PL246208B1 - Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego - Google Patents
Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego Download PDFInfo
- Publication number
- PL246208B1 PL246208B1 PL443610A PL44361023A PL246208B1 PL 246208 B1 PL246208 B1 PL 246208B1 PL 443610 A PL443610 A PL 443610A PL 44361023 A PL44361023 A PL 44361023A PL 246208 B1 PL246208 B1 PL 246208B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- asphalt binder
- temperature
- binder
- binders
- Prior art date
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 12
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 3
- SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCOCC1CO1 SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006701 autoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000034 Plastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910009818 Ti3AlC2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012754 barrier agent Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
- C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/20—Mixtures of bitumen and aggregate defined by their production temperatures, e.g. production of asphalt for road or pavement applications
- C08L2555/22—Asphalt produced above 140°C, e.g. hot melt asphalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/50—Inorganic non-macromolecular ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/80—Macromolecular constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
- C08L2555/40—Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
- C08L2555/80—Macromolecular constituents
- C08L2555/82—Macromolecular constituents from natural renewable resources, e.g. starch, cellulose, saw dust, straw, hair or shells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, polega na tym, że chitozan i bentonit w proporcji masowej 1:2 dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 15 do 60 min, mieszadłem mechanicznym, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem dodatku dwuskładnikowego, zwiększającego odporność lepiszczy asfaltowych na działanie soli odladzających i zmniejszenie potrzeb remontowych nawierzchni wykonanych z zastosowaniem modyfikowanego lepiszcza asfaltowego.
Dotychczas znanych jest kilka sposobów modyfikacji lepiszczy asfaltowych. Z artykułu Bhupendra Singh, Praveen Kumar, Effect of polymer modification on the ageing properties of asphalt binders: Chemical and morphological investigation, wiadomo że najbardziej popularnymi elastomerami i plastomerami, stosowanymi do modyfikacji nawierzchni lepiszczy asfaltowych są styren-butadien-styren (SBS) i octan etylenowinylowy (EVA). Wynikiem modyfikacji lepiszczy asfaltowych syntetycznymi polimerami jest zwiększenie odporności uzyskanego asfaltu na działanie wysokich i niskich temperatur oraz zwiększenie trwałości zmęczeniowej nawierzchni asfaltowej wykonanej z zastosowaniem zmodyfikowanego asfaltu.
Z opisu zgłoszenia patentowego CN114806195A znany jest sposób otrzymywania asfaltu modyfikowanego polimerami. Zmodyfikowany asfalt zawiera 90-100 części asfaltu, 6-12 części oleju naftenowego, 1-3 części Ti3C2MXene, 3-5 części nanodwutlenku tytanu, 3-5 części eteru diglicydylowego 1,4-butanodiolu i 6-12 części mieszaniny SBS/SEBS. Sposób otrzymywania asfaltu modyfikowanego 25 mL-40 mL roztworu kwasu fluorowodorowego o udziale masowym 40%-50% wlewa się do pojemnika, następnie dodaje się 1,5-3 g proszku prekursora Ti3AlC2, uzyskaną mieszaninę utrzymuje się w kąpieli lodowej przez 10-20 min. Następnie mieszaninę miesza się w 50-70°C i 600-800 rad/min przez 30-40 h i umieszcza w wirówce i odwirowuje przy 3000-4500 rad/min przez 10-20 min. Następnie wylewa się supernatant, a roztwór reakcyjny przemywa się i przesącza za pomocą odsysania. Płukanie powtarza się kilka razy, aż pH supernatantu wyniesie 5-6. Otrzymany produkt Ti3C2MXene należy umieścić w suszarce próżniowej w temperaturze 40-80°C. 2) 90-100 części asfaltu podgrzewa się w celu całkowitego usunięcia wilgoci i doprowadzenia go do stanu stopionego i płynięcia oraz dodaje się 6-12 części oleju naftenowego. Następnie dodaje się 1-3 części Ti3C2MXene, 3-5 części nanodwutlenku tytanu, 3-5 części eteru diglicydylowego 1,4-butanodiolu i miesza się. W dalszej kolejności otrzymaną mieszaninę podgrzewa się do temperatury 130-160°C, stosując mieszadło ścinające, powoli dodaje się 6-12 części mieszanki SBS/SEBS z prędkością 5-10 g/min i miesza się z prędkością 500-1000 r/min, następnie podnosi się temperaturę ścinania do 3500-6500 r/min i utrzymuje się temperaturę do pełnego pęcznienia po ścinaniu przez 1-1,5 h. Uzyskany asfalt modyfikowany może być wytwarzany w niskiej temperaturze, jest odporny na utlenianie termiczne i na starzenie się w ultrafiolecie.
