DE69201491T2 - Wiederverwendeter Kautschuk in mit Polymeren modifiziertem Asphalt und Verfahren zur Herstellung. - Google Patents
Wiederverwendeter Kautschuk in mit Polymeren modifiziertem Asphalt und Verfahren zur Herstellung.Info
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf eine Komposition und eine Methode Asphalt herzustellen, die verbesserte Leistungscharakteristiken hat. Im besonderen bezieht sich diese Erfindung auf eine Pflaster-Komposition welche wiederverwertete Gummi-Krume in einem Polymer modifizierten Asphalt enthält und einer Methode die Pflasterkomposition herzustellen.
- Asphalt ist das hauptsächlich gebrauchte Material zur Herstellung von Strassen. Eine Standard Asphalt- Mischung enthält gewöhnlich ungefähr 94 % gradiertes Aggregat und 6 % Asphalt Zement. Die Standard Mischung ist anfällig für Zerfurchung und Risse. Während die Standard Mischung anfänglich niedriger in Kosten ist, hat sie hohe Unterhalts = kosten und enthält kein wiederverwertetes Material.
- Viele Versuche sind unternommen worden, um die Abnutzungs= eigenschaften der Strassen zu verbessern. Materiale sowie Polyethylen Glas, Sand und Drywall sind dem Asphalt beigefügt worden, um die Eigenschaften zu verbessern. Der Gebrauch von diesen Materialien und ihre Unwirksamkeit ist weithin bekannt und dokumentiert.
- Vorhergehende Versuche sind daran gescheitert zu unterscheiden zwischen den Problemen, welche verbunden sind mit Zerfurchung, Duktilität, Dehnungskraft, Elastizität und Adhäsion, verweisend als auf den Polymer sich beziehende Eigenschaften, und auf die Probleme verbunden mit Nachverdichtungszerfurchung und Dauerhaftigkeit verweisend als sich auf das Aggregat beziehend.
- Styren Butadien Gummi Latex (SBR) ist dem Asphalt für den Stassenbau beigefügt worden. Eine Polymer modifizierte Mischung enthält im allgemeinen ungefähr 94 % gradiertes Aggregat, 5.76 % Asphalt Zement und 0,24 % Polymer, entweder SBR oder ein equivalenter Polymer so wie die Polymer erhältlich unter dem Handelsnamen Kraton SBS, Styreif SBS, Goodrich und BASF SBR und Dupont EVA.
- Die Zufügung von SBR zu dem Asphalt ergibt eine verbesserte Reisswiederstandsfähigkeit und Hitze - Zerfurchungswiederstand gegenüber der Standard Asphaltmischung. Wie auch immer die Zufügung von SBR hat nicht einen bedeutsamen Effekt auf des Polymer modifizierten Asphalts Fähigkeiten Nachverdichtungs-Zerfurchung zu wiederstehen. Ferner obgleich der Polymer modifizierte Asphalt niedrig in Unterhaltungskosten ist, ist er teuer herzustellen und enthält keinerlei wiederverwertetes Material.
- Versuche, Gummi der Standard Asphalt Mischung zuzufügen, sind gemacht worden. Eine Gummi modifizierte Mischung enthält im allgemeinen ungefähr 90 % gradiertes Aggregat, 7 % Asphalt Zement und 3 % Gummi.
- Der Gummi modifizierte Asphalt enthält wiederverwendetes Material und hat gute Nachverdichtungseigenschaften. Gleichwohl in der Praxis versagt der Gummi modifizierte Asphalt häufig, hat ein hohes Mass an Unterhalt weil er schlechte Aggregat Adhäsion, dürftige Hitze = zerfurchung - und schlechte Reiss-Wiederstandsmerkmale aufweist.
