HU177076B - Eljárás bitumentartalmú építőipari kötőanyag előállítására - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás bitumentartalmú építőipari kötőanyag előállítására bitumen, polietilén és/vagy polipropilén megolvasztása és homogenizálása útján.

A találmány szerinti építőipari kötőanyagok szervetlen szilárd anyagok, például apróra zúzott kövek vagy homok adagolásával, főként tömörítéssel vagy öntéssel készült bevonatok előállítására használhatók fel.

Számos bitumenes kötőanyagú építőanyag ismeretes. Különösen elteijedten használatosak a bitumenes kötőanyagot tartalmazó építőanyagok bevonatok előállításánál, továbbá forgalomnak kitett felületek és tetőburkolatok alapozásánál, ahol például öntött aszfaltot, hengerelt aszfaltot vagy bitumenes kavicsot alkalmaznak. Az útburkoló anyagoknál a bitumen mennyisége többnyire legfeljebb 15 súly¹//-a a kőzetnek, illetve a homoknak. Az ilyen típusú építőanyagoknál a kötőanyagként alkalmazott bitumennek előnyei mellett számos hátránya is van. így például a bitumen a hőmérséklet növekedésekor meglágyul, és ezt a lágyulást a napsütötte felületeken a bitumen fekete színe is elősegíti, aminek következtében a forgalom okozta terhelés alatt «zilyen kötőanyagokkal készült burkolatok erősen deformálódnak. Hidegben, így 0ⁿC alatti hőmérsékleten viszont a bitumen ridegedése jelentkezik, és ez a forgalom okozta terhelés alatt szintén az útburkolatok károsodását okozza. Mind a bitumen magas környezeti hőmérsékleten bekövetkező kedvezó'tlen tágulása, mind az alacsony környezeti hőmérsékleten fellépő rideggé válása javítható, ha a bitumenhez poliolefmt kevernek. A poliolefin hozzáadása általában javítja a bitumenes kötőanyagot tartalmazó építőanyagok szilárdságát. Számos műszaki megoldás vált ismeretessé, amelyekkel a bitumenhez adagolt poliolefinek hatását kívánják javítani. így egyrészt specifikusan megválasztott tulajdonságú poliolefmt adagolnak a butimenhez, másrészt a bitument és a poliolefmt bizonyos előírások szerint keverik össze. Az igy előállított bitumenes kötőanyagok illetve az. ezekkel készült építőanyagok tulajdonságait vizsgálva megállapíthatjuk, hogy a poliolefin arányának növelésével a bitumen magasabb hőmérsékleten fellépő lágyulási hajlama, valamint a hideg okozta ridegedése mindinkább visszaszorítható és ezzel egyidejűleg az ilyen kötőanyagokkal készült építőanyagok szilárdsága javul. A tapasztalatok azt mutatják azonban, hogy ha a bitumenes kötőanyagokban a poliolefin arányát növeljük, akkor a felhasználás hőmérséklet-tartományában az ilyen kötőanyagokkal készült építőanyagok merevsége jelentős mértékben növekszik és ezáltal újabb nehézségek lépnek fel, ha az ilyen építőanyagokat a szokásos, bitumenes kötőanyagot tartalmazó építőanyagoknál alkalmazott technológiával kívánják feldolgozni. Így például nehézséget okoz az így készült útburkoíó anyagnak a szokásos útépítő géppel való terítése. Ez Önmagában, valamint a poliolefinnek a bitumenhez képest viszonylag magas ára indokolta azt, hogy a bitumen és a poliolefin elkeverését kíméletes körülmények között végezzék, hogy a kémiai szerkezetet a lehetőség szerint megőrizzék. Ez abból adódott, hogy a bitumen hőmérséklettől függő tulajdonságaiban elérendő javulást, valamint az ilyen kötőanyagokkal készült építőanyagok szilárdságnövekedését minél kisebb poliolefin mennyiséggel sikerüljön megoldani. Ehhez pedig feltételezhetően az szükséges, hogy a poliolefin kémiai felépítését a bitumennel való elkeveredésnél minél teljesebb mértékben megőrizzék. Ebben az a megfontolás is közrejátszott, hogy a bitumenes kötőanyagot tartalmazó építőanyagok feldolgozása annál könnyebb, minél kisebb az anyag ridegsége a növekvő poliolefin adalékolás következtében.

A találmány kidolgozásánál azt a célt tűztük ki, hogy olyan bitumenes kötőanyagok előállítására alkalmas eljárást dolgozzunk ki, amelyek egyszerű módon feldolgozhatok építőanyaggá anélkül, hogy az így készült építőanyag felhasználása a szokásos eljárásokkal és berendezésekkel különösebb nehézséget okozna. Így útburkolásra felhasznált bitumenes kötőanyagot tartalmazó anyagokkal szemben elsődleges követelmény, hogy felhordásukra a szokásos útburkoló gépek alkalmasak legyenek, és felhordás közben semmiképpen ne váljon szét bitumen és poliolefin komponensük.

