CZ288803B6

CZ288803B6 - Bitumenová emulze pro směsi k nanášení za studena a způsob povrchové úpravy silnic s jejím využitím

Info

Publication number: CZ288803B6
Application number: CZ19951425A
Authority: CZ
Inventors: Alois Hackl; Leopold Eybl
Original assignee: Österreichische Vialit-Gesellschaft M. B.H
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2001-09-12
Also published as: DE19519539A1; FR2721043A1; ATA116194A; FR2721043B1; CZ142595A3; ITRM950375A0; SK75195A3; AT407746B; DE19519539C2; SK281591B6; IT1278091B1; ITRM950375A1

Abstract

Bitumenov emulze pro sm si k nan Üen za studena ke zhotovov n povrch silnic nebo ulic sest vaj c z bitumenu a fluxovac slo ky, p° padn z p° davn²ch l tek, pojiva, emulg tor , suÜiva, elastomer , s ovac ch inidel, p°i em fluxovac slo kou je rostlinn² olej nebo od n j odvozen² deriv t, slo en tak, e bitumenu je 50 a 99 % hmotnostn ch, p°i em jako fluxovac slo ka je p° tomen v rozsahu 1 a 50 % hmotnostn ch rostlinn² olej a to olej °epkov² nebo deriv t °epkov ho oleje nebo deriv t jeho mastn kyseliny nebo sm si mastn²ch kyselin nebo produkt vznikl² z jeho reesterifikace jako je metylester °epkov ho oleje nebo alkydprysky°icov deriv ty °epkov ho oleje, a tato fluxovac slo ka je emulgov na ve vodn f zi.\

Description

Vynález se týká bitumenové emulze nového typu jako složky povrchové vrstvy ke zhotovování povrchů silnic a ulic za studená, sestávající z bitumenu a fluxovací složky případně s dalšími přídavnými látkami, pojidly, emulgátory, sušivem, elastomery, síťovacími činidly a podobně, přičemž fluxovací složkou je rostlinný olej jako je řepkový olej nebo od něj odvozený derivát. Dále se vynález týká směsi připravené s využitím této bitumenové emulze a její aplikace za studená pro úpravu povrchů silnic, ulic, vodních nádrží, jímek a podobně.

Dosavadní stav techniky

K úpravě povrchů silnic, ulic, vodních nádrží, jímek a podobně se již delší dobu používají fluxovací bitumeny. Tyto sestávají obvykle z bitumenů jako hlavní součásti a ztzv. fluxovací složky. Tyto fluxovací složky byly dosud vždy produkty z minerálních olejů jako jsou například benzin, kerosin, petrolej, plynový olej, topné oleje o různém destilačním rozsahu, frakce vřetenových nebo mazacích olejů a podobně.

Tyto výše uvedené fluxovací složky z produktů z minerálních olejů jsou nevýhodné svým nedobrým vlivem na životní prostředí. Podle současného stavu techniky jsou fluxovací složky na bázi minerálních olejů po zpracování pojivá na požadovaný stupeň následně vytvrditelné jen díky destilačním postupům, což vede ke znečištění ovzduší emisemi oxidu uhelnatého, a čemuž je třeba zabránit. Díky dešťové vodě mohou minerální oleje vsáknout do země a negativně ovlivnit složení půdy a spodní vodu. Minerální fluxovací oleje způsobují při nanášení fluxovacího bitumenu úniku škodlivých výparů, které se uvolňují do ovzduší a zhoršují pracovní podmínky obsluhy. Kromě toho mohou představovat produkty z minerálních olejů svou nízkou teplotou samovznícení další nebezpečí z hlediska bezpečnosti práce.

Typické složení fluxovacího bitumenu jako pojivá pro povrchy silnic je například toto:

Silniční bitumen s penetrací 70 až 200 (l/10mm) v množství 80 až 97 % hmotnostních, fluxovací olej nebo směs fluxovacího oleje, např. kerosinu, plynového oleje, topného oleje s 3 až 20 % hmotnostními a jako pojivo nebo směs pojivá na tukové aminové bázi typu alkylamidoamin nebo imidazolin s 0,1 až 5 % hmotnostními.

