PL189186B1 - Sposób wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego, w którym w pierwszym etapie miesza sie wypelniacz i ogrzany agregat z czesciowa iloscia bitumu wynoszaca 15-25% wagowo calkowitej ilosci bitumu wstepnie ogrzana do stanu cieklego i pozostawia sie mie- szanine do ochlodzenia do temperatury otoczenia dla utworzenia granulowanego produktu pólwykonczonego, po czym pólwykonczony produkt w drugim etapie zostaje zmieszany z pozostala iloscia bitumu ogrzanego do stanu cieklego dla utworzenia granulowanego produktu koncowego w postaci asfaltu mastykowego, znamienny tym, ze w pierwszym etapie mieszania dodaje sie tylko czesciowa ilosc materialu wypelniacza, stanowiaca 15-30% wagowo calkowitej ilosci materialu wypelniacza w produkcie koncowym, i ze z pozostala iloscia materialu wypelniacza jest zmieszana pozostala ilosc bitumu dla utworzenia zawiesiny, która jest zmieszana z pólwykonczonym produktem w tym drugim etapie. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego, w którym wypełniacz i ogrzany agregat w pierwszym etapie są zmieszane z ilością częściową wynoszącą 15-25% wagowo bitumu wstępnie ogrzanego do stanu ciekłego, i mieszanina jest pozostawiona do ochłodzenia do temperatury otoczenia dla utworzenia granulowanego produktu półwykończonego, po czym wspomniany półwykończony produkt w drugim etapie zostaje zmieszany z pozostałą ilością bitumu ogrzanego do stanu ciekłego, dla utworzenia produktu końcowego w postaci granulowanego asfaltu mastykowego. Tego rodzaju granulat mastykowy jest przeznaczony głównie do stosowania jako powłoka ochronna na zgrzewane szwy pomiędzy odcinkami rur w podwodnych rurociągach, w szczególności do wprowadzenia węglowodorów. Jednakże nadaje się on również do stosowania w innych zastosowaniach, w których istnieje potrzeba transportowania asfaltu mastykowego w stanie oziębionym na dłuższe odległości.

Określenie „wypełniacz” stanowi zwrot techniczny stosowany do określania mączki skalnej lub pyłu kamiennego, zaś „agregat” stanowi określenie techniczne oznaczające materiały mineralne w postaci pokruszonej skały, piasku, itd.

Patent GB nr 334 588 ujawnia sposób przygotowywania asfaltu mastykowego w blokach, przeznaczonego do stosowania jako zwykły asfalt drogowy. Tak więc, najpierw gruba frakcja agregatu zostaje zmieszana z bitumem, następnie jest dodawana drobna frakcja agregatu, opcjonalnie wraz z pozostałą ilością bitumu, i na koniec materiał wypełniacza. Cała operacja jest przeprowadzana w jednym etapie bez jakiegokolwiek pośredniego, zaś otrzymany produkt jest w postaci bloczków a nie granulatu. Patent GB nr 1 494 279, podobnie jak powyższy GB 334 588 ujawnia sposób wytwarzania asfaltu mastykowego w postaci stałych bloczków, w którym zasadniczym aspektem jest dobór proporcjonalnych ilości rozmaitych komponentów, bitumu, wypełniacza i agregatu, oraz wielkości cząstek tego ostatniego.

Sposób wymieniony na wstępie i dotyczący wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego jest znany ze zgłoszenia patentowego PCT nr publikacji WO 97/24410, otrzymywany produkt w postaci asfaltu mastykowego i będący skutkiem stosowania tego znanego sposobu

189 186 stanowi ulepszenie w stosunku do asfaltu mastykowego opisanego w GB 1 494 279 polegające na tyra, że produkt według zgłoszenia PCT występuje w postaci granulatu co w porównaniu z bloczkowo ukształtowanym asfaltem mastykowym wymaga mniejszego zużycia energii do wytworzenia i jest łatwiejszy do obsługiwania podczas stosowania, tak jak opisano w ostatnim dokumencie. Wada tego znanego sposobu polega jednak na niejednolitej kompozycji granulatu asfaltu mastykowego, co powoduje tworzenie się zbryleń.

