CZ18636U1

CZ18636U1 - Stavební směs

Info

Publication number: CZ18636U1
Application number: CZ200819675U
Authority: CZ
Inventors: Marek@Miroslav; Kudrna@Jan; Matejcík@Štefan; Šafner@Karel
Original assignee: Marek@Miroslav; Kudrna@Jan; Matejcík@Štefan; Šafner@Karel
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2008-06-09

Description

Technické řešení se týká stavební směsi obsahující kamenivo, plnivo, pryžový granulát a jiná aditiva a pojivá.

Dosavadní stav techniky

Pro vrstvy konstrukce vozovek pozemních komunikací, letišť, mostních vozovek a různých ploch a vodních staveb jsou používány směsi kameniva a plniva, ke kterým je přidáváno pojivo na bázi asfaltu, vápna, cementu doplněné dalšími přísadami ovlivňujícími vlastnosti dané vrstvy vozovky nebo jiných staveb - mechanickou odolnost, pružnost, tuhost, odolnost vůči únavě, vodě, mrazu, otěru, smyku včetně takových vlastností jako je hlučnost při odvalování pneumatik vozidel apod.

Významného zkvalitnění vlastností především povrchových vrstev vozovek bylo dosaženo přídavkem odpadní pryže do stavebních směsí. Přidávání drti z ojetých pneumatik do asfaltových směsí je známo již od padesátých let minulého století. Původně se přidával pryžový granulát z ojetých pneumatik do finální směsi kameniva s asfaltem. Později však bylo zjištěno, že mícháním pryžového granulátu s asfaltem při vyšších teplotách po dobu desítek minut dochází k tvorbě materiálu vykazujícího nové vlastnosti, zejména se zvyšuje pružnost a odolnost vůči únavě.

Absorpcí asfaltu do pryžových granulí dochází ke zvětšení jejich objemu při současné zvyšující se možnosti vyšší koncentrace asfaltu v pokládaných silničních směsích, případně náhrady části asfaltu jinými aditivy. Kritickým faktorem uvedené technologie je porozita povrchu pryžových částic. Obecně platí, že čím je větší porozita pryžového granulátu, tím je dosaženo větší reaktivity s kapalným asfaltem.

Cílem technického řešení předloženého užitného vzoruje vytvoření stavební směsi umožňující v jednotlivých konkrétních případech zhotovení stavby nebo pozemní komunikace vykazující požadované kvalitativní parametry.

Podstata technického řešení

Nedostatky spojené s aplikací pryžového granulátu, které se vyskytují především v případě pryžových granulátů vykazujících příliš hladký povrch částic (zvláště kritická je z tohoto důvodu aplikace granulátu získaného kryogenním způsobem dezintegrováných ojetých pneumatik), odstraňuje technické řešení - stavební směs spočívající v použití upraveného pryžového granulátu před jeho smícháním s asfaltem, případně před přidáním do asfaltové směsi. Úprava povrchu pryžového granulátu dle technického řešení spočívá v protažení granulátu přes kalandr nebo zařízení s rotujícím kuželem vytvářejícím postupně se zužující štěrbinu. Vlivem frikěních sil dochází ke „zvrásnění“ povrchu pryžového granulátu, které v konečné fázi přípravy stavební směsi zvyšuje její užitné vlastnosti jako je především zvýšená pružnost, poddajnost, odolnosti vůči únavě, mrazovým trhlinám, účinkům vody, povrchovému opotřebení při současně se zvyšující odolnosti proti tvorbě náledí.

Povrchová úprava pryžového granulátu usnadňuje vzájemnou adhezi i s dalšími komponentami stavební směsi, především s různými plnidly a aditivy. Z tohoto hlediska dává technické řešení předloženého užitného vzoru možnosti zpracování odpadů a jejich využití jako druhotných suro40 vin především v oblasti odpadních polymemích látek přírodního původu nebo s výhodou odpadních syntetických polymerů. Ve většině případů jsou tyto polymery předem upravovány analogickým způsobem jako odpadní pryž. Předložený užitný vzor tímto způsobem přispívá k řešení ekologických problémů spojených s nutností likvidace, resp. výhodnějšího zpracování odpadů chemického a zpracovatelského průmyslu.

