PL246209B1 - Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku - Google Patents
Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku Download PDFInfo
- Publication number
- PL246209B1 PL246209B1 PL443611A PL44361123A PL246209B1 PL 246209 B1 PL246209 B1 PL 246209B1 PL 443611 A PL443611 A PL 443611A PL 44361123 A PL44361123 A PL 44361123A PL 246209 B1 PL246209 B1 PL 246209B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- asphalt
- asphalt binder
- temperature
- binders
- binder
- Prior art date
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 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 claims description 21
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 17
- 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
- 229920000642 polymer Polymers 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
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function 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
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material 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
- 230000008569 process Effects 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
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 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
- 238000006701 autoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 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
- 239000002245 particle Substances 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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 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
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 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
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 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
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 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
- 239000011858 nanopowder Substances 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
- 229920002647 polyamide Polymers 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
- 238000002360 preparation method Methods 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
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 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
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 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
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)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, który polega na tym, że chitozan i wermikulit 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 dwuskładnikowego dodatku, 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 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 patentowym 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 patentowym 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 CN109294257 (A) 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 P.238473 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 miner alno-asfaltową zagęszcza się. Efektem jest zwiększona odporność na działanie wody i mrozu otrzymanej mieszanki mineralno-asfaltowej.
Z opisu patentowego DE1951599 (A1) 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.
Wermikulit jest stosowany w budownictwie jako materiał izolacyjny. Z opisu zgłoszenia patentowego nr CN109651828(A) znane jest zastosowanie wermikulitu, który po połączeniu ze składnikami w postaci glikolinu propylenowego, nanoproszku spinelu i ognioodpornymi włóknami kompozytowymi z poliamidu stanowi dodatek do asfaltu o działaniu zmniejszającym palność asfaltu i tłumiącym dym.
Z opisu zgłoszenia patentowego nr CN110041717(A) znane jest zastosowanie wermikulitu w procesie przygotowania dodatku do mieszanek mineralno-asfaltowych na ciepło. Zgodnie ze sposobem przygotowania poprzez zmieszanie wermikulitu i żużla wielkopiecowego powstają porowate cząstki w których w procesie tworzenia polimeru osadzają się kryształy siarczanu miedzi utworzone przez siarczan miedzi, jednocześnie cząstki są owijane utworzonymi polimerami które mają silną zdolność wiązania z asfaltem. Uzyskuje się zwiększoną zdolność wiązania asfaltu i materiału podstawowego, zwiększoną odporność na pękanie w niskiej temperaturze, a ponadto wydajność spieniania asfaltu poprawia się poprzez uwalnianie się związanej w kryształach siarczanu miedzi wody. Zsyntetyzowana ciecz jonowa może poprawić stabilność asfaltu, a pierwiastki takie jak siarka, zmniejszają lepkość asfaltu przez co efektywność wytwarzania mieszanki na ciepło została poprawiona.
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 wermikulit 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. Do korzystnych skutków stosowania wynalazku należy również ograniczenie ilości związków chemicznych wprowadzanych do lepiszczy asfaltowych w porównaniu do dotychczas znanych sposobów modyfikacji lepiszczy asfaltowych asfaltu z zastosowaniem polimerów.