Dále je známo, že se pro horké bitumeny používají jako fluxovací složka živočišné a/nebo rostlinné tuky nebo oleje, mezi nimiž se uvádí i řepkový olej. Použití takového oleje v bitumenové emulzi však známé není.

Cílem vynálezu je představit fluxovací bitumen nebo odpovídající bitumenovou emulze, které budou méně škodlivé pro životní prostředí a odstraní výše uvedené nevýhody.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje bitumenová emulze podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že bitumenu je 50 až 99 % hmotnostních, přičemž jako fluxovací složka je přítomen v rozsahu 1 až 50 % hmotnostních rostlinný olej a to olej řepkový nebo pouze derivát řepkového oleje či pouze derivát jeho mastné kyseliny nebo směsi mastných kyselin nebo produkt vzniklý z jeho reesterifikace jako je metylester řepkového oleje nebo alkydpryskyřicové deriváty řepkového oleje, a tato fluxovací složka je emulgována ve vodné fázi.

-1 CZ 288803 B6

Ve výhodném provedení je součástí fluxovací složky k řepkovému oleji nebo derivátu z řepkového oleje i lněný olej s podílem 0,1 až 30% hmotnostních fluxovací složky, a dále s podílem 0,1 až 5 % hmotnostních fluxovací složky pojivo na bázi mastných aminů.

V jiném výhodném provedení obsahuje emulze kbitumenu a fluxovací složce 0,1 až 3% hmotnostní pojivá nebo směsi pojiv na bázi mastných aminů nebo na křemičitoorganické bázi.

U dalšího výhodného provedení je bitumen proveden jako polymermodifikovaný silniční bitumen 10 a je přítomen v rozsahu 85 až 95 % hmotnostních, přičemž řepkový olej nebo derivát z řepkového oleje je přítomen v rozsahu od 4 do 15 % hmotnostních.

Dalším předmětem vynálezu je směs k nanášení za studená sestávající z 3 až 10 % hmotnostních z bitumenové emulze ve směsi s kamennou drtí v rozsahu 90 až 94 % hmotnostních, přičemž 15 případný zbytek tvoří deemulgační přísady jako jsou soli, alkálie nebo kyseliny.

Dalším předmětem vynálezu je způsob povrchové úpravy silnic, ulic, přehrad a podobně, jehož podstata spočívá vtom, že se bitumenová emulze nanáší v množství od 0,8 až 1,5 kg na m²plochy na podklad, načež se na ni položí kamenná drť.

Ve výhodném provedení se vzniklý povrch zaválcuje a překiyje konečnou kiycí vrstvou.

Bitumenová emulze podle vynálezu sestává z destilačních bitumenů o různém stupni měkkosti nebo z polymermodifikovanému bitumenu. Tyto bitumeny jsou známy ze stavu techniky 25 a odborníci je dokáží používat podle potřeby. Zabývají se tím i rakouské normy B3507, B3610,

B3613 pro bitumeny využité při stavbě silnic.

Podle vynálezu se používají fluxovací složky na bázi přírodních rostlinných tuků nebo jejich směsí, např. řepkového oleje stejně jako od něj odvozených produktů, např. mastné kyseliny 30 a směsi mastných kyselin nebo produkty vzniklé z reesterizace olejů jako je metylester řepkového oleje nebo alkydpryskyřicové deriváty řepkového oleje.

Podle podmínek použití se směsím podle vynálezu dodávají další látky, které jsou již částečně ve stavu techniky. Jsou to pojící vlastnosti zlepšující přísady jako mastné aminy, křemičitoorganické 35 směsi, emulgační látky, tečení zlepšující přísady, sikativa nebo jiná síťovací činidla, různé bitumen snášející umělé hmoty, zvláště elastomery, jako jsou přírodní kaučuk, styrenbutandienový kaučuk, polychloropren a jiné. Těmito přísadami se dosáhne jednak zlepšených pojících vlastností vůči kamenné drti, zlepšené chování pojivá za studená tím, že se odejme z bitumenu křehkost a také dodatečného vytvrzení měkké fluxovací bitumenové báze.