Obecnie, nieoczekiwanie stwierdzono że powyższa wada techniki według zgłoszenia PCT może być praktycznie wyeliminowana przez utrzymywanie w pierwszym etapie mieszania nie tylko częściowej ilości całkowitej ilości bitumu, ale również częściowej ilości wynoszącej 15-25% wagowo całkowitej ilości wypełniacza zawartego w produkcie końcowym, jak przedstawiono w załączonym zastrzeżeniu 1. Z tego względu unika się występowania niepożądanej tendencji do zbrylania i znacząco polepsza się łatwość obsługi. W szczególności, sposób według wynalazku posiada następujące korzyści w stosunku do stanu techniki według powyższego zgłoszenia PCT:

- lepsze powlekanie materiału półwykończonego produktu, z mniejszą zawartością wypeł niacza w agregacie.

- lepsze rozprowadzenie wypełniacza w granulacie, ponieważ zawiesina pełni funkcję spoiwa i jest jednolicie rozprowadzona na materiale półwykończonego produktu.

Nie występuje żadne czyste spoiwo na powierzchni granulowanego asfaltu mastykowego, przez co jest znacząco zredukowana lepkość granulatu i jego zdolność magazynowania jest odpowiednio zwiększona. Stanowi to znaczącą korzyść, ponieważ granulat jest normalnie dostarczany w workach 800 kg układanych w stos jeden nad drugim.

W rozwiązaniu sposobu według wynalazku, z zastosowaniem częściowej ilości bitumu wynoszącej 15-25% wagowo całkowitej ilości bitumu w pierwszym etapie mieszania, stosowana jest częściowa ilość wypełniacza wynosząca 15-30% wagowo całkowitej ilości wypełniacza.

Według korzystnej cechy sposobu według wynalazku, do zawiesiny bitum/wypełniacz jest dodawany PBS („Stabilizator Bitumu Phonix”, syntetyczny polimer amidowy) w proporcji 2-5, korzystnie około 3% całkowitej ilości bitumu, podwyższając temperaturę mięknienia bitumu z 85 do 110°C, i obniżając temperaturę procesową z 20θ do 180°C. Powoduje to mniejsze zużycie energii dla celów grzejnych i szybsze zestalanie po rozprowadzeniu asfaltu mastykowego.

Korzystnie mieszanie jest przeprowadzane w drugim etapie jako proces ciągły, w którym zawiesina bitumu/wypełniacza jest natryskiwana na strumień półwykończonego produktu.

Korzystnie, do półwykończonego produktu jest dodawana woda w drugim etapie w ilości 0,5-1,5% wagowo półwykończonego produktu. Powoduje to po pierwsze efekt spieniania w wyniku odparowania wody uderzającej o gorący bitum, tym samym polepszając dyspersję granulek półwykończonego produktu w zawiesinie bitumu i tym samym, polepszenie powlekania bitumu na granulkach, a po drugie efekt chłodzenia obniżający temperaturę podczas procesu mieszania do poziomu poniżej temperatury mięknienia bitumu, co powoduje że poszczególne granulki w granulowanym produkcie końcowym są mniej lepkie, z mniejszą tendencją do tworzenia zbryleń.

Obecnie wynalazek zostanie opisany bardziej szczegółowo.

Procedura wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego według wynalazku jest następująca.

Jest przygotowany półwykończony produkt składający się z 90-95% agregatu, 2-5% wypełniacza i 2-4% bitumu, przy czym wszystkie procenty (również powyżej jak w poniższym opisie) są odniesione do ciężaru.

Przygotowanie półwykończonego produktu jest przeprowadzane w sposób konwencjonalny przez ogrzewanie agregatu zawierającego wypełniacz i mieszanie go z gorącym, ciekłym bitumem. Mieszanina jest następnie pozostawiona do ochłodzenia do temperatury otoczenia (temperatury powietrza).

Po ochłodzeniu mieszanina w wyniku jej stosunkowo niewielkiej zawartości bitumu będzie występowała w postaci jednorodnego granulatu.

189 186

Produkt końcowy, to jest asfalt mastykowy w postaci granulek zostaje następnie wytworzony przez zmieszanie półwykończonego produktu zawiesiną gorącego bitumu i wypełniacza w stosunku wagowym około 1:1 (50/50%). Proporcjonalna ilość półwykończonego produktu i zawiesiny zostaje uregulowana dla uzyskania mieszaniny zawierającej całościowo około 69% agregatu, 16⁰% wypełniacza i 15% bitumu.

Korzystnie, do zawiesiny jest dodawane PBS w ilości około 3% całkowitej ilości bitumu. Następnie wystarczy utrzymać temperaturę zawiesiny na poziomie około 180°C, w przeciwieństwie do 200°C bez PBS.

