RO127898B1 - Aditiv pentru reciclarea asfaltului şi procedeu de obţinere a acestuia - Google Patents

Description

Invenția se referă la un aditiv pentru reciclarea asfaltului, și la un procedeu de obținere a acestuia.

Reciclarea asfaltul uzat prezintă interes atât din perspectiva protecției mediului, cât și din punct de vedere economic, având în vedere creșterea accentuată a prețului țițeiului și, implicit, a bitumului în ultima vreme. Principalele neajunsuri ale asfaltului uzat se datorează deteriorării accentuate a caracteristicilor bitumului din compoziția acestuia. Astfel, procedeele utilizate în vederea reciclării asfaltului uzat constau în corectarea caracteristicilor bitumului conținut de acesta, prin adăugarea unor diverse tipuri de compuși chimici.

în brevetul US 7.811.372 se propune un agent de revigorare a asfaltului reciclat cu o viscozitate de 200...60000 cSt la 60°C, și care să cuprindă 10...90% ulei de palmier și de

90.. .10% bitum.

într-un alt procedeu, prezentat în brevet US 7.357.594, este propusă o compoziție pentru întinerirea asfaltului, care cuprinde un liant asfaltos, apă, un agent tensioactiv cationic, un agent de reciclare și un latex cationic co-aglomerat de cauciuc stiren-butadienic, care include sulf și un agent de vulcanizare. Invenția conține și o metodă de tratament a asfaltului îmbătrânit și fisurat, pentru aplicarea compoziției propuse.

De asemenea, se mai cunoaște, în stadiul tehnicii, o compoziție de etanșeizare și de întinerire a pavajelor de asfalt și beton, care conține o combinație de ulei de soia, alchil esteri de ulei de soia, și cel puțin una dintre hidrocarburile terpenice precum d-limonen sau alte terpene [US 7.008.670],

Brevetul US 6.659.684 propune o compoziție pentru îmbunătățirea caracteristicilor bitumului uzat. Aceasta poate cuprinde un emulgator, un extract de distilat parafinic greu, un extract de distilat naftenic greu și apă.

Tot în stadiul cunoscut al tehnicii, în documentul WO 2008/026811 A1, se descrie o compoziție care folosește asfaltul reciclat în scopul pavării drumurilor. Compoziția cuprinde asfalt uzat reciclat, agregate, ciment, aditiv și un reformator: la 100 de părți în greutate de asfalt recuperat pulverizat, cu dimensiunea particulelor de maximum 40 mm, 50... 130 părți în greutate agregate grosiere, 50...70 părți în greutate agregate fine, 10...40 părți în greutate ciment,

10.. .20 părți în greutate emulsie asfaltică, 3...5 părți în greutate aditiv și 1...3 părți în greutate reformator. Aditivul folosit este compus din 15...20 părți în greutate etilacrilat, 15...20 părți în greutate metilmetacrilat, 30...35 părți în greutate ulei naftenic și 30...35 părți în greutate ulei aromatic, iar reformatorul este compus din 10...15 părți în greutate rășină naturală hidrocarbonică,

5.. .10 părți în greutate cauciuc butadien-stirenic și 75...85 părți în greutate celuloză. Agregatul folosit este ales dintre nisip, deșeuri de piatră minerală topită, deșeuri de piatră de furnal, piatră naturală, piatră pulverizată, cenușă de furnal, pietre concasate sau altele. Procedeul constă în amestecarea până la omogenizare, la temperatură normală și presiune atmosferică a componentelor folosite.

în toate aceste procedee se urmărește îmbunătățirea caracteristicilor bitumului folosit la reciclarea asfaltului.

