PL177612B1 - Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa, dodatek rozwarstwiający do emulsji bitumowej i sposób wytwarzania rozwarstwiającej się emulsji bitumowej - Google Patents

Abstract

1. Rozwarstwiajaca sie emulsja bitumowa typu anionowego lub kationowego za- wierajaca dodatek rozwarstwiajacy, znamienna tym, ze zawiera dodatek rozwarstwiaja- cy dodany do emulsji w postaci zawiesiny rozwarstwiajacego ciala stalego w oleju. P L 1 7 7 6 1 2 B1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy rozwarstwiającej się emulsji bitumowej, dodatku rozwarstwiającego do emulsji bitumowej i sposób wytwarzania rozwarstwiającej się emulsji bitumowej. Dokładniej, wynalazek dotyczy emulsji bitumowej typu anionowego lub kationowego zawierającej dodatek rozwarstwiający, dodatku rozwarstwiającego przeznaczonego do stosowania w emulsji bitumowej i sposobu wytwarzania rozwarstwiającej się emulsji bitumowej jako środka wiążącego w budowie dróg, konserwacji dróg, recyklingu starych dróg asfaltowych lub w pracach konstrukcyjnych.

Znane są liczne sposoby rozwarstwiania emulsji bitumowych. Wszystkie one jednak mają tę wadę, że rozwarstwianie następuje natychmiast. Aby umożliwić stosowanie emulsji bitumowych np. do wytwarzania mieszanin asfaltowych konieczne jest uzyskanie regulowanego opóźnionego rozwarstwiania. W ten sposób można stosować bardzo trwałe bitumy, co daje dobre pokrycie materiału kamiennego, pozwalające na mieszanie i wykonywanie powierzchni drogowej jak również zagęszczanie bez rozwarstwiania.

Gdy już przeprowadzono zagęszczenie, emulsja powinna rozwarstwiać się jak najszybciej, aby uniknąć przerw w ruchu drogowym. Innym powodem, dla którego pożądane jest szybkie rozwarstwianie jest to, że zimna mieszanina asfaltowa, sporządzona z emulsji, jest wrażliwa na wodę (to znaczy deszcz) przed rozbiciem emulsji.

Jeden ze sposobów osiągnięcia tego ujawniono w opisie europejskiego zgłoszenia patentowego nr 90850415.2. W sposobie tym wykorzystuje się dodatek rozwarstwiający, stanowiący emulsję typu woda w oleju, w której wodny roztwór soli zobojętniającej jest zdyspergowany w ciągłej fazie olejowej. Tak więc, dla osiągnięcia rozwarstwienia, sposób ten oparty jest na zastosowaniu substancji rozpuszczalnych w wodzie.

177 612

Celem wynalazku jest zapewnienie emulsji bitumowej, w której można stosować ciała stałe zamiast wodnych roztworów, które to ciała stałe są znane jako rozwarstwiające emulsje bitumowe. Emulsje bitumowe ulegają jednak natychmiast rozwarstwieniu po dodaniu takich substancji. Problemem jest osiągnięcie opóźnionego rozwarstwiania, pozwalającego na ułożenie nawierzchni i zagęszczenie przed zestaleniem.

Zgodnie z wynalazkiem obecnie stwierdzono, że problem ten można rozwiązać, sporządzając zawiesinę stałego materiału rozwarstwiającego jako dodatku rozwarstwiającego regulującego rozwarstwianie, który miesza się z emulsją bitumową tuż przed pożądanym momentem rozwarstwienia. Błonka olejowa opóźnia następnie zetknięcie materiału rozwarstwiającego z emulsją bitumową.

Zgodnie z wynalazkiem rozwarstwiająca się emulsja bitumowa typu anionowego lub kationowego, zawiera dodatek rozwarstwiający, dodany do emulsji w postaci zawiesiny rozwarstwiającej ciała stałego w oleju.