A találmány szerint úgy állítjuk elő a bitumentartalmú építőipari kötőanyagot - amelyhez a felhasználás során adalékanyagként szerves diszperz szilárd anyagokat, így zúzalékot és homokot adagolunk bitumen, polietilén és/vagy polipropilén megolvasztása cs homogenizálasa útján, hogy 0,1 - 24 közötti olvadási indexű és 108 130 °C krísztallit-olvadáspontú polietilént és/vagy 1,0 20 közötti olvadási indexű és 164 172 °C krisztallit-olvadáspontú polipropilént és/vagy ezeket főkomponensként tartalmazó anyagkeveréket alkalmazunk a bitumenre számított 2-233 súly% mennyiségben, és a homogenizálást 260- 310 °C közötti hőmérsékleten addig végezzük, amíg a homogén keverék viszkozitása a polietilénnek és/vagy polipropilénnek a bitumenben való feloldása után közvetlenül kapott keverék viszkozitásához képest legalább 10-20%-kal csökken a viszkozitásmérés során csak azt a viszkozitáscsökkenést vesszük figyelembe, amely független a hőmérséklet emelkedése által kiváltott viszkozitáscsökkenéstől és adott esetben a homogenizúlás - és kívánt esetben a homogenizált keverék tárolása - után további bitument adunk a keverékhez.

A polietilén és a polipropilén olvadási indexét az 53735. számú DIN szabvány előírásai szerint határozzuk meg. A vizsgálatot a polietilénnel 190°(’-on, a polipropilénnel 230°C-on végezzük. Mindkét polimernél 2,17 kg-os terhelést alkalmazunk.

A találmány szerinti eljáráshoz alkalmazott polietilén és/vagy polipropilén mennyisége a bitumen súlyára számított 2-233 súly'//. Ez a mennyiség a teljes masszára vonatkoztatva 2-70súly%-nak felel meg.

A találmány szerinti eljáráshoz gyakorlatilag bármilyen eredetű, így hulladék polietilén és/vagy polipropilén felhasználható, ezért a jellemzők - olvadási index és krisztallit-olvadáspont - csak az alkalmazott anyag túlnyomó részére - és nem teljes egészére vonatkoztathatók. A találmány szerinti eljárásnál a bitumennek és a poliolefinnek bensőséges homogenizálódása megy végbe, amelynek következtében egységes massza képződik. Megfelelő hosszú keverési időtartam esetén az így képződött kötőanyagmassza viszkozitása oly mértékben csökkenthető, hogy az ilyen kötőanyagmasszával készülő útburkoló anyag a szokásos, bitumenes útburkoló anyagok feldolgozásánál ismert módszerekkel beépíthető. A viszkozitáscsökkenés ellenére megmaradnak azok az előnyök, amelyek a polietilénnek a bitumenhez való hozzákeveréséből származnak, főként pedig a bitumen hőmérséklettől függő tulajdonságainak javulása. Az eljárás lehetővé teszi, hogy a poliolefin és a bitumen szétválása azokon a határokon belül is megszűnjön, amelyeknél eddig a szétválás miatt a folyamatot nem lehetett megvalósítani. Más szóval kifejezve a polietilénből és/vagy polipropilénből és a bitumenből gyakorlatilag az összes elképzelhető arány mellett stabil keverék képződik, jóllehet korábban azt feltételezték, hogy 80 :20 és 20 :80 közötti bitumen-poliolefin súlyarányok esetén az elkeverés nem valósítható meg, az egymással elkevert komponensek szétválnak. A polietilén és/vagy a polipropilén olvadáspontjánál legalább 60°C-al magasabb hőmérsékleten célszerűen addig végezzük a homogenizálást, míg a poliolefin molekula degradálódása következtében képződő vegyület főként a bitumen naftén-komponenseivel reakcióba nem lép. A homogenizáiásnál a hőhatás következtében a polimer molekula széttöredezése miatt szabad vegyértékek képződnek, amelyek a bitumennel, mégpedig főként annak nafténes komponenseivel reakcióba lépnek. Feltételezhető, hogy a hőhatás következtében a bitumenben is olyan molekulabomlás lép fel, amely az előbb említett reakció végbemenetelét elősegíti.

Feltételezhető, hogy a poliolefinnek a találmány szerinti eljárásnál bekövetkező lebomlása okozza a találmány szerinti eljárással előállított bitumenes kötőanyag viszonylag alacsony viszkozitását, és ezáltal az ilyen kötőanyaggal készült építőipari termék viszonylag csekély mértékű ridegségét.

Ha a kötőanyag különösen jó hőállósága fontos követelmény, és ezzel egyidejűleg a hideg okozta ridegség jelentős csökkenése is fontos, akkor a poliolefin mennyiségét olyan mértékben növeljük, hogy a bitumen nafténes komponensei ne tudják leíkötni. Ily módon a homogenizált kötőanyagban finomeloszlású alakban poliolefin van jelen. Feltételezhető, hogy a poliolefin-molekulák töredékeiből és a bitumenből képződő vegyietekben - amelyek a homogenizálási műveletnél szokásos hőmérsékleteken olyan tulajdonsággal rendelkeznek, hogy további mennyiségben_J<£peeetCcIegradáit polioiefint, főként polietHéirt^émulgeálni a poliolefin a legfinomabb eloszlású alakban van jelen. Az emulgeált alakban jelenlevő finomeloszlású poliolefin a homogenizálás utáni lehűlésnél nagyobb részben kristályos formában szilárdul meg és ebből adódik a bitumen hőmérséklettől függő tulajdonságainak már említett kedvező javulása.

További előny adódik abból, hogy a találmány szerinti eljárásnál készült bitumenes kötőanyag lúgos vagy savas kémhatású kőzetéhez igen jól tapad. Ez a tulajdonság sóhidak képződésével függhet össze. Ezek az úgynevezett határfelületi vegyületek a szokásos adhéziós kötésen felül járulékos kémiai tapadást hoznak létre a kőzet és a kötőanyag között.