Wynalazek przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego US2022306865A1 ujawnia sposób modyfikacji asfaltu polimerami, gdzie jeden lub więcej kopolimerów styren-butadien, ewentualnie rozpuszczonych w oleju, miesza się z bitumem w temperaturze co najmniej 150°C, a następnie z polisiarczkami dialkilowymi. Asfalt modyfikowany polimerami według wynalazku wykazuje poprawę nawrotu sprężystego i bardzo małą podatność na odkształcenia.
Wynalazek przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego CN114605653A ujawnia sposób wytwarzania i zastosowanie biologicznego elastomeru termoplastycznego zastępującego SBS (styren -butadien-styren). Sposób wytwarzania obejmuje następujące etapy: dodanie kwasu (bezwodnika) lub amidu zawierającego wiązania podwójne węgiel aktywny-węgiel do epoksydowanego oleju roślinnego i poddanie reakcji w stałej temperaturze w celu otrzymania zmodyfikowanego monomeru epoksydowanego oleju roślinnego. Sposób wytwarzania obejmuje następujące etapy: polimeryzację styrenu lub jego pochodnej ze zmodyfikowanego monomeru epoksydowego oleju roślinnego w celu uzyskania makromonomeru pochodnej typu polistyrenu, mieszanie i rozpuszczanie makromonomeru pochodnej typu polistyrenu w tetrahydrofuranie oraz przeprowadzenie polimeryzacji w stałej temperaturze w celu uzyskania elastomer termoplastyczny typu PS-PA; oraz mieszanie i rozpuszczanie wytworzonego polimeru dwublokowego i makromonomeru pochodnej typu polistyrenu w tetrahydrofuranie oraz prowadzenie polimeryzacji w stałej temperaturze z wytworzeniem elastomeru termoplastycznego typu PS-PA-PS. Wydajność biologicznego elastomeru termoplastycznego zastępującego SBS jest zbliżona do tradycyjnego elastomeru termoplastycznego, zużycie butadienu jest zmniejszone co jest rozwiązaniem przyjaznym środowisku. Zastosowanie asfaltu modyfikowanego może skutecznie poprawić odporność na wysokie i niskie temperatury oraz odporność na zmęczenie asfaltu.
Wynalazek przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego CN109294257A ujawnia asfalt modyfikowany o wysokiej odporności na warunki atmosferyczne i sposób jego wytwarzania. Asfalt modyfikowany o wysokiej odporności na warunki atmosferyczne zawiera następujące składniki wagowe: 90-100 części asfaltu matrycowego, 3-5 części modyfikatora SBS, 0,5-3,5 części „bariery dla tlenu” i 1-5 części przeciwutleniacza, przy czym czynnikiem barierowym dla tlenu jest związek glukomannan-chitozan. Związek glukomannan-chitozan przyjęty przez wynalazek może tworzyć warstwę barierową dla tlenu, aby oddzielić tlen od asfaltu i zapobiec reakcji utleniania asfaltu podczas kontaktu z tlenem, spowalniając w ten sposób starzenie asfaltu. Związek ten może także współpracować z przeciwutleniaczem, aby wyeliminować wolne rodniki wytwarzane przez grupy aktywne w procesie samoutleniania asfaltu i zapobiegać reakcji wolnych rodników z cząsteczkami tlenu, co skutecznie spowalnia starzenie asfaltu spowodowane samoutlenianiem. Pod wpływem synergistycznego działania bariery ultrafioletowej i stabilizatora światła cały zmodyfikowany układ asfaltu ma doskonałą odporność na starzenie.
Z opisu patentowego PL238473B1 znany jest sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego, pozwalający na zastąpienie części kruszywa i asfaltu granulatem asfaltowym, który jest materiałem pochodzącym z recyklingu zdegradowanych nawierzchni drogowych. Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego, w którym mieszanka zawiera kruszywo drobne, kruszywo grube, wypełniacz, granulat asfaltowy oraz asfalt, polega na tym, że miesza się związek organiczny - chitozan wraz z czynnikiem sieciującym w postaci wodnego roztworu epichlorohydryny o stężeniu 99% w proporcjach wagowych 1 : 1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Następnie powstałą mieszaninę dodaje się do rozgrzanego asfaltu w ilości od 2 do 10% wagowo masy asfaltu i miesza się do uzyskania jednolitej mieszaniny. Oddzielnie miesza się rozgrzane kruszywo drobne i kruszywo grube z granulatem asfaltowym i wypełniaczem wapiennym. W dalszej kolejności dodaje się do mieszanki mineralnej powstałą mieszaninę asfaltową i miesza się do momentu całkowitego otoczenia kruszyw. Po czym mieszankę mineralno-asfaltową zagęszcza się. Efektem jest zwiększona odporność na działanie wody i mrozu otrzymanej mieszanki mineralno-asfal towej.