Mieszanina półwykończonego produktu i zawiesiny/wypełniacza jest korzystnie wytwarzana przez rozpraszania granulowanego półwykończonego produktu, opcjonalnie z dodaną do niego wodą, jako ciągły strumień do miksera w którym zawiesina gorącego bitumu/wypełniacza jest natryskiwana na strumień granulatu.

Tego rodzaju ciągły proces mieszania, to jest natryskiwania pozostałej proporcji bitumu/wypełniacza w postaci zawiesiny na ciągły strumień granulowanego produktu półwykończonego dodatkowo wspomaga zabezpieczanie jednolitego granulowanego produktu półwykończonego.

Ogólnie znaną techniką mieszania jest mieszanie substancji cząsteczkowych i płynnych w procesie ciągłym jak opisano powyżej, dlatego nie ma potrzeby szczegółowego opisywania miksera. Można zastosować dowolny odpowiedni mikser. Również znaną i nie wymagającą dalszego opisu jest technika mieszania, polegająca na proporcjonalnym rozpraszaniu półwykończonego produktu i zawiesiny bitumu/wypełniacza w procesie ciągłym do uzyskiwania podanej powyżej procentowej proporcji wagowej agregatu, wypełniacza i bitumu. Jakkolwiek mieszanie półwykończonego produktu i zawiesiny bitumu/wypełniacza korzystnie jest przeprowadzane jako proces ciągły jak opisano powyżej, to jednak w obrębie wynalazku mieści się mieszanie składników, to jest półwykończonego produktu i zawiesiny w jakikolwiek inny sposób, tak jak poprzez proces ciągły lub proces mieszania seryjnego z zastosowaniem mieszadła lub tym podobnego.

Przykład

Ogrzano 92,5% agregatu w postaci Ansit o wielkości cząstek 0,075-5 mm do temperatury pomiędzy 140°C i 160°C, np. około 150°C, i zmieszano w maszynie do asfaltu z 4% wypełniacza w postaci Ansit o wielkości cząstek 0-75(im i 3,5% bitumu w temperaturze około 90°C. Następnie mieszaninę spuszczono na podłoże dla ochłodzenia z zastosowaniem przekręcania dookoła za pomocą chwytaka.

Przygotowano zawiesinę składającą się z bitumu i wypełniacza w proporcji 1:1, zmieszaną w kadzi za pomocą mieszadła, skutecznie utrzymującej mieszaninę w stanie jednorodnym. Do zawiesiny dodano 3% PBS w odniesieniu do całkowitego ciężaru bitumu. Temperatura mieszania zawiesiny wynosiła około 180°C.

Półwykończony produkt w temperaturze otoczenia, wraz z około 1% wagowo wody, dozowano jako ciągły strumień do urządzenia mieszającego, w którym na granulat przepływający przez urządzenie mieszające jest natryskiwana zawiesina bitumu/wypełniacza w temperaturze około 180°C.

Produkt końcowy wychodzący z urządzenia mieszającego jako strumień ciągły jest w postaci granulatu zawierającego około 69% wagowo agregatu, około 16% wagowo wypełniacza i około 15% wagowo bitumu.

189 186

Fig. ¥

189 186

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania granulowanego asfaltu mastykowego, w którym w pierwszym etapie miesza się wypełniacz i ogrzany agregat z częściową ilością bitumu wynoszącą 15-25% wagowo całkowitej ilości bitumu wstępnie ogrzaną do stanu ciekłego i pozostawia się mieszaninę do ochłodzenia do temperatury otoczenia dla utworzenia granulowanego produktu półwykończonego, po czym półwykończony produkt w drugim etapie zostaje zmieszany z pozostałą ilością bitumu ogrzanego do stanu ciekłego dla utworzenia granulowanego produktu końcowego w postaci asfaltu mastykowego, znamienny tym, że w pierwszym etapie mieszania dodaje się tylko częściową ilość materiału wypełniacza, stanowiącą 15-30% wagowo całkowitej ilości materiału wypełniacza w produkcie końcowym, i że z pozostałą ilością materiału wypełniacza jest zmieszana pozostała ilość bitumu dla utworzenia zawiesiny, która jest zmieszana z półwykończonym produktem w tym drugim etapie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie dodaje się PBS w ilości 2-5, a korzystnie około 3% wagowo całkowitej ilości bitumu.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że mieszanie w drugim etapie przeprowadza się jako proces ciągły, w którym zawiesina bitumu/wypełniacza jest natryskiwana na strumień półwykończonego produktu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie dodaje się wodę do półwykończonego produktu, w ilości około 0,5-1,5% wagowo półwykończonego produktu.