A bitumen-poliolefin-keverék magas hőmérsékleten, keverés közben végzett homogenizálása során fellépő kémiai reakció a poliolefin és a bitumen között annál gyorsabban zajlik le, minél magasabb a keverésnél alkalmazott hőmérséklet. Előnyös, ha 260 és 310 °C közötti hőmérsékleten homogenizálunk, különösen előnyös pedig a 290 v hőmérsékleten való homogenizálás. Az utóbbi hőmérsékleten, vagyis 290° C-on 30:70 polietilén-bitumen keverési súlyaránynál a kívánt reakció körülbelül 20 perc alatt lezajlik. 50 :50 keverési súlyarány esetén a reakció körülbelül 40 percet vesz igénybe. Az eljárás foganatosítása a reakció sebessége és a viszkozitás szempontjából igen előnyösnek bizonyult, ha a bitumenhez - a molekulák lebomlása közben végbemenő homogenizáláshoz - a bitumen mennyiségére számítva 30 és 100súly% közötti arányban poliolefint adagolunk.

Alacsonyabb keverési hőmérsékletnél útburkoló anyag előállítása esetén - a kötőanyagot több óra hosszat kell homogenizálni.

A találmány szerinti eljárás lefolytatása során a homogenizálandó illetve degradálandó poliolefin-bitumen keverék viszkozitása többször változik. Először viszonylag alacsony a viszkozitási érték, ami gyakorlatilag a bitumen kezdeti viszkozitásának felel meg. Ebben a fázisban a poliolefin - polietilén és/vagy polipropilén - még nem olvad meg, hanem kisebb részecskék alakjában a bitumenben úszik. Fokozatosan fellép azonban a poliolefin részecskék megolvadása és ezzel egyidejűleg a massza viszkozitásának emelkedése is bekövetkezik.

E fázis után a viszkozitás jelentős mértékben csökken, ami a poliolefin molekula lebomlásával magyarázható. Ezután a viszkozitás hosszabb ideig állandó marad, majd minden esetben a poliolefin-bitumen vegyület képződése következtében gyengén növekszik.

A találmány szerinti eljárásnál fellépő viszkoziíáscsökkenés mérése célszerűen a poliolefinnek és bitumennek a feldolgozása során ismételten mért folyási szám meghatározásából áll.

Mivel a találmány szerinti eljárással a bitumen tetszés szerinti mennyiségben keverhető a poliolefinnel, így - az egyszerű és gazdaságos eljárásvitel érdekében - először a fenti megadott bitumenre számított 2 233% felső határhoz közeleső mennyiségű poliolefint tartalmazó homogenizált kötőanyagmssszát képzőnk, majd ezt követően bitumen hozzáadásával a felhasználáshoz szükséges bitumen-poliolefin arányokat beállítjuk. így - az előirányzott bitumen-poliolefm aránytól függetlenül a homogenizálandó hőkezelés legcélszerűbb kivitelezése érhető el, mivel a homogenizált bitumen-poliolefin massza előállítása után különösebb további kezelés nélkül tárolható, és tárolás, valamint felmelegítés után probléma nélkül alkalmazható. A homogenizálást és a hőkezelési műveletet tehát csak egyszer kell alkalmaznia, ezután a felhasználáshoz szükséges poliolefin-bitumen arány bármely későbbi időpontban bitumen utólagos adagolásával beállítható.

Megjegyezzük, hogy a bitumen utólagos hozzáadása nem befolyásolja a keveréknek a szétválással szembeni stabilitását. Különösen homogén kötőanyag állítható elő, ha a már homogenizált bitumen-poliolefin masszához adjuk a további bitument és az így kapott kötöanyagkeveréket a kőzetzúzalékkal illetve a homokkal elkeveijük. A szokásos berendezések alkalmazása esetén a poliolefin és a bitumen együttes hőkezelését az. ún. Trinidad-üstben végezzük, és az üstben képződött masszát - célszerűen porlasztással - adagoljuk be a kőzetet és a homokot, valamint a bitument tartalmazó keverőberendezésbe. Ilyen módon a találmány szerinti bitumenes kötőanyag különösebb nehézség nélkül előállítható, a szakterületen szokásosan alkalmazott berendezésekben és a kötőanyag viszkozitáscsökkenése következtében a belőle előállított útburkolóanyag ugyancsak a szokásos kialakítású berendezésekkel feldolgozható.

A találmány szerinti kötőanyag felhasználható zúzalékot és/vagy homokot, valamint kötőanyagot tartalmazó építőanyagok előállítására. Ehhez a kötőanyagot és a zúzalékot és/vagy homokot forró állapotban összekeverjük és a keveréket magas de a kötőanyag boinláspont-hömérséklete alatti hőmérsékletre melegítjük. Ezen műveletek eredményeként igen előnyös tulajdonságú bitumenes kötőanyagot tartalmazó építőanyagot kapunk. Az eljárás az utóbbi esetben úgy is végezhető, hogy adalékanyagként savas jellegű anyagot, így kvarchomokot és/vagy kvarczúzalékot alkalmazunk.

A bitumenes kötőanyaggal elkeverendő kőzetet illetve homokot előzetesen 200 280 °('-ra előmelegítjük. Az előmelegítésnél a hőmérsékletet úgy állítjuk be, hogy az legalább 10°C-kal a poliolefin bomláspontja alatt legyen.

Λ találmány szerinti bitumenes kötőanyagból így előállított útburkolóanyag igen jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik és különösen a forgalom okozta terhelés miatti benyomódással szemben, megemelt hőmérsékleten is rendkívül ellenállónak mutatkozott. Ez a tulajdonság a bitumenes útburkoló anyagok vizsgálatánál az ún. Marshall-próbával mérhető.

