CZ34265U1 - Asfaltové pojivo do asfaltových směsí pro silniční a železniční stavitelství - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká modifikace ropných asfaltů jemně mletou desintegrátorem aktivovanou pryží získanou výhradně z odpadních pneumatik a syntetickým voskem ze skupiny polyetylenových nebo Fischer-Tropschových vosků, jež se v takové kombinaci využijí zejména jako asfaltová pojivá pro různé typy asfaltových směsí konstrukcí vozovek pozemních komunikací, jež lze označit za nízkoteplotní.

Dosavadní stav techniky

Polymerem modifikovaná asfaltová pojivá jsou obecně zavedenou technologií, která se ve světě aplikuje více jak 35 let. Tato asfaltová pojivá jsou na evropské úrovni upravena příslušnou harmonizovanou evropskou normou, přičemž řeší primárně využitelnost různých typu syntetických elastomerů, a to v množství do 8 % hmota, obsahu asfaltového pojivá. Současně je všeobecně známé použití polymerem modifikovaných pojiv, u kterých se uplatní přísady pro zlepšení jejich zpracovatelnosti při nižších pracovních teplotách, jako jsou různé typy vosku, což upravují i některé patentové dokumenty, například WO 2017/136957, GB 13150262, DE 000010022666. Jedním ze základních dokumentů v této oblasti přitom zůstává WO/2001/10002205, který popisuje využití Fischer-Tropschova parafinu pro úpravu nebo modifikaci asfaltového pojivá s cílem snížení jeho viskozity, a tedy zlepšení zpracovatelnosti i při nižších míchacích teplotách. Současně jsou poznatky a přínosy takových řešení popsána v celé řadě odborných publikací, např. Edwards, Y, „Influence of Waxes on Bitumen and Asphalt Concrete Mixture Performance“, Road Materials and Pavement Design, Vol. 10, 2009. V České republice pro řešení kombinace silničního ropného asfaltu s polyetylenovým voskem je upraveno užitným vzorem CZ 29618 a obecné požadavky na asfaltová pojivá modifikovaná či upravená vosky jsou specifikována v ČSN 65 7204 pro silniční asfalty s vosky a v ČSN 65 7222-3 pro elastomery modifikované asfalty s vosky.

Asfaltová pojivá modifikovaná pryžovým granulátem jsou obecně zavedeným technickým řešením, které se rozvíjí obdobně dlouho jako polymerem modifikované asfalty. V českém prostředí jsou technickou normou ČSN 65 7222-1 připuštěna asfaltová pojivá, která využijí 5 až 25 % hmotnosti pryžového granulátu či pryžového prachu, přičemž tato norma společně s dalšími technickými předpisy připouští přítomnost polyamidových vláken do maximální výše 0,5 % hmotnosti. Současně s tím jsou známa řešení, kde je asfaltové pojivo modifikováno mikromletou aktivovanou pryží, užitný vzor CZ 29865 a CZ 28966. V mezinárodním měřítku existují i další řešení upravených pryžových granulátů, které vznikají vzájemným smísením mleté nebo granulované odpadní pryže a asfaltového pojivá s následnou granulací do podoby takzvaného koncentrátu, např. WO/1997/026299 nebo DE 19601285 AI. Příbuzným řešením je i granulát, který vzniká vzájemným smísením částic odpadní pryže a vosku s případnými aromatickými minerálními oleji a následně se přidává přímo do asfaltové směsi, patent CZ/EP 2593509 T3. Bobtnání částic odpadní pryže s 2 až 40 % aromatických olejů s následnou modifikací asfaltového pojivá popisuje i patent EP 1873212 Bl. Naopak dokumenty WO 94/14896 nebo CA 2152774 využívají zahřívání a postupné bobtnání pryžových částic umístěných v aromatickém uhlovodíkovém oleji a následné míšení kapalné pryže v množství 25 až 80% v asfaltovém pojivu s vytvořením vysoce modifikovaného koncentrátu. Dokument DE 6012131850 využívá míšení pryže apolyolefinů, které se následně společně vmíchají do asfaltového pojivá. Dokument DE 443081961 naopak vymezuje použití pryže a aktivního uhlí pro následné použití pro modifikací ropného asfaltu. Známé je i řešení dle patentu CZ/EP 2315803 T3 vzájemné kombinace ropného asfaltu, granulátu zdrcené pryže o velikosti do 5 mm, polymeru s glycidylovými skupinami a Eischer-Tropschovým voskem nebo polyoctenamerem.