Przykłady
Chitozan o masie cząsteczkowej ~200,00 kDa i lepkości 1250 cPs w ilości mch wymieszano mechanicznie przez czas tm z wermikulitem o powierzchni właściwej Fw zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010, powierzchni mezoporów Xw zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 i objętości mezoporów Yw zbadanej zgodnie z normą ISO 9277:2010 w ilości mw. Uzyskaną mieszaninę w ilości mm 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 ścinającym 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 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 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 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 ścinającym 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
PL 246209 Β1 jednostkę masy erodowanego lepiszcza asfaltowego ΔρΗ/m. Następnie zarejestrowano widma FTIR, wyznaczono pola powierzchni wszystkich pików i obliczono indeks karbonylowy (lc=o), hydroksylowy (I=ch-oh, Ic-oh, Ich2-oh), aromatyczności (lar) oraz chlorkowy (lc-ci). Poszczególne składniki i parametry dla poszczególnych zmodyfikowanych lepiszczy asfaltowych przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 1
Dane dotyczące przykładów otrzymywania zmodyfikowanego lepiszcza asfaltowego
| Wyszczególnienie | 1 przykład wykonania | 2 przykład wykonania |
| Ilość chitozanu mch [g] | 6,26 | 6,84 |
| Czas mieszania tm [s] | 15 | 60 |
| Powierzchni właściwa wermikulitu Fw [m2^-1] | 12 | 12 |
| Powierzchnia mezoporów wermikulitu X™ [m2 g '] | 7,9 | 7,9 |
| Objętości mezoporów wermikulitu Yw [cm3 g·1] | 0,015 | 0,015 |
| Ilość wermikulitu mw [g] | 3,13 | 3,42 |
| Masa mieszaniny mm [g] | 9,39 | 10,26 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 58,4 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 313 | 85,5 |
| Prędkość obrotowa f [1 /min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 45 | 90 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | NaCI | MgCI2 |
| Początkowe pHo roztworu A | 8,42 | 8,70 |
| Masa próbki asfaltu mpi [g] | 2,92 | 3,50 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 7,45 | 7,66 |
| Różnica pH ΔρΗ | 0,97 | 1,04 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,332 | 0,297 |
| lc=o | 0,006 | 0,000 |
| l=CH-OH Ic-OH | 0,0000 | 0,008 |
| ICH2-OH | 0,002 | 0,002 |
| lc-ci | 0,005 | 0,005 |
| lar | 0,0019 | 0,030 |
PL 246209 Β1
Tabela 2
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych niemodyfikowanych
| Wyszczególnienie | ||
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 58,4 |
| Masa próbki asfaltu mPi [g] | 3,60 | 2,79 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 7,10 | 7,31 |
| Różnica pH ΔρΗ | 1,32 | 1,39 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,367 | 0,498 |
| lc=o | 0,009 | 0,000 |
| Lch-oh Ic-oh | 0,0034 | 0,0036 |
| ICH2-OH | 0,007 | 0,003 |
| Ic-ci | 0,006 | 0,007 |
| lar | 0,0089 | 0,033 |
Tabela 3
Dane dotyczące symulacji erozji solnej dla lepiszczy asfaltowych modyfikowanych chitozanem
| Wyszczególnienie | ||
| Ilość chitozanu mch [g] | 6,26 | 6,84 |
| Typ lepiszcza asfaltowego As | 20/30 | 50/70 |
| Penetracja lepiszcza asfaltowego Pen [0,1 mm] | 24,6 | 58,4 |
| Ilość lepiszcza asfaltowego ma [g] | 313 | 85,5 |
| Prędkość obrotowa f [1 /min] | 4000 | 4000 |
| Czas mieszania t1 [min] | 45 | 90 |
| Temperatura kondycjonowania T1 [°C] | 150 | 180 |
| Czas kondycjonowania t2 [min] | 30 | 90 |
| Rodzaj roztworu A | NaCI | MgCl2 |
| Początkowe pHo roztworu A | 8,42 | 8,70 |
| Masa próbki lepiszcza asfaltowego mpi [g] | 3,31 | 2,90 |
| pH roztworu erodującego po erozji pHi | 6,92 | 7,40 |
| Różnica pH ΔρΗ | 1,50 | 1,30 |
| Różnica pH na jednostkę masy lepiszcza asfaltuowego erodowanego ΔρΗ/m [1/g] | 0,454 | 0,448 |
| lc=o | 0,0022 | 0,0008 |
| l=CH-OH Ic-OH | 0,0020 | 0,0023 |
| Ich2-oh | 0,004 | 0,003 |
| lc ci | 0,005 | 0,006 |
| lar | 0,0376 | 0,016 |
Claims (1)
1. Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych z zastosowaniem chitozanu, znamienny tym, że chitozan i wermikulit miesza się w proporcji 1 : 2 mechaniczne przez czas od 15 do 60 s, a następnie uzyskaną mieszaninę 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 45 do 90 min ścinającym mieszadłem mechanicznych, 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 |
|---|---|---|---|
| PL443611A PL246209B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443611A PL246209B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443611A1 PL443611A1 (pl) | 2023-07-17 |
| PL246209B1 true PL246209B1 (pl) | 2024-12-16 |
Family
ID=87424097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443611A PL246209B1 (pl) | 2023-01-27 | 2023-01-27 | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL246209B1 (pl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106221221A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-14 | 王小凤 | 一种市政路桥维护沥青改性处理剂 |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
| PL433575A1 (pl) * | 2020-04-17 | 2020-10-05 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem mineralnego dodatku |
| PL433574A1 (pl) * | 2020-04-17 | 2020-10-05 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem dodatku mineralnego |
-
2023
- 2023-01-27 PL PL443611A patent/PL246209B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106221221A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-14 | 王小凤 | 一种市政路桥维护沥青改性处理剂 |
| PL433290A1 (pl) * | 2020-03-18 | 2020-08-24 | Politechnika Lubelska | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego |
| PL433575A1 (pl) * | 2020-04-17 | 2020-10-05 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem mineralnego dodatku |
| PL433574A1 (pl) * | 2020-04-17 | 2020-10-05 | Politechnika Lubelska | Sposób spieniania asfaltu z zastosowaniem dodatku mineralnego |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443611A1 (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 | |
| Zhang et al. | Performance deterioration mechanism and improvement techniques of asphalt mixture in salty and humid environment | |
| 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 | |
| DE602005006287T2 (de) | Ablösungsbeständige asphaltstrassenbelagsmasse und verfahren | |
| JP6830832B2 (ja) | アスファルト組成物 | |
| Singh et al. | Strength characteristics of SBS modified asphalt mixes with various aggregates | |
| US20020111401A1 (en) | Asphalt modifier, and method of producing modified asphalt and paving material | |
| KR102119736B1 (ko) | Sis, sebs, 재생아스팔트 순환골재 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 도로포장용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| EP1951817B1 (en) | Asphalt binder for porous pavements | |
| KR20070007357A (ko) | 아스팔트 바인더 또는 루핑 조성물에 이용하기 위한중합체개질 역청 조성물 | |
| KR102077051B1 (ko) | Sis를 이용한 중온 고분자 개질 쇄석 매스틱 아스팔트 콘크리트(psma) 조성물 및 이의 시공방법 | |
| US11565972B2 (en) | Bitumen nanocomposites and uses thereof | |
| JP2013520548A (ja) | 瀝青組成物 | |
| PL238473B1 (pl) | Sposób wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej z zastosowaniem związku organicznego | |
| 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 | |
| CN115895178B (zh) | 一种生物基稳定剂材料及其制备方法、阻燃净味环保型多功能改性沥青和应用 | |
| EP1699876B1 (en) | Using excess levels of metal salts to improve properties when incorporating polymers in asphalt | |
| PL246209B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dwuskładnikowego dodatku | |
| PL246210B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku organiczno-mineralnego | |
| CN114479494A (zh) | 一种黏附性优异的水工沥青及其制备方法 | |
| KR102077055B1 (ko) | Sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 이용한 중온 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| Sukkari et al. | Investigating the physical and rheological properties of date seed ash-modified asphalt binders in the UAE | |
| PL246208B1 (pl) | Sposób modyfikacji lepiszczy asfaltowych za pomocą dodatku dwuskładnikowego | |
| CN103253884A (zh) | 一种沥青混合料用复合阻燃剂 |