A találmány szerinti eljárást közelebbről a 3 -14. példával ismertetjük. Az 1. és 2. példa a technika állásához tartozó ismert eljárást mutatja be, összehasonlítás céljából.

1. példa l-10mm²-es vékony, átlátszó, szabálytalan alakú lapocskák alakjában polietilén-hulladékot 180 200 °C közötti hőmérsékleten Kotthoff-keverőben a szokásos B 80 minőségű útépítő bitumennel (MSZ 32761 elkeverünk és a keveréket homo3 keverékek gyűrűs-golyós lágyuláspontját és a penetrációt DIN 1995. sz. szabvány szerint mérjük. A mérési adatokat az alábbi I. táblázatban tüntetjük fel, a keverésnél alkalmazott B-80 minőségű útépítő bitumenre mért értékekkel együtt.

genizáljuk. 3súly% polietilén-tartalmú anyagnál 10 perc keverési idő szükséges homogén termát előállításához. Az így előállított polietilén-bitumenkeverékek a növekvő polietilén-tartalom következtében mindinkább géljellegűekké válnak. Az így kapott 5

I. táblázat

A keverék száma	összetétel poli-	Gyűrűs-golyós lágyulási pont a DIN 1995. sz.	Penetráció DIN 1995. sz. szabvány szerint
	bitumen (súly%)	etilén	szabvány szerint (° C)	2 °C (xl/10 mm)	25 °C (xl/10 mm)
1	100	0	48,2	5	79
2	97	3	50,1	5	79
3	90	10	73,8	7	42
4	80	20	110,0	2	12

2. példa

Az 1. példában felsorolt kötőanyagokból - a bitumenes útburkolat építési előírásainak megfelelő adalékanyag-keverék hozzáadásával — 6,75% kötő- 30 anyagot tartalmazó aszfaltkeveréket állítunk elő.

Az adalékanyag-keverék 10 súly% mészkőlisztet, 13súly% 0/2 normál jelzésű természetes homokot (MSZ 96H/15), 25 súly% 0/2 normál jelzésű bazalthomokot (MSZ 9611/15), 26súly% 2/5 normál 35 jelzésű nemesbazalt zúzalékot (MSZ 9611/15) és 26 súly%. 5/8 normál jelzésű nemesbazalt zúzalékot (MSZ 9611/15) tartalmaz. A műanyagtartalmú kötőanyag géljellege alapján várható volt, hogy az így előállított, a kötőanyagban 10 súly% és 20 súly% műanyagot tartalmazó aszfaltkeverékek viszonylag ridegek lesznek, így feldolgozásuk a bitumenes útburkol óanyagok alkalmazásánál szokásos technikával, főként útépítő gépekkel nem oldható meg.

Az előbb felsorolt aszfaltkeverékekből 2 x 50, 2 x 35 és 2 x 75 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk és ezeket a szokásos módon vizsgáljuk (MSZ 9611/9). A kapott mérési eredményeket a II. táblázatban részletezzük.

II. táblázat

Az aszfalt keverék száma	Az ásványi anyag	Kötőanyag	Kötő- anyag- tarta- lom súly%	Keve- rék faj- súlya g/cm3	Marshall-szerinti próbatest (MSZ 9611/9)
ütés- szám	térfog gát- súly g/cnr3	üreg- térfo- gat térf.%	sta- bili- tás kp	folyási érték mm	tangenciálís modul T kp/mm
2	0/8 mm	B 80 normál	6,7	2,652	2 x 35	2.602	1,9	630	6,7	175
		jelzésű			2 x 50	2,610	1.6	670	7,1	173
		bitumen			2x75	2,613	1.5	650	6.9	164
3	0/8 mm	B 80 + 10 súly %	6.7	2,646	2 x 35	2,553	3,5	710	5,3	554
		polietilén			2 x 50	2,582	2,4	700	4.2	326
		normál			2 x 75	2.581	2,5	760	4.6	370
		jelzésű
		bitumen
4	0/8 mm	B 80+ 20 súly%	6,7	2,640	2 x 35	2.489	5,7-	1080	3.6	869
		polietilén			2 .x 50	2.511	4,9	1200	3,4	1118
		norma)			2 x 75	2,534	4.0	I23Ö	3.6	1010
		jelzésű
		bitumen

3. példa

Polietilén (PE), pol. propilén (PP) valamint polietilén-bitumen (PB) keverékek és polipropilén-bitumen keverékek viszkozitási tulajdonságát Brabender-féle plasztográf segítségével állandó hőmérsékleten (290°C-on, illetve 270°C-on) hosszabb időn keresztül vizsgáltuk, mialatt a plasztográf lapátkeverőjét 60 fordulatszám/perc fordulatszámmal forgattuk és az ehhez szükséges forgatónyomatékot méterpondban mértük. Összesen 7 kísérletet végeztünk az alábbiak szerint:

1. kísérlet:

Előzetesen őrölt polietilén hulladék vizsgálata, 290°C-on

2. kísérlet:

Őrölt polietilén hulladék vizsgálata, 270 °C-on

3. kísérlet:

50:50 súlyarányú polietilén-hulladék és B-80 útépítő bitumen keverékének vizsgálata, 290°C-on

4. kísérlet:

50:50 súlyarányú polietilén-hulladék és B-120 útépítő bitumen keverékének vizsgálata, 290°C-on

5. kísérlet:

30:70 súly arányú polietilén hulladék és B-120 útépítő bitumen keverékének vizsgálata 290°C-on

6. kísérlet:

Őrölt polipropilén hulladék vizsgálata 290 °C-on 5

7. kísérlet:

:70 súly arányú őrölt polipropilén hulladék és B-70 útépítő bitumen keverékének vizsgálata 290 °C-on.