- 1 CZ 34265 U1

Uvedená řešení se zaměřují buď na vytvoření vysoce modifikovaných asfaltových koncentrátů s pryží, nebo vedou k získání granulí či pelet, která se neuplatní přímo v asfaltovém pojivu, ale vmíchávají se přímo do asfaltové směsi. Nevýhodou koncentrátů je, že je třeba je při aplikaci do asfaltové směsi předmíchat s prostým ropným asfaltem, současně známá řešení jen v omezené míře umožňují docílit nižších výrobních teplot. Další z uvedených řešení jsou založená na kombinaci s aromatickými minerálními oleji, které mohou zvyšovat přítomnost nebezpečných karcinogenních látek. Řešení založené na peletách či granulích nemůže zajistit technicky plně homogenní produkt, pokud je takové řešení vmícháno přímo do asfaltové směsi.

Využívání chemický přísad pro zmírnění procesu termo-oxidativního stárnutí asfaltového pojivá zejména při jeho míšení s asfaltovým recyklátem je rozvíjeno po teoretické i praktické stránce posledních minimálně 8 let. Tyto látky jsou obecně označovány jako rejuvenátory a představují prostředky založené nejčastěji na přírodních esterech nebo minerálních olejích. Jejich podstatou je zvýšený obsah malténů, které u zdegradovaného asfaltového pojivá nahrazují chemicky nevratně přeměněné maltény charakteristické pro asfaltovou matrici. Některá řešení jsou popsána například v Zaumanis, M., et al, „Influence of six rejuvenators on the performance properties of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) binder and 100 % recycled asphalt mixtures Construction and Building Materials, Vol. 72, 2014 nebo v Soohyok Im „Impacts of rejuvenators on performance and engineering properties of asphalt mixtures eontaining recycled materials“, Vol. 72, 2014 nebo ve Weiming Song „Influence of warm-mix asphalt technology and rejuvenator on performance of asphalt mixtures eontaining 50 % reclaimed asphalt pavement“, Journal of Cleaner Production, Vol. 192, 2018. Současně existuje řešení rejuvenátoru popsané užitným vzorem CZ 28758. Účelem těchto chemických přísad je umožnit opětovné využití či recyklaci zestárnutých asfaltových vrstev a materiálu v těchto vrstvách v co nejvyšší míře, aby ale současně nedošlo k negativnímu ovlivnění užitných vlastností asfaltové směsi, která bude takový recyklát obsahovat.

Polymerem či pryžovým granulátem nebo mikromletou aktivovanou pryží modifikovaná asfaltová pojivá zlepšují obor plasticity, zvyšují elastické charakteristiky asfaltového pojivá a tím umožňují dosahovat potenciálně delší životnosti jak asfaltového pojivá, tak asfaltových vrstev vozovek, ve kterých se uplatní. Současně se zpravidla snižuje rychlost jejich termo-oxidativního stárnutí. Asfaltové směsi, kde se taková pojivá uplatní, se primárně využívají pro více namáhané konstrukce, kde se očekávají výraznější negativní účinky těžké nákladní dopravy. Své opodstatnění však mají i v případech, kde lze zaznamenat větší výkyvy teplot během roku, a to včetně náhlých změn teploty. V neposlední řadě zpravidla takto modifikovaná pojivá vylepšují adhezivní chování mezi pojivém a kamenivem. Pokud se u asfaltových pojiv využijí syntetické vosky či jiné povrchově aktivní chemické látky jako jsou například tensidy nebo organo-silany, lze docílit snížení dynamické viskozity takového pojivá při zvýšených teplotách, které jsou nezbytné pro smísení asfaltového pojivá s kamenivem a vytvoření kompozitu asfaltové směsi. V některých případech zejména některé syntetické vosky mohou mít jako vedlejší fýzikální efekt ztužení asfaltového pojivá, což se projeví zlepšenou odolností proti tvorbě trvalé deformace.