Z opisu zgłoszenia patentowego DE1951599A1 znane jest lepiszcze o doskonałych właściwościach adhezyjnych, w szczególności, w odniesieniu do wypełniaczy kamiennych. Składa się z mieszaniny asfaltu destylacyjnego o bardzo dobrych właściwościach adhezyjnych, ale stosunkowo dużej penetracji, z asfaltem poddanym utleniającemu rozdmuchiwaniu. Materiał ten zachowuje swoją plastyczność w warunkach zimowych, jest odporny na działanie odladzających kompozycji soli i jest odporny na opony z kolcami.
Bentonit jest stosowany w jako materiał zastępujący wypełniacz mineralny w mieszankach mineralno-asfaltowych. Z artykułu Mi. Bani Baker i in. Employing natural bentonite clay as partial replacement of mineral filler in asphalt mixtures, Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (8), 2018, wiadomo, że zastąpienie wypełniacza mineralnego naturalnymi glinkami bentonitowymi w mieszankach asfaltowych prowadzi do wzrostu ich gęstości i stabilności.
Z opisu zgłoszenia patentowego US2006096503A1 znana jest asfaltowa wodoodporna kompozycja zawierająca zużyte wióry z opon i bentonit oraz sposób jej wytwarzania, a w szczególności ulepszona asfaltowa wodoodporna kompozycja obejmująca etapy dostarczania żelowego asfaltu, ogrzewania i mieszania żelowego asfaltu i odpadowych wiórów z opon oraz dodanie bentonitu do mieszaniny w celu uzyskania wysokiej elastycznej siły kohezji.
Celem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszcza asfaltowego pozwalający na otrzymanie asfaltu o zwiększonej odporności na tworzenie polarnych grup funkcyjnych w strukturach składników węglowodorowych.
Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu. Jego istotą jest to, że chitozan i bentonit w proporcji masowej 1 : 2 dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 15 do 60 min mieszadłem mechanicznym, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie wprowadzania atomów chloru w struktury składników zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych na drodze reakcji substytucji. Powoduje to zwiększenie odporności lepiszczy asfaltowych na destrukcyjne działanie soli odladzających stosowanych w trakcie okresu jesienno-zimowego. Kolejnym korzystnym skutkiem zahamowania wprowadzania atomów chloru w struktury węglowodorów budujących lepiszcza asfaltowe jest ograniczenie zmiany ich polarności, co w konsekwencji ogranicza oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy węglowodorowymi składnikami lepiszcza asfaltowego prowadzące do twardnienia asfaltu.
Ponadto, korzystnym skutkiem wynalazku jest ograniczenie zmian strukturalnych lepiszczy asfaltowych modyfikowanych dwuskładnikowym dodatkiem mineralno-organicznym, prowadzących do zmiany oddziaływań występujących pomiędzy nimi. Kolejną zaletą jest ograniczenie wprowadzania zakwaszonych roztworów do środowiska naturalnego negatywnie wpływających na faunę i florę.
Przykłady
Chitozan o masie cząsteczkowej ~200,00 kDa i lepkości 1250 cPs w ilości mch i bentonit o powierzchni właściwej Fb zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010, powierzchni mezoporów Xb zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 i objętości mezoporów Yb zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 w ilości mb dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzanego do temperatury 160°C o masie ma i mieszano mieszadłem mechanicznym z prędkością obrotową f przez czas t1 w temperaturze T1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Uzyskane modyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonowano w temperaturze T1 przez czas t2, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Dla uzyskanych modyfikowanych lepiszczy asfaltowych przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Symulację erozji solnej przeprowadzono dla próbek lepiszczy asfaltowych o masie mp1. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego asfaltu ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (I=ch-oh, Ic-oh, Ich2-oh, Ioh), aromatyczności (Iar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 1.