- Die Zufügung von Gummi zu Asphalt ist nicht zufriedenstellend gewesen, weil drei Hauptnachteile im Gebrauch von Gummi in Asphalt auftreten. Erstens feiner Gummi schmilzt während des Prozesses, vermindernd seine gewünschten Aggregat verbessernden Eigenschaften. Zweitens, poröser Gummi absorbiert den Asphalt Zement also reduziert die Asphalt Eigenschaft das Aggregat zu binden.Drittens, wenn die Gummiteilchen zu gross sind kann das Verarbeiten des Asphalts schwierig sein.
- Traditionell ist Asphalt hergestellt indem man die Komponenten erhitzt und vermischt, um eine Masse zu formen,welche auf die Strassenoberfläche abgelagert werden kann zur Kompaktion. Wie auch immer die blosse Zufügung von Gummi zu einem Polymer modifizierten Asphalt, die traditionelle Methode gebrauchend, ergibt keine geeigneten Resultate.
- Die Nachteile der früheren Weise können überwunden werden vermittels man dem Polymer modifizierten Asphalt eine gradierte Gummi Krume zufügt. Imbesonderen die Nachteile der früheren Weise können überwunden werden indem man eine Pflasterkomposition verwendet, die gradiertes Aggregat, Asphalt Zement, Polymer und gradierte wiederverwertete Gummi Krume enthält.
- Es ist auch wünschenswert einen Polymer modifizierten Asphalt herzustellen, der eine wiedverwertete Gummi Krume enthält, indem man eine Zusammensetzung von Asphalt und Polymer vorbereitet und erhitzt, zu dieser Zusammensetzung eine gradierte wiederverwendete Gummi Krume zufügt und mischt vor der Ablagerung der Pflasterkomposition auf die Strassenoberfläche zur Kompaktion als Pflasterung.
- Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist eine Komposition geliefert, enthaltend zwischen 89 % - 93 % gradiertes Aggregat, 5.76 % Asphalt Zement, 0,24 % Polymer und 1 % - 5 % gradierte wiederverwendete Gummi Krume.
- Gemäss einem anderen Aspekt der Erfindung, ist eine Methode geliefert um die Pflaster - Komposition der gegenwärtigen Erfindung herzustellen, folgende Schritte enthaltend.
- Eine Asphaltmischung vorbereiten bestehend aus Asphalt Zement und einem passenden Polymer.
- Die Asphaltmischung erhitzen und auf einer vorbestimmten Temperatur beibehalten,
- Bereitung einer Aggragatmischung bestehend aus grobem Kies, feinem Kies und Sand,
- Diese Aggregatmischung auch erhitzen und diese Mischung auf einer vorbestimmten Temperatur beibehalten,
- Die zwei Mischungen vermengen um eine halbflüssige Mischung zu bekommen,
- VOR der Anwendung auf der Strassenoberfläche die gradierte wiederverwendete Gummi Krume zu dieser Mischung zu fügen.
- Wiederverwendete Gummi Krume kann gradiert werden, gemäss der Grösse der Gummiteilchen, ihrer Form und ihres Types. Für die gegenwärtige Erfindung hält man folgende Typen und Formen für geeignet:
- Ambient/Amorph
- Cryogenic/Scharf,Quadratisch
- Thermo-Reibung/Rund
- Buffins/Länglich
- Der Gummi ist wieder erhalten von Wiederverwendungsquellen, so wle weggeworfene Autoreifen, und er ist wieder verarbeitet worden um eine Gummi Krume zu produzieren. Die Gummi Krumen werden dann gesiebt um je nach Siebgrösse zu klassieren.
- Die Grösse der Gummi Krume, weiche geeignet ist für die gegenwärtige Erfindung ist von 2 bis 100 Mesh. Mit den besten Resultaten war erfahrungsgemäss die feinere wiederverwendete Gummi Krume mit einer Grösse zwischen 10 bis 20 Mesh.
- Die Eigenschaften, welche bei jedem der obigen Beispiele der Gummi Krume dargestellt sind, zeigen, dass die Oberflächen der Krume sauber und frei von Fransen sind.Während des Prozesses schmelzen die Fransen auf der Oberfläche, dadurch wird die Effektivität der Gummizugabe zu dem Polymer modifizierten Asphalt eingeschränkt. Deshalb wurde jegliche Gummi Krume, welche eine substantielle glatte Oberfläche nach der Produktion hat für die gegenwärtige Erfindung geeignet sein.