Zgodnie z jedną postacią wynalazku, faza stała stanowi wodorotlenek wapnia, tlenek wapnia, czteroboran metalu alkalicznego, węglan metalu alkalicznego, metakrzemian metalu alkalicznego, cement (STS cement P), sól metalu alkalicznego sulfonowanej ligniny, węglan magnezu lub wodorotlenek magnezu.

Stosowane wyżej określenie „metal alkaliczny” oznacza sód lub potas, korzystnie sód. Przykładową solą sodową sulfonowanej ligniny jest Diwatex 30, produkt firmy Holmen Kemi.

Czas opóźnienia można zmieniać w pewnym stopniu przez dobór różnych olejów do zawiesiny. Dobór oleju jest bardzo ważny dla trwałości zawiesiny. Zgodnie z korzystnym wariantem wynalazku emulsja jako olej zawiera olej mineralny, olej syntetyczny lub olej roślinny.

Zasadę pozwolenia błonce olejowej na opóźnianie zetknięcia ciała stałego rozwarstwiającego emulsję z emulsją bitumową można także wykorzystywać, gdy tworzy się emulsję zawiesiny w wodzie. I tak, zgodnie z jedną z postaci wynalazku emulsja zawiera zawiesinę w oleju dodaną w postaci emulsji w wodzie. W tym przypadku jednak jako chemikaliów rozwarstwiających nie można stosować soli rozpuszczalnych w wodzie, gdyż będą one ługowane przez błonkę olejową do ciągłej fazy wodnej. Gdy zmieszać taką emulsję rozwarstwiającą z emulsją bitumową, uzyskuje się natychmiastowe rozwarstwienie, co nie jest pożądane.

Zgodnie z innym aspektem, wynalazek dotyczy dodatku rozwarstwiającego do emulsji bitumowej, który to dodatek stanowi zawiesinę rozwarstwiającego ciała stałego w oleju.

Zgodnie z jedną z postaci dodatku rozwarstwiającego według wynalazku zawiera on zawiesinę ciała stałego zemulgowaną w wodzie.

Sposób wytwarzania rozwarstwiającej się emulsji bitumowej polega na tym, że sporządza się zawiesinę rozwarstwiającego ciała stałego w oleju, zawiesinę ewentualnie emulguje się w wodzie i miesza się tę zawiesinę z emulsją bitumową typu anionowego lub kationowego.

Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa według wynalazku znajduje zastosowanie w budowie dróg, konserwacji dróg, recyklingu starych nawierzchni asfaltowych lub w pracach budowlanych, takich jak pokrywanie dachów, powlekanie i izolowanie przed wilgocią.

Wynalazek opisano następnie dalej za pomocą następujących przykładów.

Przykład I. Sporządzono zawiesinę, składającą się z 49% wodorotlenku wapnia w destylacie naftenowym (lepkość w temperaturze 40°C 32 mm²/s, analiza rodzaju węgla C_A = 30%, C_N = 30%, Cp = 45%), poprzez dyspergowanie za pomocą mieszadła o dużej szybkości typu Ultraturrax. Gdy 2% tej mieszaniny dodano do emulsji bitumowej BE65/5000 (Nynas Bitumen AB), otrzymano dobrze rozwarstwiającą się emulsję, w której woda oddzielała się w ciągu 20 godzin.

W celu dalszego badania wpływu dodatku rozwarstwiającego, prowadzono tak zwane próby spływania i wymywania. Próby prowadzono w następujący sposób. Pewną ilość dodatku rozwarstwiającego dodano do emulsji bitumowej. Następnie emulsję zmieszano z materiałem kamiennym, który uległ zwilżeniu wodą. Mieszaninę mieszano w ciągu 30 s i następnie wylano do rozdzielacza z drucianą siatką na dnie. Zbierano ciecz wypływającą z rozdzielacza w ciągu 30 minut. Odparowano wodę a pozostałość, określanąjako „wypływ” wyrażono jako procent środka wiążącego w przeliczeniu na ilość dodanego środka wiążącego. Miesza4

177 612 ninę pozostawiono w rozdzielaczu przez dodatkowe 30 minut, po czym na masę wylano 200 ml wody. Wodę zebrano i odparowano. Pozostałość zważono i określono jako „wymytą”, wyrażając jej ilość w procentach dodanego środka wiążącego.