W celu skonfrontowania wyników przeprowadzonych badań z zastosowaniem wynalazku z wynikami badań dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanych według wynalazku, zrealizowano symulację erozji solnej zgodnie z poniższą procedurą nr 1:
Lepiszcze asfaltowe typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzano do temperatury 160°C i przygotowano próbkę o masie mp1, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Następnie przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego asfaltu ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (I=ch-oh, Ic-oh, Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 2.
W celu skonfrontowania wyników przeprowadzonych badań z zastosowaniem wynalazku z wynikami badań dla lepiszczy asfaltowych modyfikowanych chitozanem, zrealizowano symulację erozji solnej zgodnie z poniższą procedurą nr 2:
Chitozan o masie cząsteczkowej ~200,00 kDa i lepkości 1250 cPs w ilości mch dodano do lepiszcza asfaltowego typu As o penetracji Pen zbadanej zgodnie z normą PN-EN 1426:2009 rozgrzanego do temperatury 160°C o masie ma i mieszano mieszadłem mechanicznym z prędkością obrotową f przez czas t1 w temperaturze T1 do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Uzyskane modyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonowano w temperaturze T1 przez czas t2, po czym pozostawiono w temperaturze otoczenia przez 24 godz. Dla uzyskanych modyfikowanych lepiszczy asfaltowych przeprowadzono erozję solną 10% roztworem A o początkowym pH0 przez okres 7 dni. Symulację erozji solnej przeprowadzono dla próbek lepiszczy asfaltowych o masie mp1. Po upływie tego czasu zbadano pH roztworu erodującego pH1 i wyznaczono różnicę ApH roztworu erodującego oraz przeliczono ją na jednostkę masy erodowanego lepiszcza asfaltowego ApH/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (Ic=o), hydroksylowy (I=ch-oh, Ic-oh, Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (Ic-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 3.
PL 246208 Β1
Tabela 1
Dane dotyczące przykładu 1 i 2 otrzymywania zmodyfikowanego lepiszcza asfaltowego
| Wyszczególnienie | 1 przykład wykonania | 2 przykład wykonania |
| Ilość chitozanu men [g] | 6,28 | 6,92 |
| Powierzchni właściwa bentonitu Fb [m2^-1] | 25,4 | 25,4 |
| Powierzchnia mezoporów bentonitu Xb [m2 g '] | 17,8 | 17,8 |
| Objętości mezoporów bentonitu Yb [cm3g·1] | 0,032 | 0,032 |
| Ilość bentonitu mb [g] | 3,14 | 3,46 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 35/50 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 39,0 | 58,4 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 314 | 86,5 |
| Prędkość obrotowa f [1/min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 15 | 60 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | CaCI2 | MgCIs |
| Początkowe pHo roztworu A | 10,46 | 8,70 |
| Masa próbki asfaltu mpi [g] | 3,46 | 4,60 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 10,36 | 7,80 |
| Różnica pH ΔρΗ | 0,14 | 0,90 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,040 | 0,196 |
| lc-o | 0,014 | 0,000 |
| l=CH-OH Ic-OH | 0,0009 | 0,0020 |
| Icn2-on | 0,000 | 0,000 |
| Ic-ci | 0,002 | 0,006 |
| lar | 0,0063 | 0,023 |
| ΙΟΗ | 0,625 | 0,087 |
PL 246208 Β1
Tabela 2
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanych
| Wyszczególnienie | ||
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 35/50 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 39,0 | 58,4 |
| Masa próbki lepiszcza asfaltowego mpi [g] | 3,06 | 2,79 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 9,20 | 7,31 |
| Różnica pH ΔρΗ | 1,30 | 1,39 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,425 | 0,498 |
| lc=o | 0,0037 | 0,000 |
| Lch-oh Ic-oh | 0,019 | 0,0036 |
| Ich2-ou | 0,003 | 0,001 |
| Ic-ci | 0,008 | 0,007 |
| lar | 0,069 | 0,033 |
| łon | 0,642 | 0,107 |
Tabela 3
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych modyfikowanych chitozanem
| Wyszczególnienie | ||
| Ilość chitozanu mer [g] | 6,28 | 6,92 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 35/50 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 39,0 | 58,4 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 314 | 86,4 |
| Prędkość obrotowa f [1/min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 15 | 60 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | CaClz | MgCk |
| Początkowe pHo roztworu A | 10,46 | 8,70 |
| Masa próbki asfaltu mPi [g] | 3,27 | 2,90 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 10,31 | 7,40 |