Este cunoscut că, datorită îmbătrânirii liantului bituminos, procesul de reciclare a asfaltului prezintă următoarele dezavantaje:

1) compoziția chimică a liantului bituminos reciclat se modifică; astfel, conținutul în asfaltene crește, în dauna uleiurilor minerale și a rășinilor petroliere;

2) principalele caracteristici ale liantului bituminos reciclat - adezivitatea față de agregate, plasticitatea, elasticitatea, punctul de rupere Fraas, penetrația și punctul de înmuiere - se înrăutățesc. Aceste modificări îngreunează omogenizarea mixturii frezate cu mixtură proaspăt adăugată, și afectează în mod negativ caracteristicile mixturii asfaltice reciclate.

RO 127898 Β1

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în obținerea unui aditiv care, intro- 1 dus în bitumul proaspăt, îmbunătățește caracteristicile fizico-chimice ale liantului bituminos reciclat. 3

Aditivul pentru asfalt, conform invenției, elimină dezavantajele menționate prin aceea că este constituit din: 5 (i) solvent format dintr-un amestec 2:1 din distilat petrolier naftenic: esteri metilici ai acizilor grași proveniți din ulei de rapiță, care asigură omogenizarea liantului din asfaltul reciclat 7 cu cel proaspăt;

(ii) amestec format din ulei aromatic, ulei semiparafinos și ulei de tall brut, care corec- 9 tează compoziția liantului bituminos reciclat;

(iii) copolimer stiren-butadien-stirenic, ce îmbunătățește caracteristicile de elasticitate- 11 plasticitate-etanșeizare ale liantului reciclat;

(iv) produs de condensare a acizilor carboxilici din ulei de rapiță cu trietilentetraamină 13 cu un conținut de azot aminic de 3,5%, la un raport masic solvent:ulei aromatic:ulei semiparafinos:ulei de tall brutcopolimer stiren-butadien-stirenic:produs de condensare de: 15

1...40:0,5...15:0,5...15:0,1...10:0,1...7:0,1...4.

într-o realizare preferată, uleiul aromatic are temperatura de fierbere de 445°C la presi- 17 unea atmosferică, și uleiul semiparafinos are temperatura de fierbere de 450°C la presiunea atmosferică. 19

Procedeul de obținere a aditivului pentru reciclarea asfaltului, conform invenției, constă în omogenizarea, prin amestecare mecanică la temperatura camerei, a amestecului de solvent, 21 uleiul aromatic, uleiul semiparafinos, uleiul de tall și produsul de condensare, după care se dozează și se solubilizează, prin amestecare mecanică, copolimerul stiren-butadien-stirenic la 23 temperatura de 20...200°C, timp de 0,3...20 h.

Aditivul pentru reciclarea asfaltului se dozează în bitumul folosit la prepararea25 mixturii asfaltice în proporție masică de 0,1...30%, la temperatura de 16O...22O°C.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:27

- îmbunătățește adezivitatea bitumului pe agregate,

- se reduce timpul de omogenizare a mixturii asfaltice,29

- se obține o mixtură asfaltică având omogenitate superioară.

în continuare, se dau două exemple de realizare a invenției.31

Exemplul 1

Un balon de sticlă, echipat cu un sistem de amestecare prin agitare mecanică, sistem 33 de control și reglare a temperaturii și turației, este alimentat cu 145 g solvent hidrocarbonat naftenic (interval de fierbere 22O...24O°C), 70 g esteri metilici ai acizilor grași proveniți din ulei 35 de rapiță, 95 g ulei aromatic cu temperatura inițială de fierbere de 445°C la presiunea atmosferică, 65 g ulei semiparafinos cu temperatura de fierbere de 450°C la presiunea 37 atmosferică, 55 g ulei de tall brut și 22 g produs de condensare a acizilor carboxilici ce provin din uleiul de rapiță, cu trietilentetraamina ce prezintă un conținut de azot aminic de 3,5%; 39 amestecul obținut se omogenizează, se adaugă 35 g copolimer stiren-butadien-stirenic, se reglează și se menține temperatura la valoarea de 160°C timp de 10 h. Se fluxează 60 g din 41 produsul obținut cu 1000 g bitum rutier, ale cărui caracteristici sunt prezentate în tabelul 1, pe o durată de 16 h, la temperatura de 180°C, obținându-se un bitum ale cărui caracteristici sunt 43 prezentate în tabelul 1.