A kapott mérési eredményeket a 111. táblázatban részletezzük.

III. táblázat

A kísérlet száma	1	2	3	4	5	6	7
			PE + PB 80	PE + PB 120	PE + PB 120		PP + PB 70
Anyag	PE	PE	(50:50)	(50 :50)	(30 :70)	PP	(30 :70)
			súly-	súly-	súly-		súly-
			arányban	arányban	arányban		arányban
Kísérleti
hőmérséklet	290	270	290	290	290	290	290
°C
Kísérleti idő			Erőfelvétel (Meterpond)
10 perc	145	174	60	36	5	292	1
20 perc	132	156	75	35	9	260	2
30 pere	122	145	71	34	11	232	3
60 pere	118	145	54	38	9	110	1,5
90 perc	102	144	53	37	9	27	1,5
1 20 pere	89	134	53	30	7
150 perc	82	133	53	29	7
1 <80 pere	78	133	52	27	6

A III. táblázat mérési adataiból kitűnik, hogy a homogenizáló hőkezelés során a poliolefin molekula lebomlása viszkozitás csökkenésben mutatkozik. Λ poliolefin-bitumcn keverékek esetében a poliolefiii-molekub lebomlása a bitumennel való 60 kémiai reakcióhoz is vezet, ezáltal a poliolefin-bitumen keverék viszkozitása a homogenizáló hőkezelés közben jelentős mértékben csökken, majd hosszabb ideig lényegében állandó marad. A kísérlet kezdetén a poliolefin-bitumcn keverékek gyakran tapasz- 65 talt viszkozításnövekedése abból eredhet, hogy a poliolefin kísérlet kezdetén még nem oldódik fel a bitumenben, így a bitumen viszkozitását regisztráló mérőműszer csak bizonyos idő eltelte után. - vagyis miután a poliolefin már a bitumenben feloldódott , méri valójában a keverék viszkozitását.

A bitumenes kötőanyagok találmány szerinti előállításánál a poliolefin-bitumen keverékek 3. példa szerint tapasztalt viszkoz.itásesökkenése lehetővé teszi a találmány szerinti bitumenes kótő5 anyagok és a szokásos ásványi adalékanyagok összekeverésével a szükséges aszfaltkeverékek az ismert technikával történő előállítását és a kapott bitumenes építőanyagok feldolgozását a szokásos technikával.

4. példa

Nagy fordulatszámú, elektromotorral meghajtott keverőszerkezettel ellátott, fűthető készülékbe 10 kg, 200°C-ra melegített B-100 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk. Keverés és melegítés közben részletekben hozzáadunk 200 g granulált polietilént (nagynyomású típus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont körülbelül 110°C). 10 percig tartó keverés után - eközben a keverőt meghajtó motor áramfelvétele állandóan növekszik - 260 °C hőmérsékletet érünk el. Makroszkopikusan nézve, a massza homogén megjelenésű. A melegítést ekkor megszüntetjük, és a homogenizálást 260°C-on tovább folytatjuk, miközben folyamatosan ellenőrizzük a keverőmotor áramfelvételét, ami a massza viszkozitására jellemző összesen 25 perces homogenizálás után a keverőmotor áramfelvétele körülbelül 10%,-kai csökken a kezdeti 10 perces kezelés után mért értékhez képest, összesen 30 perces homogenízálás után a keverést megszüntetjük. A keletkezett masszát felhasználjuk hengereltaszfalt-útburkolat készítéséhez oly módon, hogy az általánosan használt zúzalékhoz 6 súly% mennyiségű kötőanyagot keverünk. A keletkezett útépítőanyagból a 9611/9. sz. szabvány szerinti 2x50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk és vizsgálunk. A kapott stabilitás 790 kg. Összehasonlításul elkészítettünk egy útépítőanyagot a fenti zúzalékból és 6súly% mennyiségű, a bitumen-polipropilén-massza előállításánál felhasznált B 100 minőségű bitumenből. A kapott útépítőanyagból azonos módon készített Marshall-testek stabilitása 700 kg.

5. példa

A 4. példában ismertetett módon járunk el. A készülékbe 6 kg, 200 °C-ra melegített B 200 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk, és részletekben hozzáadunk 14 kg granulált polietilént (nagynyomású típus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont körülbelül 110°C). Mintegy 30 percig tartó keverés után a 3J0°C hőmérsékletű massza homogén megjelenésű lesz. A homogenizálást 310°C-on folytatjuk. 60 perc elteltével a keverűrnotor áramfelvétele 20%-kal kisebb a kezdeti 30 perces keverés után mért értéknél. Összesen 70 perc keverés után a homogenizálást megszüntetjük.

Az így kapott bitumen-polietilén masszához 213 kg 200 °C hőmérsékletű bitument adunk, a masszát 29O°C-ra melegítjük, és 5 percig intenzíven keverjük. Ekkor a polietilén homogén eloszlásban van jelen a masszában amelyet kötőanyagként a kőmennyiségre vonatkoztatva 6 súiy% menynyiségben adunk hozzá a hengerelt aszfaltburkolat készítéséhez szokásosan alkalmazott, előzetesen 200°C-on felmelegített, zúzott kövekhez. Az így nyert útépítő anyagból 2 x 50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk, és ezeket a szokásos módon vizsgáljuk (MSZ 9611/9), 25 °C mérési hőmérsékleten a szakítószilárdság 8,0 kg.