V rámci technického řešení jsou k základní stavební směsi obsahující alespoň 10 hmotn. % kameniva jemné frakce do 4 mm, alespoň 8 hmotn. % kameniva se zrnitostí 4 až 8 mm, případně alespoň 25 hmotn. % kameniva se zrnitostí 8 až 16 mm, alespoň 0,75 hmotn. % mletého vápence,

-1 CZ 18636 Ul alespoň 5 hmotn. % asfaltu a alespoň 0,75 hmotn. % pryžového granulátu přidávána další aditiva s výhodou na bázi druhotných surovin získaných zpracováním odpadů etylen-vinylacetátového kopolymeru, polyvinylacetátu, silikátových materiálů získávaných jako druhotné suroviny z koksoven, skláren a metalurgických procesů, případně pevného prachového podílu ze spaloven nebo oxidu železitého a strusky z výroby oceli, případně sazí nebo keramzitového prachu.

Pro zlepšení vlastností povrchu vozovek a dalších staveb se dle technického řešení přidávají jako další komponenty zlepšující reologické a adhezívní vlastnosti pojivá, snižující stárnutí pojivá nebo zlepšující zpracování asfaltové směsi nebo její užitné vlastnosti jako jsou: portlandský cement, vápenný hydrát, taliový olej nebo taliová smola s polybutadienem, případně polyesterové ío pryskyřice, polyakrylát, polyuretan a polyethylentereftalát, případně s výhodou minerální nebo viskózová vlákna, s výhodou vlákna vyrobená z uvedených syntetických polymerů včetně akrylonitrilových vláken.

Jako pryžový granulát se dle technického řešení může použít granulát získávaný dezintegrací ojetých pneumatik z osobních a nákladních vozidel, případně z odpadní pryže na bázi přírodního kaučuku nebo butadienového a styren-butadienového kaučuku, butylkaučuku a isobutylenového kaučuku, akrylonitryl-butadienového kaučuku, chloroprenového kaučuku nebo ethylen-isoprenstyrenového kaučuku či styren-ethylen-butadienového kaučuku.

Povrchová úprava použitého pryžového granulátu a dle technického řešení i analogická úprava přidávaných polymemích aditiv zvyšuje spojení těchto komponent s asfaltem a zároveň přispívá k lepší adhezi k ostatním složkám stavební směsi na bázi anorganických materiálů.

Pro zvýšení odolnosti stavební směsi vůči vodě se dle technického řešení přidává asfalt upravený přídavkem pryžového granulátu společně s živičnou nebo epoxidovou pryskyřicí s následnou reakcí se sírou a maleinanhydridem za přídavku vosku a bentonitu. Při této modifikaci asfaltu se reakční směs zahřívá na teplotu 140 až 156 °C, při základní modifikaci asfaltu pryžovým granu25 látem se reakční směs asfaltu s přidanými komponentami zahřívá na teplotu 140 až 200 °C, vždy po dobu vyšších desítek minut.

V rámci technického řešení je složení jednotlivých aplikovaných stavebních směsí determinováno požadavky na vlastnosti finální stavby jakož i dostupností jednotlivých surovin včetně aditiv na bázi druhotných surovin získávaných z odpadů, přičemž o dostupnosti jednotlivých kompo30 nent rozhoduje v nemalé míře i lokalita stavby a s ní spojené dopravní náklady.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

K základní směsi kameniva o složení 27 hmotn. % jemné frakce do 4 mm, 25 hmotn. % frakce 4 až 8 mm, 45 hmotn. % frakce 8 až 11 mm a 3 hmotn. % mletého vápence se přidá asfalt v množ35 ství 6 až 8 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 15 hmotn. % pryžového granulátu o zrnitosti do 2 mm a následným zahříváním na teplotu 175 °C. Ke směsi se dále přidá pryžový granulát o velikosti částic 1 až 5 mm s upraveným povrchem po protažení přes kalandr. Celkový obsah pryže ve stavební směsi činí 6 až 10 hmotn. %.