| Różnica pH ΔρΗ | 0,19 | 1,30 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,058 | 0,448 |
| lc-0 | 0,037 | 0,0008 |
| l=CH-OH Ic-OH | 0,0025 | 0,0023 |
| Ich2-oh | 0,001 | 0,003 |
| Ic-ci | 0,006 | 0,006 |
| kr | 0,025 | 0,036 |
| loH | 0,669 | 0,090 |
Claims (1)
1. Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, znamienny tym, że chitozan i bentonit w proporcji masowej 1 : 2 dodaje się do upłynnionego lepiszcza asfaltowego w ilości od 3 do 12% w stosunku do masy lepiszcza asfaltowego i miesza się w temperaturze od 150 do 180°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny przez czas od 15 do 60 min mieszadłem mechanicznym, po czym zmodyfikowane lepiszcze asfaltowe kondycjonuje się w temperaturze mieszania przez czas od 30 do 90 min.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443610A PL246208B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443610A PL246208B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443610A1 PL443610A1 (pl) | 2023-07-17 |
| PL246208B1 true PL246208B1 (pl) | 2024-12-16 |
Family
ID=87424107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443610A PL246208B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246208B1 (pl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1031463C (zh) * | 1993-04-29 | 1996-04-03 | 尹杰 | 膨润土乳化沥青及其制作方法 |
| CN101948260A (zh) * | 2009-04-03 | 2011-01-19 | 怀方林 | 一种裹壳型抑融冰雪材料及制备方法和应用 |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
| CN112897965A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-04 | 江苏工程职业技术学院 | 利用碱激发材料快速修复裂缝的方法 |
-
2023
- 2023-01-27 PL PL443610A patent/PL246208B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1031463C (zh) * | 1993-04-29 | 1996-04-03 | 尹杰 | 膨润土乳化沥青及其制作方法 |
| CN101948260A (zh) * | 2009-04-03 | 2011-01-19 | 怀方林 | 一种裹壳型抑融冰雪材料及制备方法和应用 |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
| CN112897965A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-04 | 江苏工程职业技术学院 | 利用碱激发材料快速修复裂缝的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443610A1 (pl) | 2023-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ghanoon et al. | Laboratory evaluation of the composition of nano-clay, nano-lime and SBS modifiers on rutting resistance of asphalt binder | |
| Yu et al. | Workability and mechanical property characterization of asphalt rubber mixtures modified with various warm mix asphalt additives | |
| CN106433168B (zh) | 一种非挥发性常温改性沥青粘合剂及非挥发性常温再生沥青混合物 | |
| Yusoff et al. | The effects of moisture susceptibility and ageing conditions on nano-silica/polymer-modified asphalt mixtures | |
| Siddig et al. | Effects of ethylene vinyl acetate and nanoclay additions on high-temperature performance of asphalt binders | |
| Golestani et al. | Nanoclay application to asphalt concrete: Characterization of polymer and linear nanocomposite-modified asphalt binder and mixture | |
| Singh et al. | Strength characteristics of SBS modified asphalt mixes with various aggregates | |
| Wang et al. | Recent developments in the application of chemical approaches to rubberized asphalt | |
| Attaelmanan et al. | Laboratory evaluation of HMA with high density polyethylene as a modifier | |
| US7309390B2 (en) | Strip-resistant asphalt paving composition and method for making the same | |
| KR102040532B1 (ko) | 수소가 첨가된 석유수지 및 sis를 이용한 도로 포장용 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR101084704B1 (ko) | 아스팔트 크랙보수 도장재 및 아스팔트 크랙보수 시공방법 | |
| KR102058674B1 (ko) | 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| US11565972B2 (en) | Bitumen nanocomposites and uses thereof | |
| CN113563727A (zh) | 一种改性橡胶沥青及其制备方法 | |
| KR102052402B1 (ko) | 수소가 첨가된 석유수지 및 sis를 이용한 아스팔트 콘크리트용 바인더 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR100903652B1 (ko) | 프로필렌계 왁스로 개질된 미세 폐타이어분말의 제조방법과 개질된 미세 폐타이어분말을 이용한 개질 아스팔트의 제조방법 | |
| KR102058680B1 (ko) | 방수성을 향상시킨 개질 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| PL246208B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego | |
| EP1699876B1 (en) | Using excess levels of metal salts to improve properties when incorporating polymers in asphalt | |
| PL246210B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego | |
| Sukkari et al. | Investigating the physical and rheological properties of date seed ash-modified asphalt binders in the UAE | |
| Jamil et al. | Sustainable recycling of polyethylene waste through utilization in asphalt paving applications | |
| PL246209B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku | |
| Hettiarachchi et al. | Bitumen |