A hasonló módon, B 200 minőségű bitumenből (MSZ 3276) polietilén hozzáadása nélkül készült Marshall-próbatestek vizsgálatánál a szakítószilárdság

4,5 kg.

6. példa

A 4. példában ismertetett módon járunk el. A készülékbe először 6 kg, 200°C-ra melegített B 200 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk, majd részletekben hozzáadunk 14 kg granulált polietilént (kisnyomású típus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont 130 °C körül). 30 percig tartó melegítés és keverés után a massza homogénnek látszik, és a hőmérséklete 310 °C lesz. A homogenizálást ezen a hőmérsékleten folytatjuk. Összesen 75 perces kezelési idő után a keverőmotor áramfelvétele 20%-kal kisebb a 30 perces kezelési idő utáni értéknél. Összesen 90 perc kezelés után a homogenizálást abbahagyjuk.

A kapott bitumen-polietilén masszához 213 kg forró bitument adunk és a masszát 15 percig keverjük 200°C-on, majd felhasználjuk kötőanyagként útépítési anyag készítéséhez az 5. példában leírt módon. Az útépítési anyagból Marshall-próbatesteket készítünk, és ezeket a szokásos módon vizsgáljuk. 25 °C mérési hőmérsékleten a szakítószilárdság értéke 8,3 kg.

7. példa

A 4. példában megadott módon járunk el. A készülékbe 10 kg, 200°C-ra melegített B 100 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk, és részletekben hozzáadunk granulált polipropilén (izotaktikus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont 165-172 °C). 10 perc keverés és melegítés után homogén megjelenésű, 260 °C hőmérsékletű maszszát kapunk, majd a homogenizálást 260 °C-on folytatjuk. Összesen 35 perc keverés után a keverőmotor áramfelvétele 12%-kal kisebb a 10 perces keverés után mért értéknél. Összesen 40 perc keverés után a homogenizálást befejezzük. A keletkezett masszát felhasználjuk hengerelt aszfalt-útburkolat készítéséhez oly módon, hogy az általánosan használt zúzalékhoz 6 súly% mennyiségű kötőanyagot keverünk. A keletkezett útépítőanyagból a 9611/9. sz. szabvány szerint 2x50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk és vizsgálunk. A kapott stabilitás 890 kg. Összehasonlításul elkészítettünk egy útépítőanyagot a fenti zúzalékból és 6 súly% mennyiségű, a bitumen-polipropilén-massza előállításánál felhasznált B 100 minőségű bitumenből. A kapott útépítőanyagból azonos módon készített Marshall-testek stabilitása 700 kg.

8. példa

A 4. példában megadott módon járunk el. A készülékbe 9 kg, 200°C-ra melegített B 100 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk, és részletekben hozzáadunk 3 kg granulált polipropilén (izotaktikus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont 165-172 °C). Körülbelül 25 perc keverés és meler gités után homogén megjelenésű, 310 °C hőmérsékletű masszát kapunk. A homogenizálást ugyanezen a hőmérsékleten folytatjuk. Összesen 65 perc keverés után a keverőmotor áramfelvétele 30%-kal kisebb a 25 perces keverés után mért értéknél. Összesen 80 perc keverés után a homogenizálást befejezzük. Hagyjuk, hogy a massza lehűljön és néhány hétig tároljuk. Ezután a masszát 38 kg forró bitumenhez adjuk, fokozatosan megolvasztjuk, majd a hőmérsékletet 28O°C-ra emeljük, és a masszát 10 percig intenzíven keverjük ezen a hőmérsékleten.

Az így nyert homogén masszát 6 súly% mennyiségben kötőanyagként felhasználjuk útépítési anyag készítéséhez az 5. példa szerint. Ezután 2x50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk. A vizsgálat során 1270 kg Marshall-terhelési értéket kapunk.

Összehasonlításul ugyanilyen útépítési anyagot készítünk, a felhasznált kötőanyag azonban csak B 100 minőségű hitument tartalmaz. Ennek az anyagnak a Marschall-terhelési értéke 700 kg.

9. példa

A 4. példa szerint járunk el. Először 8,8 kg, 200°C-ra melegített B 100 minőségű bnument (MSZ 3276) töltünk a készülékbe, majd részletekben hozzáadunk 600 g granulált polietilént (nagynyomású típus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont 110°C körül) és 600 g granulált polipropilént (izotaktikus, olvadási index 24, krisztallit-olvadáspont 165-172 °C). 25 perc keverés és melegítés után a massza homogén megjelenésű és 290 °C hőmérsékletű. A keverést tovább folytatjuk ezen a hőmérsékleten, összesen 60 perc keverés után a keverőmotor áramfelvétele 25%-kal kisebb a 25 perces keverés után mért értéknél. Összesen 70 perc keverés után a homogenizálást befejezzük.

Az így kapott masszát kötőanyagként 6 súly% mennyiségben hozzáadjuk hengerelt aszfaltútburkolat készítéséhez alkalmazott, zúzott kövekhez. A kész útépítési anyagból 2 x 50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk. 25 °C-on a próbatest szakítószilárdsága 13,5 kg.