Nevýhodou uvedených způsobů různých modifikací či úpravy užitných, mechanických nebo mechano-chemických vlastností asfaltových pojiv, potažmo asfaltových směsí je skutečnost, že zpravidla existují odděleně a známé řešení kombinovaného účinku elastomerů u polymerem modifikovaných asfaltu a vosků se neuplatňuje v případech, kdy ropný asfalt je modifikován pryžovým granulátem či mikromletou aktivovanou pryží. V důsledku této skutečnosti pak není možné pracovní teploty nezbytné pro zpracování pryží modifikovaného asfaltu snižovat a omezit tak negativní dopady na potřebu energie a s ní spojenou emisi skleníkových plynů. Druhou nevýhodou je omezení přítomnosti polyamidových vláken v asfaltových pojivech modifikovaných pryží, což neumožňuje využití potenciálu této příměsi zůstávající v pryžovém granulátu při zpracování starých pneumatik, přičemž tento potenciál může zvyšovat odolnost asfaltové směsi proti rychlejšímu šíření trhlin. V neposlední řadě stávající řešení neuvažují o možnosti využít asfaltové pojivo modifikované pryží v kombinaci s dalšími přísadami

-2CZ 34265 U1 u asfaltové směsi, kde se uplatní zvýšený podíl substituce přírodního kameniva asfaltovým recyklátem. Takové řešení lze docílit při použití vhodného rejuvenátoru nebo polymerem vysoce modifikované asfaltového pojivá.

Cílem formulování asfaltových pojiv modifikovaných pryží v kombinaci s vybranými typy syntetických vosků a s případným využitím rejuvenátoru je celkové zlepšení technických charakteristik výrobku, mechanických a funkčních vlastností, s cílem dosáhnout delší životnosti asfaltové směsi, ve které jsou tato modifikovaná pojivá aplikována. Současně má takové řešení umožnit technicky šetrnou vzájemnou kombinaci s degradovaným asfaltovým recyklátem, přičemž i v tomto případě přítomnost syntetického vosku minimalizuje další proces degradace při míšení modifikovaného asfaltového pojivá a asfaltového recyklátu. V případě využití mikromleté aktivované pryže je dále cílem dosažení skladové stability modifikovaného asfaltového pojivá.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky spočívající především v potřebě zvýšené teploty pro využití asfaltového pojivá modifikovaného pryžovým granulátem nebo nemožností přímého získání modifikovaného asfaltového pojivá při použití řešení přípravy asfalto-pryžových koncentrátů do značné míry odstraňuje asfaltové pojivo do asfaltových směsí pro silniční a železniční stavitelství podle technického řešení.

Asfaltové pojivo do asfaltových směsí pro silniční a železniční stavitelství, modifikované jemně mletou pryží ze starých pneumatik a syntetickým voskem, obsahuje silniční ropný asfalt s penetrací mezi 50 dmm alOOdmm a dále obsahuje, vztaženo na výsledné modifikované asfaltové pojivo, 1,0 až 4,0 % hmota, syntetického vosku s bodem tání alespoň 90 °C, snižujícím dynamickou viskozita pojivá, vybraného ze skupiny: polyetylenový vosk, Fischer-Tropschův vosk a 10 % hmota, až 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže z pryžového granulátu stalých pneumatik, která má charakteristickou zrnitost do 0,8 mm a obsahuje 0,1 až 2.0 % hmota, polyamidových vláken, do 0,5 % hmota, ocelových částic a alespoň 30 % hmot, přírodního kaučuku.

Asfaltové pojivo výhodně dále obsahuje až 3,0 % hmota, polyolového esteru s bodem tání vyšším než 20 °C, na přírodní bázi. V dalším výhodném provedení je asfaltové pojivo prosté dalších katalyzátorů, minerálních přísad na bázi vápna a vápence i příměsí jiných organických látek a modifikátorů a má stejnorodost a stálost skladování po nejméně 70 hodin při teplotě 175 až 185 °C vyjádřenou rozdílem bodu měknutí s hodnotou do 7 °C.

Jemně mletá desintegrátorem aktivovaná pryž je s výhodou chemicky aktivovaná při teplotě 160 až 180 °C.

Asfaltové pojivo má s výhodou pružné chování vyjádřené zpětným přetvoření při teplotě 25 °C minimálně 40 %, penetraci při teplotě 25 °C od 30 do 75 dmm, bod měknutí stanovený metodou kroužek a kulička minimálně 50 °C a hodnotu komplexního dynamického smykového modulu u nezestárlého asfaltového pojivá minimálně 2,7 kPa při teplotě 60 °C s frekvencí namáhání 1,59 Hz a využitím geometrie destička-destička 25 mm při tloušťce vrstvy pojivá 1 mm. Asfaltové pojivo má výhodně dynamickou viskozita při rychlosti namáhání 20 otáček za minutu dosahuje maximální hodnoty 4,0 Pa.s při teplotě 135 °C a maximální hodnoty 1,2 Pa.s při teplotě 150 °C. Silniční ropný asfalt s penetrací mezi 50 dmm a 100 dmm je výhodně vybrán ze skupiny silniční ropný asfalt 50/70, silniční ropný asfalt 70/100.