Exemplul 2 45

Se fluxează 90 g din aditivul obținut la exemplul 1 cu 1000 g din același bitum rutier, la temperatura de 180°C, obținându-se un bitum ale cărui caracteristici sunt prezentate în 47 tabelul 1.

RO 127898 Β1

Caracteristicile asfaltului reciclat cu bitum neaditivat și aditivat în prezența aditivului preparat conform experiențelor 1 și 2 sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 1

Caracteristicile bitumului fluxat, conform exemplelor 1 și 2

Proprietate	Unitate de măsură	Bitum inițial	Exemplul 1	Exemplul 2
Penetrație la 25 °C	0,1 mm	54	59	61
Punct de înmuiere	°C	52	48	46
Punct de inflamabilitate	°C	237	224	219
Solubilitate	%	99,7	99,8	99,8
Viscozitate dinamică la 60°C	Pa xs	167	152	147
Punct de rupere Fraass a	°C	-13	-15	-15
Viscozitate cinematică la 135°C	mm2 /s	326	307	301
Adezivitate	%	88,3	91,5	91,8

Tabelul 2

Caracteristicile fizico-mecanice ale asfaltului reciclat cu bitum neaditivat și aditivat

Nr. crt.	Caracteristica	Unitatea de măsură	Material frezat + bitum neaditivat	Material frezat + bitum aditivat, conf. exp. 1	Material frezat + bitum aditivat, conf. exp. 2
1	Densitate aparentă pe cilindrii Marshall	Kg/m3	1950	2320	2365
2	Absorbție de apă	%	5,3	3,9	3,5
3	Stabilitate Marshall (S)	KN	3,4	5.9	6,6
4	Fluaj (I)	mm	0,5	1,8	2,4
5	Raport (S/l)	KN/mm	6,8	3,3	2,8

Claims (3)

1. Revendicări 1

   1. Aditiv pentru reciclarea asfaltului pe bază de solvent, ulei și promotori de adezivitate, 3 caracterizat prin aceea că este constituit din: (i) solvent format dintr-un amestec 2:1 din distilat petrolier naftenic:esteri metilici ai acizilor grași proveniți din ulei de rapiță, care asigură 5 omogenizarea liantului din asfaltul reciclat cu cel proaspăt, (ii) amestec format din ulei aromatic, ulei semiparafinos și ulei de tall brut, care corectează compoziția liantului bituminos reciclat, 7 (iii) copolimer stiren-butadien-stirenic ce îmbunătățește caracteristicile de elasticitate-plasticitate-etanșeizare ale liantului reciclat, și (iv) produs de condensare a acizilor carboxilici din ulei 9 de rapiță cu trietilentetraamină cu un conținut de azot aminic de 3,5%, la un raport masic solvent:ulei aromatic:ulei semiparafinos:ulei detall brut:copolimerstiren-butadien-stirenic:produs 11 de condensare de: 1...40:0,5...15:0,5...15:0,1...10:0,1...7:0,1...4.
2. 2. Aditiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că uleiul aromatic are tempe- 13 ratura inițială de fierbere de 445°C la presiunea atmosferică, și uleiul semiparafinos are temperatura inițială de fierbere de 450°C la presiunea atmosferică. 15
3. 3. Procedeu de obținere a aditivului pentru reciclarea asfaltului, definit în revendicarea

   1, caracterizat prin aceea că se omogenizează prin amestecare mecanică, la temperatura 17 camerei, amestecul de solvent, uleiul aromatic, uleiul semiparafinos, uleiul de tall și produsul de condensare, după care se dozează și se solubilizează, prin amestecare mecanică, 19 copolimerul stiren-butadien-stirenic, la temperatura de 20...200°C, timp de 0,3...20 h.