10. példa

A 4. példában leírtak szerint járunk el. Először

8,8 kg, 200°C-ra melegített bitument töltünk a készülékbe, majd részletekben hozzáadunk 1 kg granulált polietilént (kisnyomású típus, olvadási index 0,1, krisztallit-olvadáspont 130 °C körül) és 200 g polipropilént (ataktikus). 10 perc keverés és r. elegítés után a massza homogén megjelenésű és 7.90 °C hőmérsékletű. A homogenizálást 290 °C-on folytatjuk, összesen 30 perc keverés után a keverőmotor áramfelvétele 20%-kal kisebb a 10 perces keverés után mért értéknél. Összesen 40 perc keverés után a homogenizálást abbahagyjuk. A továbbiakban a 9. példa szerint járunk el. A készített Marshall-próbatestek szakítószilárdsága 25°C-on 12,9 kg.

11. példa

A 4. példában leírt módon járunk el. Először

9,5 kg, 200 °C-ra melegített B 200 minőségű bitument (MSZ 3276) töltünk a készülékbe, majd részletekben hozzáadunk 500 g aprított hulladék polipropilént (izotaktikus, olvadási index 1, krisztallit-olvadáspont 170°C körül). Körülbelül 15 perc keverés és melegítés után a massza makroszkopikusan homogén megjelenésű és 290 °C hőmérsékletű.

A homogenizálást tovább végezzük ezen a hőmérsékleten. Összesen 40 perc kezelés után a keverőmotor áramfelvétele 25%-kal kisebb a 15 .perces keverés után mért értéknél. Összesen 45 perc kezelés után a homogenizálást befejezzük.

A kapott masszát felhasználjuk hengereltaszfalt-útburkolat készítéséhez oly módon, hogy az általánosan használt, előzőleg 220°C-ra melegített zúzalékhoz 6 súiy% mennyiségű kötőanyagot keverünk. A keletkezett útépítőanyagból a 9611/9 sz. szabvány szerint 2 x 50 ütéssel Marshall-próbatesteket formálunk és vizsgálunk. A 25 °C-on mért szakítószilárdság 90 kg. Összehasonlításul elkészítünk egy útépítőanyagot a fenti zúzalékból és 6 súly% mennyiségű, a bitumen-polipropilén-niassza előállításánál felhasznált B 200 minőségű bitumenből. A kapott útépítő anyagból azonos módon készített Marshall-testek szakítószilárdsága 4,5 kg.

12. példa

A 3. példában ismertetett 3. kísérletnek megfelelően bitumen-polietilén masszát készítünk 50 súlyrész hulladék polietilén és 50 súlyrész B 80-as útépítési bitumen (MSZ 3276) összekeverésével. A homogenizálást 290° C-on 60 percig végezzük. 60 perc elteltével a keverőmotor áramfelvétele 30%-kal kisebb a 30 perces keverés után mért értéknél. Ez a viszkozitás jelentős csökkenését jelzi.

A homogenizálás után további B 80 minőségű útépítési forró bitument adunk a masszához úgy, hogy annak polietilén-tartalma 12 súly%-ra csökkenjen. Az így kapott, 12 súly% polietilént tartalmazó bitument kötőanyagként hozzáadjuk 6 súly% menynyiségben a hengerelt aszfaltútburkolatok készítéséhez alkalmazott, előzetesen hevítésnek alávetett, zúzott kövekhez.

Az így kapott útépítési anyagból Marshall-próbatesteket formálunk, és alkalmazásukkal Marshall-stabilitási és szakítószilárdsági próbákat végzünk (MSZ 9611/9).

Összehasonlító próbatesteket is készítünk, a fentiekhez hasonló módon, azonban polietilén alkalmazása nélkül.

A Marshall-próbatestek elkészítése mindegyik esetben 2 x 50 ütéssel történik.

A Marshail-stabilitást az előírásoknak megfelelően 60°C-on mérjük. A szakítószilárdságot négy különböző hőmérsékleten, -25, 0, +25 és + 40° C-on határozzuk meg.

A vizsgálatok során minden esetben három párhuzamos mérést végzünk, azonos mérési körülmények között, és kiszámítjuk a párhuzamos mérések középértékét. Az így kapott eredményeket az alábbiakban adjuk meg:

Marshall-stabilitás

a) 12 súly% polietiléntartalmú kötőanyaggal készült útépítőanyag

b) polietilén nélküli bitumennel készült útépítőanyag terhelési érték (T) 1500 kg folyási érték (F) 39 x 1/10 mm T/F 38,1 terhelési érték (T) 1150 kg folyási érték (F) 47 x 1/10 mm T/F 25,1

Szakítószilárdság

a) 12 súly% polietilén-tartalmú kötőanyaggal készült útépítőanyag ⁵ -25 °C 0°C + 25 °C +50°C

44,6 kg 41,8 kg 9,1 kg. 2,7 kg

b) 19 súly% polietilén-tartalmú kötőanyaggal készült útépítőanyag ¹⁰ -25 °C 0°C +25°C + 50 °C

42,9 kg 42,6 kg 13,6 kg 4,0 kg

c) polietilén nélküli bitumennel készült útépítőanyag -25 °C 0°C + 25 °C

45,2 kg 41,1 kg 7,2 kg + 50°C 1,9 kg

Szakítószilárdság

a) 12 súly% polietilén-tartalmú kötőanyaggal készült útépítőanyag

-25 °C 0°C +25°C +40°C

47,6 kg 45,1 kg 16,6 kg 6,8 kg

b) polietilén nélküli bitumennel készült útépítőanyag

-25 °C 0°C +25°C + 40°C

47,5 kg 43,0 kg 8,8 kg 2,6 kg

13. példa

A 3. példában ismertetett 5. kísérletnek megfelelően bitumen-polietilén masszát készítünk 30 súlyrész hulladék polietilén és 70 súlyrész B 120 minő- 35 ségű útépítési bitumen (MSZ 3276) összekeverésével.