Jemně mletá desintegrátorem aktivovaná pryž je v kombinaci s vysokomolekulámím polyetylenovým voskem nebo Fischer-Tropschovým voskem, který se přidává při teplotě 140 °C až 160 °C do ropného asfaltu, kde se s výhodou vmíchává při minimální míchací intenzitě 200 otáček/minuta po dobu 10 až 15 minut. Jemně mletá desintegrátorem aktivovaná pryž je

-3 CZ 34265 U1 popsána například užitným vzorem CZ 29199 U a vzniká rozdružením a aktivací drceného pryžového granulátu ze starých pneumatik s obsahem přírodního a syntetického kaučuku, a to s využitím speciálních desintegrátorů, například vysoko-otáčkového trhacího mlýnu pryže podle PUV 2014-29552. Získaná jemně mletá desintegrátorem aktivovaná pryž se do asfaltového pojivá přidává v množství 10% hmota, až 15% hmota, s vmícháním a s homogenizací odpovídající s výhodou minimálně míchací intenzitě 1500 otáček/minuta, a to při teplotě 160 °C až 180 °C po dobu 20 až 30 minut. Modifikované asfaltové pojivo může dále s výhodou obsahovat až 3,0 % hmota, polyolového esteru s bodem tání je vyšším než 20 °C, který se do výsledného modifikovaného asfaltového pojivá vmíchá společně s polyetylenovým nebo FischerTropschovým voskem při teplotě 145 °C až 160 °C. Díky této kombinaci lze u takto upraveného pojivá zvýšit jeho potenciál při jeho míšení v asfaltové směsi, která se bude vyznačovat vyšším podílem asfaltového recyklátu a bude u ní žádoucí omezit negativní účinky proběhlé termooxidativní degradace.

Pro výrobu asfaltového pojivá podle technického řešení se výhodně použije silniční ropný asfalt 50/70 nebo 70/100 dle požadavků ČSN 65 7204, u kterého jsou zajištěny po vmíchání a homogenizaci 10 % hmota, až 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže a 1 % hmota, až 4 % hmota, vysokomolekulámího polyetylenového nebo Fischer-Tropschova vosku ve výsledném modifikovaném asfaltovém pojivu hodnoty charakteristiky bodu měknutí dle CSN EN 1427 stanovené metodou kroužek a kulička minimálně na úrovni 50 °C, hodnoty charakteristiky penetrace dle ČSN EN 1426 stanovené při teplotě 25 °C v rozmezí 30 až 75 dmm, hodnoty charakteristiky zpětného přetvoření či elastičnosti stanovené při teplotě 25 °C v silovém duktilometru minimálně na úrovni 40% v souladu s ČSN EN 13398, hodnoty komplexního smykového modulu dle CSN EN 14770 u nezestárlého asfaltového pojivá minimálně 2,5 kPa stanoveného dynamickým smykovým reometrem při teplotě 60 °C s frekvencí namáhání 1,59 Hz a využitím geometrie destička-destička 25 mm se zkušební mezerou 1 mm, hodnoty dynamické viskozity dle ČSN EN 12596 stanovené vřetenovým viskozimetrem při 20 otáčkách za minutu a při teplotě 135 °C maximálně 3,5 Pa.s a při teplotě 150 °C maximálně 1,2 Pa.s, jakož i skladovací stability vyjádřené rozdílem bodu měknutí, který nepřesáhne 7 °C po skladování vzorku modifikovaného asfaltového pojivá v svisle postavené tubě po dobu 72 hodin při teplotě 180 °C.