- Die Menge der Gummi Krume in der Pflaster Komposition der vorhandenen Erfindung kann zwischen 0,5 % bis 7% nach Gewicht sein. Die meist verbesserten Eigenschaften gegenüber Standart Asphalt sind zwischen 1% bis 5% gefunden worden.
- Der wiederverwendete Gummi kann einen Kohlenstoff-Faser Komponenten enthalten.Solch wiederwerwendeter Gummi würde brauchbar sein um in die Asphaltmischung einzubeziehen, vorausgesetzt, dass die Kohlenstoff- Fasern nicht kräuseln oder flausching sind.
- Asphalt ist traditionell vorbereitet gewesen indem man die Komponenten erhitzt und gemengt hat, um eine Mischung zu formen, welche auf die Strassenoberfläche zur Kompaktion abgelagert werden kann. Wie auch immer, der auf traditionelle Weise gemachte Asphalt liefert keine geeigneten Resultate fur die gegenwärtige Erfindung. Wenn die Mischung und der Gummi zusammen erhitzt sind wird der Gummi schmelzen und die Neigung haben sich mit dem Asphalt Zement zu verbinden und nicht mit den Aggregaten, verursachend, dass die Aggregate sich aus der Mischung lösen.
- Die Asphalt Komposition der gegenwärtigen Erfindung ist hergestellt indem man erst eine Polymer modifizierten Asphalt Mischung vorbereitet, vorherbestimmte Mengen Asphalt Zement und einen passenden SBR Polymer mischt, und indem man eine Aggregat Mischung von grobem Kies, feinem Kies und Sand vorbereitet. Der bevorzugte Polymer modifizierte Asphalt enthält 4% bis 8% Asphalt Zement nach Gewicht, 86,5% bis 93% gradiertes Aggregat und 0,1% bis 0,5% SBR.
- Es muss betont werden, dass bei Gebrauch von anderen Typen von Polymer ähnliche Resultate erzielt werden können. Chemischer Aquivalente von SBR können mit geeigneten Resultaten gebraucht werden. Diese Aqivalente sind unter verschiedenen Warenzeichen erhältlich, einbeziehend Kraton SBS, Styrelf SBS, Goodrich and BASF SBR and Dupont EVA. Weitere, kürzliche Entwicklungen in modifiziertem Asphalt Zement sind in der Kanadischen Patent Applikation No. 2,019,160 Juni 18 1991 publiziert worden, und deshalb ist die gegenwärtige Erfindung nicht mit einem speziellen Typ Polymer begrenzt.
- Die Asphalt Polymer modifizierte Mischung und die Aggregat Mischung sind erhitzt und auf einer vorher bestimmten Temperatur erhalten, und dann zusammen gemengt, um eine Mischung zu formen. Eine Menge von wiederverwerteter Gummi Krume ist dazu gefügt und vermengt mit dieser Mischung vor der Anwendung für die Pflasterung, Kompaktion und Trocknung.
- Die gradierte wiederverwendete Gummi Krume its ohne Erhitzung zu dem Polymer modifizierten Asphalt hinzugefügt. Diese sich ergebende Pflaster Komposition ist dann sofort zu der Strassenbaustelle geliefert, wo sie abgelagert und ausgebreitet wird um die zu pflasternde Bodenfläche zu bedecken. Die Komposition ist dann kompaktet um eine Strassendecke zu formen.
- In den meisten Fällen wird der Gummi sich nicht gegenügend erhitzt haben zu schmelzen und sich mit dem Asphalt Zement zu verbinden. Wenn die Wartezeit, wo die Pflaster Komposition steht während sie erhitzt wird, die normale Trockenzeit von dem Polymer modifizierten Asphalt überschreitet, dann sollte man am Ort mischen, um die Zeit zwischen dem Zufügen des Gummis und der Zeit des Ausstreichens und Kompaktierens zu verringern.