A homogenizálást 60 percig végezzük 290 °C-on keverő berendezésben. 60 perc elteltével a keverőmotor áramfelvétele 20%-kal kevesebb a 30 perces keverés után mért értéknél. A homogenizálás befeje- 40 zése után további forró bitument adunk a masszához. Ilyen módon 12 illetve 19 súly% polietilént tartalmazó masszát kapunk.

A kétféle masszát kötőanyagként hozzáadjuk a 45 kőmennyiségre vonatkoztatva 5,5 súly% mennyiségben a hengerelt aszfaltútburkolatok készítéséhez alkalmazott, előzetesen 22O°C-ra felmelegített, zúzott kövekhez. Az így kapott útépítési anyagokból Marshall-próbatesteket készítünk, és ezekkel 50 szakítószilárdsági vizsgálatokat végzünk (MSZ 9611/9),

Összehasonlító próbatesteket is készítünk, a fentiekhez hasonló módon, azonban polietilén alkalmazása nélkül. Mindegyik esetben a Marshall-próba- 55 testek elkészítése 2 x 50 ütéssel történik.

A szakítószilárdságot négy különböző hőmérsékleten, -25, 0. + 25 és + 50 °C-on határozzuk meg.

A vizsgálatok során 3 3 párhuzamos meghatározást végzünk azonos mérési körülmények között, és kiszámítjuk a párhuzamos njérések középértékét.

Az így kapott eredményeket az alábbiakban adjuk meg: 65

14. példa

Keverővei ellátott fűtött készülékben 88 súlyrész B 100 minőségű útépítési bitument (MSZ 3276) és 12 súlyrész. főként polietilén hulladékból álló poliolefint 290 °C-on homogenizálunk. A keverő lehetővé teszi a készülék tartalmának intenzív mozgatását. A polietilén hulladékoknak 80 súly%-a nagynyomású tipúsú polietilénből, 20 súly%-a pedig kisnyomású típusú polietilénből áll. 30 perc elteltével a massza homogénnek látszik. Ezután további 30 percig folytatjuk a homogenizálást ugyanezen a hőmérsékleten.

A masszából 5 percenként mintát veszünk, és meghatározzuk a viszkozitását 1 liter masszát befogadó, 6,5 mm-es kifolyó nyílású kifolyási viszkoziméterrel. A viszkozitás meghatározása előtt a vizsgálandó mintát 190°C-ra melegítjük. Az első mérésnél a kifolyási idő 280 s, a másodiknál szintén 280 s. a harmadik mérésnél a kifolyási idő 290 s, a negyediknél 2 65 s, a harmadik mérésnél a kifolyási idő 290 s, a negyediknél 265 s, az ötödiknél 240 s, a hatodiknál 2 35 s, a hetediknél pedig 225 s. Ekkor a homogenizálást abbahagyjuk.

Az így kapott bitumen-polietilén masszát 6súly% mennyiségben kötőanyagként hozzáadjuk a kőmennyiséghez vonatkoztatva a hengerelt aszfaltútburkolatok készítéséhez alkalmazott, előzetesen 22O°C-ra felmelegített zúzott kövekhez. Az így kapott útépítési anyagból 2 x 50 ütés alkalmazásával Marshall-próbatesteket készítünk, és ezeknek megvizsgáljuk a stabilitását. A Marshall-szerinti terhelési érték 1160kg, a folyási érték 53 x 1/lOmni.

Összehasonlításul polietilén alkalmazása nélkül is készítünk próbatesteket a fenti módon. Ezeknél a terhelési érték 700 kg. a folyási érték 100 x 1,10 mm.

Claims (4)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Eljárás szervetlen diszperz szilárd anyagokat, így zúzalékot és homokot tajhjluweírqútőipari anyagok kötőanyagkéntJehwSZnálható, bitumentartalmú építőipari kötőanyag előállítására bitumen, polietilén és/vagy polipropilén megolvasztásával és homogenizálásával, azzal jellemezve, hogy 0,1 24 közötti olvadási indexű és 108 130 °C knsztallit8

   -olvadáspontú polietilént és/vagy 1,0-20 közötti olvadási indexű és 164-172 °C krisztallit-olvadáspontú polipropilént és/vagy ezeket főkomponensként tartalmazó anyagkeveréket alkalmazunk a bitumenre számítva 2-233 súly% mennyiségben és a kapott keveréket addig homogenizáljuk 260-310 °C közötti hőmérsékleten, amig a homogén keverék állandó hőmérsékleten mért viszkozitása a polietilénnek és/vagy a polipropilénnek a bitumenben történő oldása után közvetlenül kapott keverék viszkozitásához képest legalább 10-20%-kal nem csökken, majd adott esetben - a homogenizálás és kívánt esetben a homogenizált keverék tárolása - után további 150—320 °C-os bitument adunk a keverékhez olyan mennyiségben, hogy a poliolefinnek a bitumenre számított mennyisége 2-233 súly% legyen.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a polietilént és/vagy a polipropilént legalább 10 súly% mennyiségben alkalmazzuk a bitumenre vonatkoztatva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatoátási módja, azzal jellemezve, hogy 290°C-on homogenizáljuk.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a polietilént és/vagy a polipropilént 30-100 súly%-ban alkalmazzuk a bitumenre vonatkoztatva.