Příklad 2

K základní směsi kameniva o složení 10 hmotn. % jemné frakce do 4 mm, 32 hmotn. % frakce 4 až 8 mm, 50 hmotn. % frakce 8 až 11 mm, 0,75 hmotn. % mletého vápence, 1,5 hmotn. % portlandského cementu, se přidá asfalt v množství 10 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 3 hmotn. % pryžového granulátu na bázi přírodního kaučuku o zrnitosti do 1 mm, 0,5 hmotn. % talového oleje, 0,5 hmotn. % polyvinylacetátu a 1 hmotn. % polyethy45 lentereftalátu a následným zahříváním na teplotu 160 °C. Ke směsi se dále přidají 2 hmotn. % pryžového granulátu na bázi styren-ethylen-butadienového kaučuku s upraveným povrchem po protažení přes kalandr a 3 hmotn. % polyuretanu s upraveným povrchem částic též po protažení přes kalandr.

-2CZ 18636 Ul

Příklad 3

K základní směsi kameniva o složení 30 hmotn. % jemné frakce do 4 mm, 8 hmotn. % frakce 4 až 8 mm, 52 hmotn. % frakce 8 až 11 mm, 2 hmotn. % mletého vápence, 0,3 hmotn. % viskózových vláken se přidá asfalt v množství 12 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 5 hmotn. % pryžového granulátu na bázi butadien-styrenového kaučuku s upraveným povrchem po protažení přes zařízení s rotujícím kuželem vytvářejícím postupně se zužující štěrbinu s následným zahřátím na teplotu 140 °C. Ke směsi se dále přidá 1 hmotn. % taliové smoly s polybutadienem.

Příklad 4 ίο K základní směsi kameniva o složení 32 hmotn. % jemné frakce do 4 mm, 33 hmotn. % frakce 4 až 8 mm, 25 hmotn. % frakce 8 až 16 mm, 1 hmotn. % mletého vápence, 1,5 hmotn. % vápenného hydrátu, 2 hmotn. % minerálních vláken a 6 hmotn. % materiálů získaných z koksoven, skláren a metalurgických procesů se přidá asfalt v množství 8 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 8 hmotn. % pryžového granulátu na bázi přírodního kaučuku s upraveným povrchem po protažení přes kalandr a 1 hmotn. % etylen-vinylacetátového kopolymeru s následným zahřátím na teplotu 200 °C. Ke směsi se dále přidá 1 hmotn. % polyesterových a viskózových vláken, s výhodou jako druhotné suroviny získávané při dezintegraci ojetých pneumatik.

Příklad 5

K základní směsi kameniva o alternativním složení dle příkladu 1 až 4 se přidá asfalt v množství 11 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 3 hmotn. % odpadní pryže z ojetých nákladních pneumatik, 1 hmotn. % butylkaučuku a isobuty léno vého kaučuku s upraveným povrchem po protažení přes kalandr s následným přídavkem 1 hmotn. % živičné pryskyřice a 2 hmotn. % síry a zahříváním na 160 °C. Ke směsi se dále přidá 0,5 hmotn. % akry25 lonitrilových vláken.

Příklad 6

K základní směsi kameniva o alternativním složení dle příkladu 1 až 4 se přidá asfalt v množství 10 hmotn. % (vůči základní směsi kameniva) předem upravený přídavkem 8 hmotn. % odpadní pryže z ojetých pneumatik, 2 hmotn. % akrylonitryl-butadienového kaučuku, 2 hmotn. % chlo30 roprenového kaučuku a 1 hmotn. % ethylen-isopren-styrenového kaučuku s upraveným povrchem po protažení přes kalandr s následným přídavkem 2 hmotn. % epoxidové pryskyřice, 3 hmotn. % síry a alternativně 1 hmotn. % maleinanhydridu s postupným zahříváním na 156 °C. Ke směsi se dále přidají 2 hmotn. % vosku a případně 0,5 hmotn. % bentonitu.