2% powyższej zawiesiny dodano do emulsji bitumowej o symbolu P91-212-01 (Nynas Bitumen AB). 500 g materiału kamiennego (granit z Farsta; skład 52% ziaren 4 - 8 mm, 13% ziaren 2-4 mm i 35% ziaren 0-2 mm) zwilżono 20 g wody. Dodano do tego 40 g powyższej emulsji. Mieszaninę wlano do rozdzielacza w celu oznaczenia „wypływu” i „wymycia” jak opisano wyżej.

Wyniki: „Wypływ”: 0%, „Wymycie”: 0,8%. Wyniki te można porównać z przypadkiem, gdy nie dodano zawiesiny rozwarstwiającej: „Wypływ”: 5%, „Wymycie”: 11%.

Przykład II. Sporządzono zawiesinę, składającą się z 38% metakrzemianu sodu w destylacie naftenowym (lepkość w temperaturze 40°C 200 mnf/s, analiza rodzaju węgla C_A = 25%, C_N = 30%, Cp = 45%), poprzez dyspergowanie za pomocą mieszadła o dużej szybkości typu Ultraturrax. Gdy 2% tej mieszaniny dodano do emulsji bitumowej BE65115000, otrzymano rozwarstwioną emulsję, w której woda nie oddzielała się w ciągu 24 godzin.

2% powyższej zawiesiny dodano do emulsji bitumowej o symbolu P91-212-01 i przeprowadzono próby potwierdzające „Wypływ” i „Wymycie” w taki sam sposób jak w przykładzie I.

Wyniki: „Wypływ”: 0%, „Wymycie”: 0%.

Przykład III. Sporządzono zawiesinę, składającą się z 68% cementu w destylacie naftenowym (lepkość w temperaturze 40°C 32 mm²/s), poprzez dyspergowanie za pomocą mieszadła o dużej szybkości typu Ultraturrax. Emulsja miała następujący skład: 47% zawiesiny cementu, 47% wody, 3% emulgatora Berol 79 i 3% emulgatora Berol 540 (oba emulgatory z firmy Berol Nobel AB).

Do emulsji bitumowej P91-212-01 dodano 3,5% powyższej emulsji. 40 g tej mieszaniny dodano do 500 g wilgotnego materiału kamiennego (jak w przykładach I i II). Mieszaninę mieszano w ciągu 30 s i wylano do rozdzielacza w celu dania „Wypływu” i „Wymycia”.

Wyniki : „Wypływ”: 0%, „Wymycie”: 0,9%.

Claims (7)

1. Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa typu anionowego lub kationowego zawierająca dodatek rozwarstwiający, znamienna tym, że zawiera dodatek rozwarstwiający dodany do emulsji w postaci zawiesiny rozwarstwiającego ciała stałego w oleju.

2. Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa według zastrz. 1, znamienna tym, że faza stała stanowi wodorotlenek wapnia, tlenek wapnia, czteroboran metalu alkalicznego, węglan metalu alkalicznego, metakrzemian metalu alkalicznego, cement, sól metalu alkalicznego sulfonowanej ligniny, węglan magnezu lub wodorotlenek magnezu.

3. Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako olej zawiera olej mineralny, olej syntetyczny łub olej roślinny.

4. Rozwarstwiająca się emulsja bitumowa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera zawiesinę w oleju dodaną w postaci emulsji w wodzie.

5. Dodatek rozwarstwiający do emulsji bitumowej, znamienny tym, że stanowi zawiesinę rozwarstwiającego ciała stałego w oleju.

6. Dodatek rozwarstwiający według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera zawiesinę ciała stałego zemulgowaną w wodzie.

7. Sposób wytwarzania rozwarstwiającej się emulsji bitumowej, znamienny tym, że sporządza się zawiesinę rozwarstwiającego ciała stałego w oleju, zawiesinę ewentualnie emulguje się w wodzie i miesza się tę zawiesinę z emulsją bitumową typu anionowego lub kationowego.