PL116236B2 - Sulfur-asphalt mixture - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka zawierajaca asfalt drogowy, odpadowa siarke oraz plastyfika¬ tory organiczne jako skladniki glówne, stosowane jako lepiszcze w budownictwie drogowym.Znanymi i powszechnie stosowanymi lepiszczami w budownictwie drogowym sa smoly drogowe i asfalty drogowe. Podaz tych lepiszcz jest jednak ograniczona tak ze wzgledu na zwiekszajace sie gwaltownie budownictwo dróg, jak i z uwagi na ograniczone zasoby surowców oraz narastajacy deficyt zwiazany z kryzysem paliwowo-energetycznym. Zmniejszenie deficytu lepiszcz z równoczesnym poprawieniem wlas¬ nosci eksploatacyjnych nawierzchni dróg, mozliwejest przez zastosowanie mieszanek siarkowo-asfaltowych.Znane mieszanki siarkowo-asfaltowe, bedace aktualnie w fazie doswiadczen terenowych zawieraja asfalt drogowy i „czysta" siarke rodzima lub siarke odzyskowa. Siarka odzyskowa otrzymywana jest przy oczyszczaniu gazu ziemnego i innych produktów otrzymywanych z ropy naftowej ajej cecha charakterysty¬ czna jest wysoka zawartosc czystego skladnika — ok. 99,9% S, nie rózniaca sie w sposób istotny od zawartosci w „czystej" siarce rodzimej.Niedogodnoscia otrzymywanych na bazie tej siarki lepiszczjest to, ze reaguje ona z asfaltem powodujac reakcje dohydrogenacji, w wyniku których wydzielaja sie znaczne ilosci toksycznego siarkowodoru. Proces ten zachodzi przede wszystkim w temperaturach wyzszych od 150°C po zmieszaniu siarki z asfaltem. Te niekorzystne cechy siarki w istotny sposób utrudniaja badz tez wrecz uniemozliwiaja praktyczne stosowanie lepiszcz siarkowo-asfaltowych zagrazajac zdrowiu pracowników oraz wszelkim organizmom zywym. Siarka rózni sie gestoscia od asfaltów a mieszanki ich posiadaja tendencje do rozwarstwiania sie i z tego to wzgledu wytwarzane sa czesto przy uzyciu skomplikowanych urzadzen homogenizacyjnych.Celem wynalazkujest unikniecie wyzej wymienionych wad mieszanek asfaltowych z czysta siarka przez opracowanie kompozycji o korzystniejszych wlasnosciach fizyczno-mechanicznyclu Badaniami laboratoryjnymi stwierdzono nieoczekiwanie, ze mieszanke o korzystniejszych wlasnosciach mozna uzyskac przygotowujac lepiszcza siarkowo-asfaltowe z siarki odpadowej uzyskanej z procesów hutniczych, zmieszanych z asfaltem drogowym oraz z ewentualnym dodatkiem plastyfikatorów siarki szczególnie korzystnai nieoczekiwana wlasnoscia tych mieszanekjest silne zmniejszenie wydzielaniasie H2S i SO2tak w fazie przygotowania mieszanek,jak tezdalszej pracy z nimi. Przeprowadzone badania wykazaly, ze substancje zanieczyzczajace siarke odpadowa z hutnictwa powoduja zmniejszenie emisji H£ i SO2. W sklad tych zanieczyszczen wchodza zwiazki,organiczne —w postaci cieklych,maloczasteczkowych weglowodorów nienasyconych oraz substancje nieorganiczne — zwiazki zelaza, krzemu, magnezu, wapnia oraz arsenu.2 116236 Stwierdzono, ze /wiazki te sa plastyfikatorami siarki spelniajac równoczesnie role srodków wiazacych i absorbujacych wywiazywane z mieszanek siarkowo-asfaltowych gazy. Ponadto stwierdzono, ze nawet bardzo niewielkie ilosci substancji organicznych zawartych w siarce odpadowej, pokrywajac cienka warstwa czastki siarki spelniaja doniosla role stabilizujaca rozproszenie podstawowych skladników mieszaniny t j. asfaltu i siarki. W przypadku gdy ilosc substancji zanieczyszczajacych w siarce jest zbyt mala, pozadany skutek uzyskuje sie stosujac dodatki plasiyfikujacc siarke a miedzy innymi ciekle polisiarczki alifatyczne uzyskiwane wedlug patentu 88412 oraz ciekle maloczasteczkowe weglowodory nienasycone. Te ostatnie spelniaja tu podwójna role, bedac równoczesnie plastyfikatorami siarki i srodkami absorbujacymi gazy.Badania uzyskaly nieoczekiwanie, ze siarka odpadowa z hutnictwa zastosowana w mieszankach asfaltowych poprawia