu 1 i 2 otrzymywania zmodyfikowanego lepiszcza asfaltowegoTable 1. Data for Examples 1 and 2 of obtaining a modified asphalt binder
PL 249122 Β1PL 249122 Β1
Tabela 2. Dane dotyczące badania przyczepności oraz symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanychTable 2. Data on adhesion testing and salt erosion simulation for unmodified asphalt binders
Tabela 3. Dane dotyczące badań efektywności procesu spieniania, badań przyczepności oraz symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych spienionych zeolitami nasączonymi wodą według procedury 2Table 3. Data on the foaming process efficiency tests, adhesion tests and salt erosion simulations for asphalt binders foamed with zeolites soaked in water according to procedure 2
PL 249122 Β1PL 249122 Β1
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL450677A PL249122B1 (en) | 2024-12-23 | 2024-12-23 | Method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL450677A PL249122B1 (en) | 2024-12-23 | 2024-12-23 | Method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL450677A1 PL450677A1 (en) | 2025-07-14 |
| PL249122B1 true PL249122B1 (en) | 2026-03-02 |
Family
ID=96344869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL450677A PL249122B1 (en) | 2024-12-23 | 2024-12-23 | Method of modifying asphalt binders with a two-component mineral-oxide additive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249122B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102678042B1 (en) * | 2024-04-18 | 2024-06-25 | 주식회사 큐맥스 | Modified-Asphalt Concrete Composition and Constructing Methods Using Thereof |
| KR102696199B1 (en) * | 2024-06-03 | 2024-08-19 | 주식회사 베스톤건설 | Asphalt Concrete Composition for Paving Bridge Comprising SBS and LDPE and Constructing Methods Using Thereof |
-
2024
- 2024-12-23 PL PL450677A patent/PL249122B1/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102678042B1 (en) * | 2024-04-18 | 2024-06-25 | 주식회사 큐맥스 | Modified-Asphalt Concrete Composition and Constructing Methods Using Thereof |
| KR102696199B1 (en) * | 2024-06-03 | 2024-08-19 | 주식회사 베스톤건설 | Asphalt Concrete Composition for Paving Bridge Comprising SBS and LDPE and Constructing Methods Using Thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL450677A1 (en) | 2025-07-14 |
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 | |
| CA2704982C (en) | Polyphosphate modifier for warm asphalt applications | |
| DE602005006287T2 (en) | SOLUBLE RESISTANT ASPHALT TRAILING MATERIAL AND METHOD | |
| Yusoff et al. | The effects of moisture susceptibility and ageing conditions on nano-silica/polymer-modified asphalt mixtures | |
| Jin et al. | Structure characteristics of organic bentonite and the effects on rheological and aging properties of asphalt | |
| Fakhri et al. | Comparison of fatigue resistance of HMA and WMA mixtures modified by SBS | |
| JP7245830B2 (en) | Additive composition for bitumen conglomerates with high mechanical performance | |
| KR102621773B1 (en) | Middle Temperature Modified-Asphalt Concrete Compositions Using Stylene Butadien Stylene and Constructing Methods Using Thereof | |
| JP2005536605A (en) | Paving binder and manufacturing method | |
| WO2025222191A2 (en) | Low-carbon, carbon-neutral, and carbon-negative asphalt composites using functionalized biochar | |
| Oldham et al. | A bottom-up approach to study the moisture susceptibility of bio-modified asphalt | |
| Gul et al. | Evaluation of various factors affecting mix design of sulfur-extended asphalt mixes | |
| US20220127461A1 (en) | Aragonite Uses | |
| KR102058674B1 (en) | Modified-Asphalt Concrete Composition and Constructing Methods Using Thereof | |
| Deepa et al. | An overview of use of nanoadditives in enhancing the properties of pavement construction binder bitumen | |
| ES2329803T3 (en) | USE OF EXCESS LEVELS OF METAL SALTS TO IMPROVE PROPERTIES WHEN POLYMERS ARE INCORPORATED IN ASPHALT. | |
| Roshan et al. | Laboratory Investigation of Micronized Lomashell Powder Effects on Asphalt Binder and Mix Performance. | |
| Jaafar et al. | Evaluation of reclaimed asphalt mixtures modified by nanoclay powder on moisture damage | |
| Sukkari et al. | Investigating the physical and rheological properties of date seed ash-modified asphalt binders in the UAE | |
| Hettiarachchi et al. | Handbook of asphalt technology | |
| Ibrahim et al. | Some mechanical properties of cold bitumen emulsion mixes improved by geopolymer | |
| PL443612A1 (en) | Method of modifying asphalt binders with an organic-mineral additive | |
| PL246209B1 (en) | Method of modifying asphalt binders using a two-component additive | |
| PL246208B1 (en) | Method of modifying asphalt binders using a two-component additive | |
| Tavandashti et al. | Rheological behaviour and rutting resistance of asphalt modified with SBS and nano-silica |