FI112870B - Bitumiemulsio, sen valmistus ja käyttö ja siinä käytettävä rikkoutumislisäaine - Google Patents

Description

112870

BITUMIEMULSIO, SEN VALMISTUS JA KÄYTTÖ JA SIINÄ KÄYTETTÄVÄ RIKKOUTUMISLISÄAINE

Tämä keksintö koskee bitumiemulsiota, menetelmää sen valmistamiseksi, rikkoutumislisäainetta, joka on tarkoitettu käytettäväksi bitumiemulsiossa ja bitumiemulsion käyttöä. Tarkemmin sanottuna tämä keksintö koskee anioni- tai ka-tionityyppistä bitumiemulsiota, jossa on rikkoutumislisäai-ne, rikkoutumislisäainetta, joka on tarkoitettu käytettäväksi bitumiemulsiossa, ja bitumiemulsion käyttöä sideaineena teiden rakennuksessa, teiden ylläpidossa, vanhojen asfaltti-kiveysten kierrätyksessä tai rakennustyössä.

Tunnetaan suuri joukko menetelmiä bitumiemulsioiden rikkomiseksi. Kuitenkin niillä kaikilla on haittapuolena, että rikkoutuminen tapahtuu välittömästi. Jotta bitumiemul-sioita voidaan käyttää esimerkiksi asfalttiseosten valmistamiseksi, on välttämätöntä saavuttaa kontrolloitu pitkittynyt rikkoutuminen. Tällä tavoin voidaan käyttää erittäin stabiilia bitumia, joka tuottaa hyvän kivimateriaalipäällysteen, jota voidaan sekoittaa ja kivetä sekä tiivistää ilman rikkoutumista.

* * Kun tiivistäminen on toteutettu, emulsion pitäisi ./·* rikkoutua mahdollisimman nopeasti liikenteen aiheuttaman rikkoutumisen välttämiseksi. Toinen syy, miksi nopea rik-koutuminen on toivottua, on, että kylmä asfalttiseos, joka « on valmistettu käyttäen emulsiota, on herkkä vedelle (so.

sateelle) ennen emulsion rikkoutumista.

Eurooppalaisessa patenttihakemuksessa 90850415.2 on . , julkaistu yksi tapa tämän saavuttamiseksi. Tässä menetelmäs- * · t sä käytetään rikkoutumislisäainetta, joka käsittää vesi-öl-*·* * jyyn- emulsion, jossa neutraloivan suolan vesiliuos on dis-·;· pergoitu jatkuvaan öljyfaasiin. Siten tämä menetelmä perus-tuu vesiliukoisten aineiden käyttöön rikkoutumisen saavutta- » « » miseksi.

;*·’ Tämän keksinnön kohde on tuottaa bitumiemulsio, jossa * i · ’· " on mahdollista käyttää vesiliuosten sijasta kiinteitä ainei- 2 Ί12370 ta, jotka ovat sinänsä tunnettuja bitumiemulsioiden rikkomiseksi. Kuitenkin bitumiemulsiot rikkoutuvat välittömästi, kun niihin lisätään tällaisia aineita. Ongelma on ollut pitkittyneen rikkoutumisen saavuttaminen kiveyksen ja tiivistämisen sallimiseksi ennen jähmettymistä.

Tämän keksinnön mukaisesti nyt on havaittu, että tämä ongelma voidaan ratkaista valmistamalla kiinteän rikkoutu-mismateriaalin suspensio rikkoutumista kontrolloivana lisäaineena, joka sekoitetaan bitumiemulsioon juuri ennen haluttua rikkoutumishetkeä. Öljykalvo viivyttää sitten rikkoutu-mismateriaalin ja bitumiemulsion välistä kosketusta.

Edellä esitetyn mukaisesti tämä keksintö koskee siten anioni- tai kationityyppistä bitumiemulsiota, jossa on rik-koutumislisäaine, jolloin bitumiemulsio on tunnettu siitä, että rikkoutumislisäaine lisätään emulsioon kiinteän rikko-utumisaineen suspensiona öljyssä.

Keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti emulsio on kationista tyyppiä, jolloin voidaan käyttää esimerkiksi seu-raavia emäksisiä aineita rikkoutumiskemikaaleina: kalsiumhy-droksidia, kalsiumoksidia, alkalimetallitetraboraattia, aikai imetallikarbonaattia, alkalimetallimetasilikaattia, se- • · t e · menttiä (STS-sementtiä P), sulfonoidun ligniinin alkalime- * tallisuoloja, magnesiumkarbonaattia ja magnesiumhydroksidia.

* * >

Edellä käytettynä termin "alkalimetalli" on tarkoitus viitata natriumiin ja kaliumiin, edullisesti natriumiin.

; Esimerkki sulfonoidun ligniinin natriumsuolasta on Diwatex * i ♦ « J i : 30 yhtiöltä Holmen Kemi.