w sposób wyrazny elastycznosc nawierzchni w niskich temperaturach. Czysta siarka elementarna nie posiada tej cennej cechy.Mieszanka wedlug wynalazku zawiera 1 do 50% (korzystnie ok. 30%) wagowych siarki, 0,005 do 3,0% (najkorzystniej 0,1 do 1%) plastyfikatorów organicznych oraz uzupelniajaca do 100% ilosc asfaltu drogo¬ wego. Plastyfikatorami sa ciekle polisiarczki alifatyczne oraz ciekle maloczasteczkowe weglowodory niena¬ sycone. Siarka stosowana do wytwarzania mieszanki winna zawierac co najmniej 90% czystego skladnika.Uzyskane nawierzchnie drogowe z mieszanki wedlug wynalazku sa mniej wrazliwe na zmiany temperatur a zwlaszcza w zakresie temperatur niskich.Przyklad I. Do kolby okraglodennej umieszczonej w ogrzewanej lazni olejowej, wlano 300g stopionej siarki odpadowej z hutnictwa oraz 700g asfaltu. Analiza chemiczna siarki wykazala zawartosc w niej: 99,26% Selementarnej, 0,12% substancji organicznych, 0,011% Arsenu, 0,61% substancji nieorganicznej nieulegaja- cej spalaniu w 500°C (popiól). Podczas intensywnego mieszania mieszaniny w temp. ok. 130° wydobywajace sie gazy absorbowano w pluczkach wypelnionych roztworem wodorotlenku sodowego.Analiza chemiczna uzyskana po uzyskaniu mieszanki wykazala, ze emisja H2S i SO2 wyniosla odpowied¬ nio 0,05g i 0,7g w przeliczeniu na 1 kg mieszanki i 1 godzine mieszania. Stanowi to okolo 20% stwierdzonej emisji dla analogicznego eksperymentu z siarka elementarna o zawartosci okolo 99,99% S. Otrzymana mieszanka nie róznila sie parametrami wytrzymalosciowymi od analogicznych kompozycji otrzymanych na bazie siarki elementarnej o zawartosci okolo 99,9% S, z wyjatkiem poprawy elastycznosci w niskich temperaturach w mieszance wedlug wynalazku.Przyklad II. Do kolby okraglodennej umieszczonej w lazni olejowej wlano 300g siarki odpadowej z hutnictwa zawierajacej 99,8% S. Zawartosc kolby mieszajac podgrzano do 155°C i dozowano lOg poli¬ siarczku otrzymanego w reakcji l,2dwuchloropropanu z czterosiarczkiem sodowym. Mieszanine ogrzewano w temp. 165°C w czasie 1 godziny. Po tym czasie ochladzano mieszaninedo 130°C i dodano 700g stopionego asfaltu jak w przykladzie I.Wyniki analizy gazów wydzielajacych sie w czasie przygotowania mieszanki nie odbiegaly od wyników uzyskanych w przykladzie I. Podobne byly równiez parametry fizykomechaniczne kompozycji finalnej.Zastrzezenia patentowe 1. Mieszanka siarkowo-asfaltowa, znamienna tym, ze zawiera siarke odpadowa pochodzaca z procesów oczyszczania gazów w przemysle hutniczym, asfalt drogowy oraz plastyfikatory organiczne. 2. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera siarke w ilosci 1 do 50% wagowych, plastyfikatory organiczne w ilosci 0,005 do 3% wagowych a uzupelnienie stanowi asfalt drogowy. 3. Mieszanka wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze zawiera dodatkowo plastyfikatory organiczne w ilosci od 0,005 do 3% wagowych. 4. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze stosuje sie siarke odpadowa zawierajaca co najmniej 90% siarki elementarnej.Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Mieszanka siarkowo-asfaltowa, znamienna tym, ze zawiera siarke odpadowa pochodzaca z procesów oczyszczania gazów w przemysle hutniczym, asfalt drogowy oraz plastyfikatory organiczne.
2. 2. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera siarke w ilosci 1 do 50% wagowych, plastyfikatory organiczne w ilosci 0,005 do 3% wagowych a uzupelnienie stanowi asfalt drogowy.
3. 3. Mieszanka wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze zawiera dodatkowo plastyfikatory organiczne w ilosci od 0,005 do 3% wagowych.
4. 4. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze stosuje sie siarke odpadowa zawierajaca co najmniej 90% siarki elementarnej. Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 egz. Cena 100 zl PL