Tímto způsobem se docílí jednak efektivního využití odpadní pryže přeměněné nájemně mletou desintegrátorem aktivovanou pryž v množství do 15 % hmotnostních, který vede u asfaltového pojivá k přiměřenému stupni modifikace a zlepšení elastických vlastností a současně umožní zlepšení skladovací stability, přičemž takové modifikované pojivo je dále využitelné za běžných technických požadavků v jakékoli asfaltové směsi, kdy teplota zpracování se může díky přítomnosti syntetického vosku snížit z obvyklého teplotního rozmezí 160 °C až 175 °C, na teplotu 145 °C až 160 °C, čímž dochází k energetickým úsporám a k nižší produkci skleníkových plynů.

Při skladování asfaltového pojivá delším jak 24 hodin a teplotě nad 145 °C je nezbytné zajistit jeho pomalé promíchání před vlastní aplikací. Asfaltové pojivo podle technického řešení je oproti dosud známým obdobným řešením homogenní.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 3 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 50/70. Doba vmíchání polyetylenového vosku je 15 minut při aplikaci

-4CZ 34265 U1

250 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže 30 minut při aplikaci 1700 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 38 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 61,0 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 47 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3,5 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 1,2 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 6,4 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 3,1 kPa.

Příklad 2

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 1 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 70/100. Doba vmíchání polyetylenového voskuje 10 minut při aplikaci 200 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1900 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 59 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 52,4 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 45 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3,2 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 1,0 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,6 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 2,8 kPa.

Příklad 3

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 1,0 % hmota, polyamidových vláken a 0,5 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 4 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 50/70. Doba vmíchání polyetylenového vosku je 15 minut při aplikaci 250 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1900 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 33 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 65,8 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 40 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 2,8 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 0,8 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 6,0 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 3,7 kPa.

Příklad 4

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 2 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 70/100. Doba vmíchání polyetylenového voskuje 15 minut při aplikaci 250 otáček/minuta společně s polyolovým esterem v množství 3,0% hmota, a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1500 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 75 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní

-5 CZ 34265 U1 lázni 50,2 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 52 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 2,7 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 0,8 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 6,4 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 2,6 kPa.

Příklad 5

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 10 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 1,0 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 3 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 50/70. Doba vmíchání polyetylenového vosku je 15 minut při aplikaci 250 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 20 minut při aplikaci 1700 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 41 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 61,0 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 46 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3,1 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 1,0 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,2 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 2,7 kPa.

Příklad 6

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,5 % hmota, ocelových částic, polyetylenový vosk v množství 3 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 70/100. Doba vmíchání polyetylenového voskuje 15 minut při aplikaci 200 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 25 minut při aplikaci 1900 otáček/minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 60 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 55,4 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 51 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 2,9 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 0,9 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,8 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 3,3 kPa.

Příklad 7

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,5 % hmota, ocelových částic, Fischer-Tropschův vosk v množství 3 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 50/70. Doba vmíchání Fischer-Tropschova voskuje 10 minut při aplikaci 200 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže 30 minut při aplikaci 1900 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 32 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 62,6 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 49 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3.1 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 1,0 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 6,2 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů

-6CZ 34265 U1 zkušebního postupu činila 3,8 kPa.

Příklad 8

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 10 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, Fischer-Tropschův vosk v množství 1 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 70/100. Doba vmíchání Fischer-Tropschova vosku 10 minut při aplikaci 200 otáček/minuta a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1900 otáček/minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 59 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 54,8 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 49 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3,0 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnotu 1,1 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,6 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 3,2 kPa.

Příklad 9

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0.8 mm s obsahem 0,1 % hmota, polyamidových vláken a 0,3 % hmota, ocelových částic, Fischer-Tropschův vosk v množství 2 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 70/100. Doba vmíchání Fischer-Tropschova vosku je 15 minut při aplikaci 200 otáček/minuta společně s polyolovým esterem v množství 2,0 % hmota, a doba vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1500 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 66 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 52,8 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 50 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 2,9 Pa.s (při teplotě 150 °C potom hodnotu 0,9 Pa.s). Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,4 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 2,8 kPa.