Průmyslová využitelnost

Stavební směs dle předmětného technického řešení tohoto užitného vzoru je využitelná pro stavby pozemních komunikací všeho druhu zvláště v oblastech s nepříznivými klimatickými podmínkami a pro stavby dvorů, parkovišť, chodníků, letištních ploch a hydroizolace vodohospodářských staveb.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

40 1. Stavební směs obsahující kamenivo v zmitostním složení podle účelu použití a pojivo a další aditiva zlepšující adhezní a reologické vlastnosti pojivá, vyznačující se tím, že jako pojivo se použije asfalt předem upravený pryžovým granulátem protaženým přes kalandr nebo přes zařízení s rotujícím kuželem vytvářejícím postupně se zužující štěrbinu.

-3CZ 18636 Ul
2. Stavební směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že směs obsahuje alespoň 10 hmotn. % kameniva jemné frakce do 4 mm, alespoň 8 hmotn. % kameniva se zrnitostí 4 až 8 mm, alespoň 25 hmotn. % kameniva se zrnitostí 8 až 15 mm a dále anorganická aditiva vybraná ze skupiny tvořené mletým vápencem, portlandským cementem, vápenným hydrátem.
3. Stavební směs podle nároků la2, vyznačující se tím, že obsahuje aditiva pro další zlepšení Teologických a adhezívních vlastností pojivá, snižující stárnutí pojivá nebo zlepšující zpracování asfaltové směsi nebo její užitné vlastnosti, vybraná ze skupiny tvořené polyuretanem, polyakrylátem, polyethylentereftalátem, polyesterovou pryskyřicí, taliovým olejem, taliovou smolou s polybutadienem, vosky, polyvinylacetátem a etylen-vinylacetátovými kopolymery.
4. Stavební směs podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje aditiva vybraná ze skupiny tvořené minerálními nebo viskózovými vlákny, vlákny vyrobenými z uvedených syntetických polymerů a akrylonitrilovými vlákny.
5. Stavební směs podle nároků laž4, vyznačující se tím, že obsahuje jako další aditiva materiály vybrané ze skupiny tvořené druhotnými surovinami získanými zpracováním odpadů z výroby a zpracování syntetických polymerů a pevnými materiály z druhotných surovin nahrazujících ve směsi část kameniva.
6. Stavební směs podle nároků laž5, vyznačující se tím, že jako další aditivum se přidá pryžový granulát a/nebo granulát z polymerních materiálů o velikosti částic 1 až 8 mm s upraveným povrchem po protažení přes kalandr nebo zařízení s rotujícím kuželem vytvářejícím postupně se zužující štěrbinu.
7. Stavební směs podle nároků laž6, vyznačující se tím, že pryžový granulát je vybrán ze skupiny tvořené přírodním kaučukem, butadienovým a styren-butadienovým kaučukem, butylkauěukem, isobutylenovým kaučukem, akrylonitryl-butadienovým kaučukem, chloroprenovým kaučukem, ethylen-isopren-styrenovým kaučukem a styren-ethylen-butadienovým kaučukem získaný dezintegrací pryže na bázi těchto druhů kaučuků s výhodou dezintegrací ojetých pneumatik z osobních a/nebo nákladních vozidel a/nebo odpadní technické pryže.
8. Stavební směs podle nároků laž7, vyznačující se tím, že obsahuje asfalt upravený přídavkem pryžového granulátu společně s epoxidovou pryskyřicí a sírou a/nebo maleinanhydridem za přídavku vosku a/nebo bentonitu.