Viivytysaikaa voidaan vaihdella jossakin määrin va- ; litsemalla erilaisia öljyjä suspensiota varten, öljyn valin- * · · nalla on suuri merkitys suspension stabiilisuuden kannalta. \ Tämän keksinnön mukaisesti öljyt, joita käytetään tässä yh- t>’;‘ teydessä, voidaan valita kivennäisöljyistä, synteettisistä ; : öljyistä ja kasviöljyistä.

.'· Periaatetta, että annetaan öljykalvon viivyttää emul- 1 sion rikkovan kiinteän aineen ja bitumiemulsion välistä kos- ' · ketusta, voidaan myös käyttää, jos valmistetaan suspension 112370 3 emulsio veteen. Siten tämän keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti kiinteän aineen suspensio öljyssä lisätään emulsiona vedessä. Tässä tapauksessa ei voida kuitenkaan käyttää vesiliukoisia suoloja rikkoutumiskemikaalina, koska ne huuhtoutuvat öljykalvon läpi jatkuvaan vesifaasiin. Kun tällainen rikkoutuva emulsio sekoitetaan bitumiemulsion kanssa saadaan välitön rikkoutuminen, joka ei ole toivottavaa.

Keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti keksintö koskee rikkoutumislisäainetta käytettäväksi tämän keksinnön mukaisessa bitumiemulsiossa, jolloin rikkoutumislisäaine on tunnettu siitä, että se sisältää rikkovan kiinteän aineen suspension öljyssä.

Tämän keksinnön mukaisen rikkoutumislisäaineen yhden suoritusmuodon mukaisesti kiinteän aineen suspensio öljyssä emulgoidaan veteen.

Tämän keksinnön mukainen bitumiemulsio valmistetaan käyttäen menetelmää, joka on tunnettu seuraavista vaiheista: a) valmistetaan rikkovan kiinteän aineen suspensio öljyyn, b) sekoitetaan suspensio anioni- tai kationityyppisen . bitumiemulsion kanssa, ♦ · * * s jolloin suspensio on mahdollisesti emulgoitu veteen * « # •: ennen vaihetta b).

..5 Keksintö koskee myös keksinnön mukaisen bitumiemul- * » ’/*: sion käyttöä teiden rakennuksessa, teiden ylläpidossa, van- • : f hojen asfalttikiveysten kierrätyksessä tai rakennustyössä, kuten kattamisessa, päällystämisessä ja tiivistettäessä vettä vastaan.

: Keksintöä kuvataan edelleen seuraavassa muutamien ' i * työesimerkkien avulla.

* * «

Esimerkki 1 i

Suspensio, joka koostuu 49 %:sta kalsiumhydroksidia 't i‘ nafteenitisleessä (viskositeetti 40 °C:n lämpötilassa 32 ,V. mm2/s, hiilityypin analyysi: CA = 30 %, CN = 30 %, Cp = 45 %) , valmistetaan dispergoimalla käyttäen Ultraturrax®-tyyppistä

* i I

tehosekoitinta. Kun 2 % edellä saatua suspensiota lisätään 112370 4 bitumiemulsioon BE65/5000 (Nynäs Bitumen AB), saadaan hyvin rikkoutunut emulsio, jossa vesi on erottunut 20 tunnissa.

Rikkoutumislisäaineen vaikutuksen tutkimiseksi edelleen toteutettiin niin kutsuttu valuma- ja huuhtoutumakoe. Koe toteutettiin seuraavalla tavalla: Lisätään tietty määrä rikkoutumislisäainetta bitumiemulsioon. Sitten emulsio sekoitetaan kivimateriaaliin, joka on kostutettu vedellä. Seosta sekoitetaan 30 sekunnin ajan ja sitten se kaadetaan suppiloon, jossa on metalliverkko pohjalla. Suppilosta ulos virtaava neste kerätään talteen 30 minuutin ajan. Vesi haihdutetaan ja jäännös ilmoitetaan "valumana" ilmaistuna prosenttina sideainetta lisätyn sideaineen määrästä. Seos jätetään suppiloon vielä 30 minuutin ajaksi, minkä jälkeen 200 ml vettä kaadetaan massan päälle. Vesi kerätään talteen ja haihdutetaan. Jäännös punnitaan ja ilmoitetaan huuhtoutumana prosentteina lisätystä sideaineesta.

Lisättiin 2 % edellä saatua suspensiota bitumiemulsioon P91-212-01 (Nynäs Bitumen AB). Kostutettiin 500 g kivimateriaalia (graniittia Farstasta; koostumus 52 % 4 - 8 mm, 13 % 2 -4 mm ja 35 % 0-2 mm) 20 g:11a vettä. Kivimateriaaliin lisättiin 40 g edellä saatua emulsiota. Seos kaadet- * tiin suppiloon "valuman" ja "huuhtoutuman" mittaamiseksi *;· edellä esitetyn mukaisesti.