- Die Erfindung kann am besten an folgenden Beispiel beschrieben werden.
- Ein Asphalt Muster wurde gemacht, kommerzielle erhältliche Materialien gebrauchend. Das Muster wurde gemacht, gebrauchend 60.14 gr AC 20 Asphalt Zement, erhitzt bis zu einer Temperatur von 160 C, ge= mengt mit 1,86 gr von BASF Butonal NS 175 Polymer und dann wieder erhitzt auf 160 C. Ein Aggregat enthaltend 713,42 gr groben Kies, 143,60 gr feinen Kies und 60,98 gr von C 109 Silica Sand wurde ge= mischt und erhitzt auf 160 C.
- Wenn beide Mischungen die vorherbestimmte Temperatur erreichten wurde das gradierte Aggregat und der polymerisierte Asphalt zusammen vermengt um eine einheitliche Mischung zu formen. Die Mischung wurde von einer Temperatur um die 100 C bis auf ungefähr 160 C erhitzt um gründlich und gleichmässig die Zutaten zu verbeiten und aufzulösen. Die wiederverwertete Gummi Krume wurde der Mischung zugefügt und sorgfaltig gemischt und in Formen für die Kompaktion abgelagert. Die Muster wurden dann aus den Formen genommen und verschiedene Teste ausgeführt.
- Drei verschiedene Muster wurden vorbereitet, beinhaltend: 10 gr, 21 gr und 31 gr gradierte Gummi Krume, beziehungsweise 1%,2% und 3% Gummi nach Gewicht.
- Die Typen von Mustern, welche vorbereitet wurden,benutzten folgende Arten von wiederverwerteter Gummi Krume.
- Grob (C) = 4 - 6 Mesh
- Mittlere (M) = 6 - 8 Mesh
- Fein (F) = 8 - 10 Mesh
- Sehr Fein (UF) = 10 - 20 + Mesh
- Der Gummi wurde der vorerhitzten und vorgewärmten Mischung zugefügt.
- Der Gummi und die Mischung wurden weiter gemischt vor der Kompaktion, um eine Strassenoberfläche zu simulieren. Die Muster wurden dann für Dehnungskraft, Höchstladung und Bruchspannung getestet. Die Ergebnisse sind angeführt in Tabelle 1. TABELLE 1 GUMMI MESH GRÖSSE GUMMI% DEHNUNGSKRAFT Höchstladung (lbs) BRUCHSPANNUNG (inches)
- Die gleichen Teste wurden gegenüber konventionellem AC 20 Asphalt, Polymer modifiziertem Asphalt und Asphalt, dem Gummi zugefügt worden war ausgeführt. Polymer modifizierter Asphalt hatte eine Dehnungskraft von 868 lbs. und eine Bruchspannungs Rate von 0.060 inches.
- AC 20 Asphalt, welcher Standard ist, hat eine Dehnungskraft von 1353 lbs, und eine Bruchspannungs Rate von 0.075 inches. Gummi modifizierter Asphalt mit 1% Gummi hat eine Dehnungskraft von 706 lbs. und eine Bruchspannungs Rate von 0.030 inches.
- Wenn die akzeptierbare Bruchspannungs Rate die gleiche ist wie regularer Asphalt, dann kann die Grösse der Gummi Krume variiren zwischen 4.5 Mesh bis zu 22 Mesh Grösse. Dies besten Ergebnisse werden erreicht von 8 bis 10 Mesh mit dem Optimalen von 9 Mesh.
- Es wird offensichtlich sein für die Fachleute auf diesem Gebiet, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen zu dem Asphalt und der Methode Selbigen herzustellen gemacht werden können, ohne sich von dem Geist und der Reichweite dieser Erfindung zu entfernen.