Příklady provedení vynálezu

V dalším popisu budou uvedeny konkrétní příklady fluxovacích bitumenových emulzí:

Příklad 1

Bitumenová emulze jako pojící fáze pro kamennou drť při nanášení povrchové vrstvy:

Silniční bitumen s penetrací 25 až 200 (1/10 mm) v množství 80 % hmotnostních, fluxovací složkou je řepkový olej s 18 % hmotnostními a pojivo nebo směs pojivá na bázi mastných aminů nebo křemičito organické bázi s 2 % hmotnostními.

-2CZ 288803 B6

Tento pojící prostředek se může použít i jako emulze podle příkladu 3 k nanášení povrchových vrstev silnic a cest.

Příklad 2

Bitumenová emulze podle příkladu 1 v polymermodifikovaném provedení:

Poíymermodifikovaný silniční bitumen např. s penetrací 60 až 150 (1/10 mm) s 90% hmotnostními, fluxovací složkou je řepkový olej s 8 % hmotnostními a pojivo nebo směs pojivá na bázi mastných aminů nebo křemičito organické bázi s 2 % hmotnostními.

Příklad 3

Bitumenová emulze jako pojící fáze pro kamennou drť při nanášení povrchové vrstvy za studená:

Silniční bitumen s penetrací 150 až 250 (1/10 mm) se 70 % hmotnostními, fluxovací složkou je řepkový olej se 17 % hmotnostními společně se lněným olejem s 10 % hmotnostními a pojivo je na bázi mastných aminů s 3 % hmotnostními.

V případě použití takové bitumenové emulze je 50 až 70 % hmotnostních této pojící fáze emulgováno ve vodné fázi aniontového mýdlového roztoku, s výhodou na bázi talového oleje nebo ve vodné fázi kationtového mastného aminového roztoku, s výhodou se použije mastný lůj a propylenaminová báze.

Při nanášení povrchových vrstev se podle dopravní zátěže, klimatu, stavu povrchu, použité kamenné drti apod. rozpráší 0,8 až l,5kg/m² bitumenové emulze podle vynálezu při teplotě zpracování 130 až 170 °C nebo chladné jako bitumenová emulze s použitím rampového rozstřikovacího přístroje na podklad. Tento asi 1 mm tlustý film z pojící fáze se poté pomocí rozprašovacího stroje potáhne stejnoměrně a pokud možno v jedné vrstvě kamennou drtí. Takto provedený povrch může být po několikerém zaválcování okamžitě sjízdný s pouhým omezením rychlosti. Po několika dnech se drť na povrchu ojezdí a silnice může být předána pro běžný provoz. Podstatné výhody proti dosavadním bitumenovým emulzím jsou následující:

- malé emise par z fluxovacích složek při práci,

- vysoká bezpečnost při práci na základě výše položených bodů samovznícení fluxovacích složek podle vynálezu,

- minimální zatížení životního prostředí těkavými uhlovodíky nebo díky dešťové vodě prosáklými látkami do spodních vod ve srovnání s dosavadními pojivý,

- optimální snášenlivost bitumenů s fluxovacími složkami podle vynálezu, a tím i odolnost proti stárnutí pojivá,

- nezávislost na dovozu díky možnosti využití domácích surovin rostlinné povahy.

Výroba povrchové vrstvy pro použití za studená:

Podle velikosti zrna používané kamenné drti se smíchá 6 až 10% bitumenové emulze podle vynálezu (příklad provedení C) ve vhodném zařízení s drtí. V konečné fázi míchání se mohou přidat deemulgační přísady, např. soli, alkálie, kyseliny, čímž se dosáhne, že čistá voda odteče a na místě míchání nezůstanou žádné nečistoty od nerozpuštěných zbytků emulze. Takto vytvořená povrchová vrstva se dá delší dobu skladovat a je zpracovatelná za studená a dá se

-3¹ CZ 288803 B6 s výhodou volně nakládat na korbu automobilu nebo ukládat do pytlů a dá se dobře použít při opravě výtluků v hladných ročních obdobích. Zvláštní výhodou pojící fáze podle vynálezu vůči běžným pojícím fázím je jeho neškodnost vůči životnímu prostředí. U současných pojivových fází mohou proniknout díky působení dešťové vody škodlivé složky minerálních olejů do 5 spodních vod. U provedení podle vynálezu se však mohou uvolnit nejvýše biologicky odbouratelné neškodné přírodní oleje. Příznivá možnost dodatečného vytvrzování pojivá - tzv. „schnoucí oleje“ - při vlivu vzdušného kyslíku je další podstatnou výhodou prostředku podle vynálezu.