Tulokset: Valuma: 0 %. Huuhtoutuma: 0,8 %. Tuloksia : voidaan verrata tapaukseen, jossa ei lisätty rikkoutumissus- : pensiota: Valuma: 5 %. Huuhtoutuma: 11 %.

Esimerkki 2

Suspensio, joka koostuu 38 %:sta natriummetasilikaat-tia nafteenitisleessä (viskositeetti 40 °C:n lämpötilassa 200 mm2/s, hiilityypin analyysi: CA = 25 %, CN = 30 %, Cp = 45 V ‘ %), valmistetaan dispergoimalla käyttäen Ultraturrax®-tyyp- pistä tehosekoitinta. Kun 2 % edellä saatua suspensiota li-, sätään bitumiemulsioon BE 65115000, saadaan rikkoutunut emulsio, jossa vesi ei ole erottunut 24 tunnissa.

·'·* Lisättiin 2 % edellä saatua suspensiota bitumiemulsi- *. oon P91-212-01 ja toteutettiin kokeet, jotka osoittivat "va- 5 11. 70 luman" ja "huuhtoutuman", samalla tavalla kuten esimerkissä 1.

Tulokset: Valuma: 0 %. Huuhtouma: 0 %.

Esimerkki 3

Suspensio, joka koostuu 68 %:sta sementtiä naf-teenitisleessä (viskositeetti 32 mm2/s 40 °C:n lämpötilassa), valmistetaan dispergoimalla käyttäen Ultraturrax®-tyyppistä tehosekoitinta. Suspensio emulgoidaan sitten veteen. Emulsiolla on seuraava koostumus: 47 % sementtisuspensiota, 47 % vettä, 3 % Berol 79 - emulgointiainetta ja 3 % Berol 540 -emulgointiainetta (molemmat emulgointiaineet yhtiöltä Berol Nobel AB).

Lisättiin 3,5 % edellä saatua emulsiota bitumiemulsi-oon P91-212—01. Lisättiin 40 g seosta 500 g:aan kosteata kivimateriaalia (kuten esimerkeissä 1 ja 2) . Seosta sekoitettiin 30 sekunnin ajan ja se kaadettiin suppiloon "valuman" ja "huuhtoutuman" tutkimiseksi.

Tulokset: Valuma: 0 %. Huuhtoutuma: 0,9 %.

• · • · I , | « * *

Claims (10)

1. 6 112370
2. 1. Anioni- tai kationityyppinen bitumiemulsio, jossa on rikkoutumislisäaine, tunnettu siitä, että rik-koutumislisäainetta on lisätty emulsioon rikkovan kiinteän aineen suspensiona öljyssä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen bitumiemulsio, tunnettu siitä, että emulsio on kationityyppinen.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen bitumiemulsio, tunnettu siitä, että kiinteä faasi käsittää kalsium-hydroksidin, kalsiumoksidin, alkalimetallitetraboraatin, al-kalimetallikarbonaatin, alkalimetallimetasilikaatin, sementin, sulfonoidun ligniinin alkalimetallisuolan, magnesiumkarbonaatin tai magnesiumhydroksidin.
5. 4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen bitumiemulsio, tunnettu siitä, että öljy on ki-vennäisöljy, synteettinen öljy tai kasviöljy.
6. 5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukainen bitumiemulsio, tunnettu siitä, että suspensio öljyssä lisätään emulsiona vedessä.
7. 6. Rikkoutumislisäaine käytettäväksi minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukaisessa bitumiemulsiossa, tunnettu siitä, että se sisältää veteen liukenemat-toman rikkovan kiinteän aineen suspension öljyssä, joka . emulgoidaan veteen.
8. 7. Menetelmä minkä tahansa patenttivaatimuksista 1 - 5 mukaisen bitumiemulsion valmistamiseksi, tunnettu ' '*· siitä, että a) valmistetaan rikkovan kiinteän aineen suspen- i sio öljyyn ja b) sekoitetaan suspensio anioni- tai ka- ’ i *· tionityyppisen bitumiemulsion kanssa, jolloin suspensio emulgoidaan mahdollisesti veteen ennen vaihetta b) , jossa 3"; rikkova kiinteä aine on veteen liukenematon. , 8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukai- • _ sen bitumiemulsion käyttö teiden rakennuksessa, teiden yllä- • '· pidossa tai vanhojen asfalttikiveysten kierrätyksessä. 112, :,70
9. 9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen bitumiemulsion käyttö rakennustyössä, kuten kattamisessa, päällystämisessä ja tiivistettäessä vettä vastaan.
10. 10. Rikkovan kiinteän aineen käyttö rikkoutumislisä-aineena suspensiona öljyssä, jossa rikkoutumislisäaineena on anioni- tai kationityyppinen rikkoutumislisäaine bitumiemul-siossa. 112370