FI66892C - Foerfarande foer framstaellning av asfaltkomposition foer vaegytor - Google Patents

Description

---r.1 nn KUULUTUSJULKAISU

W (11) UTLAGGNINGSSKRIPT 668 92 ^ ^ (51) Kv.lt/Into.3 C 08 L 95/00 SUOMI—FINLAND pi) γκμιμ^-^ιμμμιιιιιιι 753663 (22) HakambpUvi—Ameknlngadag 29.12.75 (23) AHwpAlvt—GHctghMvdag 29.12.75 (41) Tutkit (υΠϋΜίαΙ — BIMt offamig 20.07.76 PBtMltti- ja rekisteri hallitut (44) NihcMtaipanon j« kimLJulluiMn pvm.— no ok

Patent- och ragisterstjrralsen 7 AmMcm udagd odi iitUkrifon pubdnrad -51 ·uo *0 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolk«M—Begird prloriut 19.01.75

Puola-Polen(PL) P 177^+16 (71) Instytut Technologii Nafty, ul . Lukasiwicza 1, skr. pocztowa, 31-1*29 Krakow, Puola-Po1en(Pl!) (72) Helena Masiarczyk, Chrzan<5w, Tomasz Szczurek, Krak<5w, Puola-Polen(PL) (7*0 Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Menetelmä asfa1ttikoostumuksen valmistamiseksi tienpintoja varten -Förfarande för framstä11 ning av asfaltkomposition för vägytor Tämä keksintö koskee menetelmää asfalttikoostumuksen valmistamiseksi, erityisesti tienpintoja varten.

Tieasfaltin valmistuksessa ei periaatteessa käytetä mitään modifioivia lisäaineita suuriien asfalttipäällysteiden ja niihin liittyvien kustannusten johdosta. Itse asiassa tunnetaan ja laajalti käytetään sellaisia tienpinnan parannusmenetelmiä joiden mukaan asfalttiin lisätään aina 5 paino-% vulkanoiKmttomia luonnollisia ja synteettisiä kumeja. On myös lisätty regeneroitua kumia (saatu kuumentamalla kumijätteitä l80°C:n lämpötilaan 5 atm:n paineessa pepti-soimis- ja plastisoimisaineiden läsnäollessa). Nämä lisäykset parantavat asfalttipinnan kestävyyttä ja adheesiota (stabiliteettiä, ts. deformaatiokestävyyttä suuriin kuormiin nähden, jäätymiskestä-vyyttä, hiottavuutta, adheesiota aggregaattiin). Näitä ominaisuuksia on havaittu hieman pienemmässä määrin asfalteissa, joihin on lisätty kumipölyä.

2 66892

Tunnetut asfaltit, jotka on modifioitu kumi-alkuperää olevilla lisäaineilla, ovat kalliita johtuen käytettyjen raaka-aineiden korkeista kustannuksista kumien ja regeneroidun kumin ollessa kysymyksessä, ja myös tekniikka joka liittyy vulkanoitujen kumijätteiden jauhamiseen vaadittuun, noin 0,1 mm:n partikkelikokoon, on hankala ja kallis.

Keksintö kohdistuu yksinkertaiseen menetelmään asfaltti-koostumuksen valmistamiseksi, joka sisältää kumijätteiden lämpöhajot-tamisessa muodostuvia tuotteita asfalttien modifioimiseksi. Sanonnalla "asfaltti", tarkoitetaan tässä myös kaikentyyppisiä bitumeja.

Modifioivaa komponenttia saadaan keksinnön mukaisesti kuumentamalla ja hajottamalla 1-80 paino-% kumia, kumijätteitä, käytettyjä kumituotteita, kuten kuluneita kumirenkaita väliaineessa, joka sisältää maaöljybitumia ja/tai öljyjen raffinoimisessa käytettyjen valikoivien liuotinten uutetta ja/tai maaöljytuotteiden krakkaukses-sa saatuja raskaita öljyjä ja/tai raskaita kivihiilitervatuotteita, 240-380°C:n lämpötilassa. Saadut tuotteet tislataan, mieluimmin alennetussa paineessa, tai höyrytislataan, ja/tai hapetetaan paineilmalla 200-320°C:ssa. Tähän seokseen lisätään sellainen määrä maaöljybitumia, joka sisältää alle 6 paino-% parafiineja, ja/tai luonnon asfalttia, että käsitellyn kumin määrä valmiissa asfalttikoostumuk-sessa tulee olemaan 1-50 paino-%. Modifioivaa komponenttia saadaan myös kuumentamalla ja hajottamalla 1-50 paino-% kumia, kumijätteitä, käytettyjä kumituotteita, esim. kuluneita kumirenkaita 99-50 paino-%:ssa maaöljybitumia, joka sisältää alle 6 paino-% para fiineja, ja/tai luonnon asfalttia, 240-380°C:n lämpötilassa. Näin saatu seos tislataan, mieluimmin alennetussa paineessa, tai höyry-tislataan ja/tai hapetetaan paineilmalla 200-320°C:n lämpötilassa.