Claims (17)
1. Eine Pflaster Komposition enthaltend:
4% bis 8% nach Gewicht, Asphalt Zement,
0.1% bis 0.5% nach Gewicht Polymer,
1% bis 5% nach Gewicht wieder verwertete Gummi Krume und
ausgleichend ein Restbetrag von gradiertem Aggregat.
wobei besagter Asphalt Zement mit dem Polymer und besagtes
gradiertes Aggregat vorgemischt und erhitzt sind vor der
Zufüfung der Gummi Krume.
2. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 1,
wobei besagter Polymer ein (S B R) Styren Butadin Gummi ist.
3. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 2,
wobei besagte Komposition 5.76 % Asphalt Zement,
91% bis 93% gradiertes Aggregat
0.1% bis 0.5% Styren Butadien Gummi (S B R)
und Gummi Krume enthält.
4. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 2,
wobei besagte Komposition 5.76% Asphalt Zement,
91% bis 93% gradiertes Aggregat
0.24% S B R
und 1% bis 3% Gummi Krume enthält.
5. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 2
wobei besagte Komposition 5.76% Asphalt Zement
93% gradiertes Aggregat
0.24% SBR
und 1% Gummi Krume enthält.
6. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 1
wobei besagte Gummi Krume eine Maschengrösse (mesh size)
von 4 bis 100 hat.
7. Eine Pflaster Komposition wie beanspruchten in Anspruch 2
wobei besagte Maschengrösse 6 is 20 ist.
8. Eine Pflaster Komposition wie beanspruchten in Anspruch 2
wobei die Maschengrösse von 8 bis 0 beträgt.
9. Eine Pflaster Komposition wie beansprucht in Anspruch 1
enthaltend nach Gewicht 5.76% Aspfhalt Zement
93% gradiertes Aggregat
0.24% SBR Polymer
und 1% Gummi Krume
Besagte Gummi Krume hat eine Maschengrösse zwischen 8 und 10.
10. Eine METHODE um eine Pflaster Komposition zu entwerden,
welche Starke und Dehnbarkeits Merkmale verbessert hat.
Besagte Pflaster Komposition enthalt 4% bis 8% Asphalt Zement
nach Gewicht.
0.1% bis 0.5% Polymer nach Gewicht
1% bis 5% Gummi Krume nach Gewicht
und einen Restbetrag ausgleichen von gradiertem Aggregat.
Diese Methode enthält folgende Schritte:
Eine Asphalt Mischung von Asphalt Zement und Polymer
vermischen
Diese Mischung erhitzen und auf eine vorherbestimmte
Temperatur beibehalten.
Das besagte Aggregat mischen diese Mischung enthält
ungeschliffenen Kies, feinen Kies und Sand.
Die Aggregat Mischung erhitzen und auf einer vorherbestimmten
Temperatur beibehalten.
Die Zwei Mischungen (die Asphalt- Polymer und die Aggregat
Mischung zusammen vermischen um eine dunne halbflüssige
Mischung zu bekommen. Die gradierte Gummi Krume
anschliessend zu dieser Mischung dazu fügen, vor dem diese
Mischung auf der Strassenoberfläche angewendet wird.
11. Eine METHODE wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Komposition
5.76% Asphalt Zement
0.1% bis 0.5% Polymer
91% bis 93% gradiertes Aggregat
und 1% bis 3% Gummi Krume enthält.
12. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Komposition
5.76% Asphalt Zement
0.24% Polytmer
91% bis 93% gradiertes Aggregat
und 1% bis 3% Gummi Krume enthält.
13. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Komposition
5.76% Asphalt Zement
0.24% Polymer
93% gradiertes Aggregat
und 1% Gummi Krume enthält.
14. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Gummi Krume eine Maschengrösse zwischen
4 und 100 hat.
15. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Maschengrösse zwischen 6 und 20 ist.
16. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Maschengrösse zwischen 8 und 10 ist.
17. Eine Methode wie beansprucht in Anspruch 10
wobei besagte Pflaster Komposition
5.76% Asphalt Zement bei Gewicht
0.24% SBR Polymer
93% gradiertes Aggregat
und 1% Gummi Krume
besagte Gummi Krume hat eine Maschengrösse zwischen 8 und 10.
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