ίο K výrobě povrchové vrstvy za studená se dá použít i bitumenová emulze tak, jak je popsáno v příkladech provedení, přičemž 3 až 10% hmotnostních pojící fáze se smíchá s 90 až 97 % hmotnostními kamenné drti.

Podle vynálezu se dají na bázi bitumenů vyrábět následující skupiny výrobků:

Bitumenová emulze jako pojící fáze k výrobě povrchových vrstev za studená, k nanášení povrchů, jako pojící fáze pro kalové jímky, pro pokrývky na zemědělskou půdu a jsou vhodné i pro recyklaci. U posledně jmenovaného případu následuje znovupoužití asfaltové drti nebo drti z odfrézovaných povrchů stejně jako jiných recyklovatelných stavebních materiálů s nebo bez 20 přídavku cementu. Dále se dá bitumenová emulze využít pro impregnovací účely, např. jako injektážní prostředek pro zakládání zdí, pro zalévání spár a podobně.

Claims

1. Bitumenová emulze pro směsi k nanášení za studená ke zhotovování povrchů silnic nebo

30 ulic sestávající z bitumenu a fluxovací složky, případně z přídavných látek, pojivá, emulgátorů, sušiva, elastomerů, síťovacích činidel, přičemž fluxovací složkou je rostlinný olej nebo od něj odvozený derivát, vyznačující se tím, že obsah bitumenu je 50 až 99% hmotnostních, přičemž jako fluxovací složka je přítomen v rozsahu 1 až 50 % hmotnostních rostlinný olej a to olej řepkový nebo derivát řepkového oleje nebo derivát jeho mastné kyseliny

35 nebo směsi mastných kyselin nebo produkt vzniklý z jeho reesterifikace jako je metylester řepkového oleje nebo alkydpryskyřicové deriváty řepkového oleje, a tato fluxovací složka je emulgována ve vodné fázi.

2. Bitumenová emulze podle nároku 1, vyznačující se tím, že součástí fluxovací 40 složky je k řepkovému oleji nebo derivátu řepkového oleje i lněný olej v množství 0,1 až 30 % hmotnostních fluxovací složky a dále s podílem 0,1 až 5 % hmotnostních fluxovací složky pojivo na bázi mastných aminů.

3. Bitumenová emulze podle nároku 1, vyznačující se tím, že kbitumenu 45 a fluxovací složce obsahuje 0,1 až 3 % hmotnostní pojivá nebo směsi pojiv na bázi mastných aminů nebo na křemičitoorganické bázi.

4. Bitumenová emulze podle nároku 1, vyznačující se tím, že bitumen je polymermodifikovaný silniční bitumen a je přítomen v rozsahu 85 až 95 % hmotnostních,

50 přičemž řepkový olej nebo derivát řepkového oleje je přítomen v rozsahu od 4 do 15% hmotnostních.

5. Směs knanášení za studená vyznačující se tím, že sestává z 3 až 10% hmotnostních bitumenové emulze podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4 ve směsi s kamennou drtí

-4CZ 288803 B6

<

v rozsahu 90 až 94 % hmotnostních, přičemž případný zbytek tvoří deemulgační přísady jako jsou soli, alkálie nebo kyseliny.

6. Způsob povrchové úpravy silnic, ulic, přehrad a podobně, vyznačující se tím, že

5 se bitumenová emulze podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 4 nanáší v množství od 0,8 až

1,5 kg na m² plochy na podklad, načež se na ni položí kamenná drť.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačuj ící se tím, že se vzniklý povrch zaválcuje a překryje konečnou krycí vrstvou.