Paineilmalla suoritetun hapetuksen ja/tai alennetussa paineessa tislaamisen ja/tai höyrytislauksen avulla voidaan nostaa saadun asfaltin pehmenemispistettä ja alentaa tunkeumaa. On myös mahdollista erottaa alhaalla kiehuvat komponentit modifioivasta komponentista tislaamalla alennetussa paineessa ja/tai käyttäen höyryä.

3 66892

Tislaamalla kumijätteitä sisältävät tuotteet voidaan kumijätteiden alhaalla kiehuvat, pahanhajuiset komponentit poistaa ja saada lopputuotteena asfalttia, jolla on korkeampi syttymislämpÖtila ja suurempi lämpöstabiliteetti.

Keksinnön mukaisesti saadulla asfaltilla on hyvät käyttö-, erityisesti termoplastiset ominaisuudet. Kumijätteillä modifioituja asfaltteja käyttämällä saaduilla asfalttipinnoilla on hyvät käyttöominaisuudet, erityisesti hyvä adheesio renkaisiin ja suuri kuormituskestävyys .

Esimerkki I

53 kg asfalttijäännöstä, joka sisältää 3,2 paino-% parafii-nia, hapetetaan ilmalla kunnes tunkeuma lämpötilassa 25°C on 36.

50 kg saatua puhallettua asfalttia sekoitetaan 38o°C:n lämpötilassa 50 kg:n kanssa granuloituja käytettyjä kumirenkaita ll0 minuutin kuluessa samalla puhaltamalla seokseen ylikuumennettua höyryä. Saatu seos tislataan alennetussa 15 mmHg:n paineessa ja saadaan asfalttia, jolla on seuraavat ominaisuudet:

- pehmenemispiste rengas-ja-pallo-menetelmän mukaan 6l°C

- tunkefcma 25°C:ssa, kuormitus 100 g 5 sek:n ajan 2k mm/10

- murtumispiste ...... ........... -7°C

- venyvyys 15°C:ssa ................ 8 cm

Esimerkki II

90 kg:aan tislausasfalttia, jonka tunkeuma . on 101 mm/10 25°C:ssa ja joka on kuumennettu 280°C:n lämpötilaan, lisätään 10 kg granuloituja käytettyjä kumirenkaita ja seosta sekoitetaan tässä lämpötilassa 1,5 tuntia. Saatu seos hapetetaan ilmalla 200°C:n lämpötilassa 28 tuntia. Asfaltilla on seuraavat ominaisuudet:

- pehmenemispiste rengas-ja-pallo-menetelmän mukaan 65°C

- tunkeuma 25°C:ssa, kuormitus 100 g 5 sek:n ajan 33 mm/10

- murtumislämpötila ...... .......... -9°C

Esimerkki III

30 kg:aan furfuroliuutetta, jonka viskositeetti on 2,6°E 100°C:n lämpötilassa ja joka on kuumennettu 3^°°C:n lämpötilaan, annostetaan jatkuvasti 70 kg hienonnettuja kumirenkaita samalla sekoittaen ja puhaltaen höyryä seokseen ja kuumentaen 360°C:n lämpötilan ylläpitämiseksi.

Saadaan 91 kg kumijäteliuosta ja 9 kg Öljyä, jonka kiehumispiste on 220 - 38o°C.

20 kg kumijäteliuosta sekoitetaan 80 kg:n kanssa maantie-asfalttia jonka tunkeutia on 16 mm/10 lämpötilassa 25°C ja homogenoidaan sitten hammasmyll^-ssä. Tuotteella on seuraavat ominaisuudet: 4 66892

- pehmenemispiste rengas-ja-pallo-menetelmän mukaan 63°C

- tunkeuma 25°C:ssa, kuormitus 100 g 5 sek:n ajan 59 mm/10

- murtumislämpötila . . . . · ........... -l6°C

- venyvyys 15?C;ssa. ...............88 cm

Esimerkki IV

50 kg antraseeniöljyä ja 50 kg esivulkanoituja kumijätteitä sekoitetaan ja seosta kuumennetaan 15 tuntia 220°C:n lämpötilassa.

8o kg luonnon asfalttia, jonka pehmenemispiste on ll8°C ja tunkeuma 0 mm/10 25°C:n lämpötilassa, sekoitetaan 20 kg:n kanssa kumijäteseosta ja antraseeniöljyä.

Saadaan asfalttia, jonka pehmenemispiste on 77°C ja tunkeuma 15 mm/10 25°C:ssa.