Příklad 10

Při využití homogenizátoru výroby modifikovaných asfaltových pojiv je vyrobeno asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží, které obsahuje 15 % hmota, jemně mletédesintegrátorem aktivované pryže zrnitosti až 0,8 mm s obsahem 2,0 % hmota, polyamidových vláken a 0,5 % hmota, ocelových částic, Fischer-Tropschův vosk v množství 3 % hmota, a běžný silniční ropný asfalt 50/70. Doba vmíchání Fischer-Tropschova voskuje 10 minut při aplikaci 250 otáček/minuta a s dobou vmíchání jemně mleté aktivované pryže je 30 minut při aplikaci 1900 otáček/ minuta. Výsledný produkt při provedení minimálně jednoho opakovaného měření dosahuje při teplotě 25 °C penetrace 36 penetračních jednotek dmm, bodu měknutí stanoveného metodou kroužek a kulička ve vodní lázni 63,4 °C. Hodnota zpětného přetvoření stanovená při teplotě 25 °C vždy na třech zkušebních vzorcích činí 49 %. Výsledné asfaltové pojivo vykazuje při teplotě 135 °C dynamickou viskozitu 3.4 Pa.s při teplotě 150 °C potom hodnota 1,3 Pa.s. Skladovací stabilita výsledného asfaltového pojivá po dobu 72 h při teplotě 180 °C činila 5,8 °C. V případě komplexního smykového modulu stanoveného dle výše uvedených parametrů zkušebního postupu činila 3,7 kPa.

-7CZ 34265 U1

Průmyslová využitelnost

Asfaltové pojivo do asfaltových směsí pro silniční a železniční stavitelství, modifikované jemně mletou pryží ze starých pneumatik a syntetickým voskem, podle technického řešení, lze využít zejména pro výrobu asfaltových směsí v silničním nebo železničním stavitelství, které jsou určené pro různé konstrukční vrstvy asfaltových vozovek nebo konstrukční vrstvy železničního spodku. Asfaltové modifikované pojivo může být využitelné i pro tenko vrstvě kompenzační vrstvy v podobě membrán pohlcujících napětí, které se používají v silničním stavitelství jako mezivrstvy například při překrytí hydraulicky stmelené nebo cementobetonové konstrukční vrstvy vrstvou asfaltovou. Foto pojivo se uplatní v uvedených aplikacích zejména tehdy, pokud jsou kladeny zvýšené nároky na užitné chování či mechanické a funkční charakteristiky hotové konstrukční vrstvy, které není možné zcela splnit při použití běžného silničního asfaltového pojivá. Dále je lze využít pro asfaltové směsi, u nichž se část kameniva nahradí asfaltovým recyklátem, a to v množství takové substituce do 40% hmotnosti asfaltové směsi. V těchto případech se s výhodou využije uvedená kombinace jemně mleté aktivované pryže, syntetického vosku apolyolového esteru. Ve všech uvedených případech modifikované asfaltové pojivo přispívá k docílení zvýšených nároků životnosti hotových asfaltových úprav, které se vyznačují delší zvýšenou odolností proti šíření trhlin nebo zvýšenou odolností proti tvorbě trvalé deformace. Asfaltové pojivo modifikované jemně mletou aktivovanou pryží a syntetickým voskem může být použito i v oblastech, kde je třeba provádět hydroizolační ochranu konstrukcí například při výrobě asfaltových izolačních pásů.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Asfaltové pojivo do asfaltových směsí pro silniční a železniční stavitelství, modifikované jemně mletou pryží ze starých pneumatik a syntetickým voskem, vyznačující se tím, že obsahuje silniční ropný asfalt s penetrací mezi 50 dmm a 100 dmm a dále obsahuje, vztaženo na výsledné modifikované asfaltové pojivo, 1,0 až 4,0 % hmota, syntetického vosku s bodem tání alespoň 90 °C, snižujícím dynamickou viskozitu pojivá, vybraného ze skupiny: polyetylenový vosk, Fischer-Tropschův vosk a 10 % hmota, až 15 % hmota jemně mleté desintegrátorem aktivované pryže z pryžového granulátu starých pneumatik, která má charakteristickou zrnitost do 0,8 mm a obsahuje 0,1 až 2,0 % hmota, polyamidových vláken, do 0,5 % hmota, ocelových částic a alespoň 30 % hmota, přírodního kaučuku.
2. 2. Asfaltové pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje až 3,0 % hmota, polyolového esteru s bodem tání vyšším než 20 °C.
3. 3. Asfaltové pojivo podle nároku 1 až 2, vyznačující se tím, že jemně mletá desintegrátorem aktivovaná pryž je chemicky aktivovaná při teplotě 160 °C až 180 °C
4. 4. Asfaltové pojivo podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že silniční ropný asfalt s penetrací mezi 50 dmm a 100 dmm ie vybrán ze skupiny silniční ropný asfalt 50/70, silniční ropný asfalt 70/100.