Esimerkki V

90 kg asfalttijäännöstä hapetetaan ilmalla 260 - 320°C:n lämpötilassa. Hapetusprosessin aikana siihen lisätään 10 kg jauhettuja kumijätteitä annoksittain.

Saadaan homogeenista asfalttia, jonka pehmenemispiste ren-gas-pallo-menetelmän mukaan on 53°C ja tunkeuma 48 mm/10 25°C:n lämpötilassa murtumislämpötilan ollessa -l6°C.

66892 5

Esimerkki VI;

Sekoittimeen pannaan 65 paino-osaa tislausasfalttia, jonka peh-menemislämpötila on 39°C rengas-ja-pallo-menetelmän mukaan, ja joka sisältää 2,9 paino-% parafiinia, 15 paino-osaa furfuroliuutetta, jonka viskositeetti on 23 cSt lämpötilassa 100°C, ja 20 paino-osaa käytettyjä kumirenkaita, joissa on hajottamaton polyamidikordi.

Sekoittimen sisältö kuumennetaan lämpötilaan 310°C voimakkaasti hämmentäen nestettä, kierrättäen sitä pumpun avulla 6 tuntia.

Sen jälkeen hajotettua kumia sisältävä tuoteliuos puhalletaan 4 tuntia ylikuumennetulla höyryllä lämpötilassa 330°C ja poistetaan 2 paino-% öljyä, joka kiehuu lämpötilassa 185-428°C. Näin saatu hajotetun kumin ja asfaltin liuos pumpataan hapettimeen, jossa se 260°C:n lämpötilassa hapetetaan 16 tuntia paineilmalla, jolloin saadaan lopullinen tuote.

Kevyttä öljyä käytetään polttoaineena ja renkaiden pallevahvik-keet otetaan talteen teräsjätteenä.

Saadulla asfalttiseoksella on seuraavat ominaisuudet: - tunkeuma 25°C:ssa, kuormitus 100 g, 5 sek, mm/10 69 - kinemaattinen viskositeetti 135°C:n lämpötilassa cSt 710 - pehmenemispiste rengas-ja-pallo-menetelmän mukaan, °C 52 - murtumispiste, Frashin mukaan, °C -13 - leimahduspiste, Marcuson'in mukaan, °C 273 - venyvyys 25°C:n lämpötilassa, cm >100 - Holmes-indeksi -3,2 - tunkeuma-indeksi 15/25°C 0,33 - adheesio basalttiin, % 100 -"- graniittiin, % 80 -"- kalkkiin, % 100 soraan, % 100

Asfalttituotteita käytetään asfalttibetonin valmistukseen, jonka koostumus on seuraava: - asfalttituotetta, paino-% 6 - basalttisoraa, paino-% 73 - kuoppahiekkaa, -"- 15 - kalkkipölyä, -"- 6 Tällä asfalttibetonilla on seuraavat ominaisuudet (määrätty Marshall'in menetelmän mukaan): 66892 - vapaata tilaa, % 1,9 - lujuus, kp 998 - deformaatio, mm 4,5 - vesiabsorptio, % 1 - puristuslujuus 20°C:ssa, kp/cm2 60,1 - puristuslujuus vedellä kyllästämisen jälkeen, kp/cm 52,2 - vedenkestävyys-indeksi 0,9

Esimerkki VII;

Sekoittimeen pannaan 500 kg tislausasfalttia, jonka tunkeuma on 310 mm/10 at lämpötilassa 25°C ja 500 kg käytettyjä autonrenkaita, jotka on hajotettu noin 50 mm:n kappaleiksi.

Sekoittimen sisältö kuumennetaan 320°C:seen ja seosta hämmennetään tässä lämpötilassa 4 tuntia, minkä jälkeen siihen puhalletaan ylikuumennettua höyryä 4 tuntia lämpötilan ollessa 360°C, jolloin tislautuu pois 6 paino-% öljyä, laskettuna koko panoksesta.

Sekoittimen sisältö suodatetaan vanunkien ja metallitankojen poistamiseksi.

500 kg saatua liuosta sekoitetaan 150°C:n lämpötilassa 500 kg:aan hapetettua raakaöljyasfalttia, jonka tunkeuma on 24 mm/10 lämpötilassa 25°C, ja joka sisältää 3,1 paino-% parafiinia.

Saadaan asfalttikoostumus, jolla on seuraavat ominaisuudet: - tunkeuma, 25°C, 5 sek, 100 g, mm/10 58 - tunkeuma, 5°C, 5 sek, 100 g, mm/10 8 - venyvyys, 25°C:ssa 100 - kinemaattinen viskositeetti 135°C:ssa, cSt 990 - haihtuvuus ohuena kerroksena, % 0,1 - Holmes-indeksi 3,4 - tunkeuma-indeksi -0,2 - adheesio basalttiin, % 100 -"- graniittiin, % 80 -"- kalkkikiveen, % 100 -"- soraan, % 90

Valmistetaan valettava seos, jolla on seuraava koostumus: - asfalttituotetta, % 8 - basalttisoraa, % 60 - kuoppahiekkaa, % 13 - kalkkipölyä, % 19 66892 7

Esimerkki VIII:

Sekoittimeen pannaan 300 kg sellaista uutetta, joka sisältää 61 paino-% aromaattisia hiilivetyjä, ja joka on saatu raakaöljystä tyhjötislaamalla furfurolin kanssa, ja jonka viskositeetti on 8,9 cSt, 100°C:n lämpötilassa, ja seosta kuumennetaan 300°C:seen. Se-koittimen sisältöä hämmennettäessä ja lämpötilan edelleen pysyessä 300°C:ssa, lisätään vähitelleen 700 kg granuloituja kumirenkaita, joista metalliosat on aikaisemmin poistettu. Kun lisääminen on päättynyt reaktorin sisältöä hämmennetään edelleen 4 tuntia.

600 kg näin saatua liuosta, jossa on uutteeseen hajotettuja renkaita, sekoitetaan 400 kgjaan tislausasfalttia, ja seosta hapetetaan paineilmalla 250°C:n lämpötilassa 30 tuntia.

Saadaan asfalttikoostumus, jonka tunkeuma on 195 mm/10 lämpötilan ollessa 25°C.

Esimerkki IX;

Sekoittimeen pannaan 900 kg tislausasfalttia, jonka tunkeuma on 100 mm/10 lämpötilan ollessa 25°C, ja kuumennetaan 1 tunti 280°C:seen Sen jälkeen lisätään annoksittain 10 kg käytetyistä renkaista tehtyä granulaattia, koko korkeintaan 1 mm, joissa on polyamidikordi ja seosta hämmennetään 1,5 tuntia lämpötilan ollessa edelleen 280°C. Saatu liuos hapetetaan paineilmalla 28 tuntia lämpötilassa 200°C, jolloin saadaan lopputuote, jolla on seuraavat ominaisuudet: - tunkeuma, 100 g:n paine, 5 sek, lämpötila 25°C, mm/10 40 15°c, 16 - kinemaattinen viskositeetti, 135°C, cSt 950 - pehmennyspiste, rengas-ja-pallo-menetelmä, °C 53 - murtumispiste, Fresh'in mukaan, °C -12 - leimahduspiste, Marcuson'in mukaan, °C 286 - venyvyys, 25°C, cm 66 - haihtuvuus ohuena kerroksena, % 0,4.

Claims (2)

66892

1. Menetelmä asfalttikoostumuksen valmistamiseksi tienpintoja varten, joka perustuu asfalttiin ja joka sisältää kumia tai kumijätteitä, joita on käsitelty termisesti ja homogenoitu hiilivetyjen läsnäollessa, tunnettu siitä, että 1-80 paino-% kumia, kumijätteitä, käytettyjä kumituotteita, kuten kuluneita kumirenkaita, kuumennetaan ja hajotetaan väliaineessa, joka sisältää maaöljybitumia ja/tai öljyjen raffinoimisessa käytettyjen valikoivien liuotinten uutetta ja/tai maaöljytuotteiden krakkauksessa saatuja raskaita öljyjä ja/tai raskaita kivihiilitervatuotteita, 240-380°C:n lämpötilassa, saadut tuotteet tislataan, mieluimmin alennetussa paineessa, tai höyrytislataan, ja/tai hapetetaan paineilmalla 200-320°C:ssa, ja tähän seokseen lisätään sellainen määrä maaöljybitumia, joka sisältää alle 6 paino-% para-fiineja, ja/tai luonnon asfalttia, että käsitellyn kumin määrä valmiissa asfalttikoostumuksessa tulee olemaan 1-50 paino-%.

2. Menetelmä asfalttikoostumuksen valmistamiseksi tienpintoja varten, joka perustuu asfalttiin, ja joka sisältää kumia tai kumijätteitä, jotka on käsitelty termisesti ja homogenoitu hiilivetyjen läsnäollessa, tunnettu siitä, että 1-50 paino-% kumia, kumijätteitä, käytettyjä kumituotteita, esim. kuluneita kumirenkaita, kuumennetaan ja hajotetaan 99-50 paino-%:ssa maaöljybitumia, joka sisältää alle 6 paino-% parafiineja, ja/tai luonnon asfalttia, 240-380°C:n lämpötilassa, ja että saatu seos tislataan, mieluimmin alennetussa paineessa, tai höyrytislataan ja/tai hapetetaan paineilmalla 200-320°C:n lämpötilassa.