Výroba ropných asfaltů. Co je asfalt. Složení asfaltů - mikrostruktura. Analýza složení TLC/FID - SARA

Podobné dokumenty
Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

VIAKONTROL, spol. s r.o. Zkušební laboratoř VIAKONTROL Houdova 18, Praha 5

ASFALTY A ASFALTOVÉ VÝROBKY

Zkoušení emulzí včetně jednotlivých vstupů

VIAKONTROL, spol. s r.o. Zkušební laboratoř VIAKONTROL Houdova 59/18, Košíře, Praha 5

POZEMNÍ KOMUNIKACE II

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

POZEMNÍ KOMUNIKACE II

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Identifikace zkušebního postupu/metody

VLIV PŘÍSADY LICOMONT BS 100 NA VYBRANÉ VLASTNOSTI ASFALTOVÝCH POJIV INFLUENCE OF ADDITIVE LICOMONT BS 100 UPON PROPERTIES OF BITUMINOUS BINDERS

EUROVIA Services, s.r.o. Laboratoř Čechy východ Piletická 498, Hradec Králové

Asf A a sf lto t vá p ojiva Silnič ni ní č s t s avby a 2

Netkané textilie. Materiály 2

PDF created with pdffactory Pro trial version

Zpracování ropy doc. Ing. Josef Blažek, CSc. 8. přednáška

Přírodní asfalty. Silniční stavby 2

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemních komunikací

Závěry konference Asfaltové vozovky 2017

ČSN EN , mimo čl.7 a přílohy C

Silniční stavební materiály. Názvosloví. Dopravní stavby

Zkoušení vozovek a materiálů Ing. Petr Hýzl, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně

Aplikace nových metod pro zkoušení silničních asfaltů

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

Přednáška č. 6 NAVRHOVÁNÍ A STAVBA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ. 1. Geotechnický průzkum

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

P Ř Í L O H A K O S V Ě D Č E N Í

Popis/ Klíčové vlastnosti. Vločkování zneutralizovaných pevných částic. Největší použití. Určeno pro malé provozy

Využití regeneračních postřiků pro prodloužení životnosti obrusných vrstev asfaltových vozovek

Zhodnocení konference Asfaltové vozovky 2017

Posuzování shody asfaltových směsí

Další emulzní technologie. Úvodní informace. Další technologie. Ing. Václav Neuvirt, CSc. Ing. Václav Valentin. Normy a předpisy související

Závěrečná zpráva o gestorské činnosti za rok 2018 Pracovní skupina CEN TC 336/WG1: Bituminous Binders for Paving

EUROVIA Services, s.r.o. Centrální laboratoř U Michelského lesa 370, Praha 4 Krč

Zápis ze zasedání TNK

SOUHRNNÁ ZPRÁVA O VÝSLEDCÍCH MEZILABORATORNÍHO POROVNÁNÍ ZKOUŠEK (MPZ)

Anorganická pojiva, cementy, malty

Téma 3 Evropské normy a technické předpisy v oblasti asfaltových vozovek

Akreditovaný subjekt podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005: SQZ, s.r.o. Ústřední laboratoř Olomouc U místní dráhy 939/5, Nová Ulice, Olomouc

UMAFLOR PN je dvousložková metakrylátová pryskyřice střední viskozity určená k penetraci podkladu při zhotovování metakrylátových podlah.

PĚNOASFALTOVÉ SMĚSI Motto: Asfaltové vozovky bezpečná cesta k prosperitě

Charakteristiky technologií, požadavky ení. Dr.Ing. Michal Varaus

Asfaltová pojiva proč jsou důležité jejich optimální volba a správné navrhování

Zápis ze zasedání TNK

4.4 NOVÉ ZKUŠEBNÍ METODY EU PRO SILNIČNÍ ASFALTY NEW EU TESTING METHODS FOR PAVING GRADE BITUMENS

Nové technologie výstavby ložních a podkladních vrstev

CSI a.s. - AO 212 AO212/PC5/2014/0139/Z strana 2 /5

Evropská organizace pro technická schválení ETAG 005. Vydání z března 2000

Shrnutí poznatků z konference AV 13 Ing. Petr Mondschein, Ph.D.

Vliv nízkoviskózních přísad na charakteristiky asfaltové směsi

ZPŮSOB POUŽITÍ Zředěný vodou na hmotu o různé koncentraci podle specifického použití (viz technický list).

ASFALT MODIFIKOVANÝ PRYŽÍ S RŮZNÝM PODÍLEM MLETÉ PRYŽE 0-0,8 MM A S KYSELINOU POLYFOSFOREČNOU NEBO POLYOCTAMEREM

CSI a.s. - AO 212 STO /Z strana 2/8

Evropská organizace pro technická schválení ETAG 005. Vydání z března 2000

Letoxit PR 220 Verze: 18. ledna 2012 Letoxit EM 315, EM 316, EM 317

Stavební hmoty. Ing. Jana Boháčová. F203/1 Tel janabohacova.wz.cz

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

Chemické speciality. Chemické speciality přednáška I

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ K

Porovnání chování nízkoteplotních asfaltových směsí typu SMA

Téma 1. Zkušenosti s evropskými normami. Michal Varaus Vysoké učení technické v Brně , České Budějovice

NOVÉ EVROPSKÉ NORMY PRO ASFALTY A ASFALTOVÁ POJIVA: PRVNÍ ŠVÝCARSKÉ ZKUŠENOSTI

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Směsi, roztoky. Disperzní soustavy, roztoky, koncentrace

České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební - zkušební laboratoř Thákurova 7, Praha 6 Pracoviště zkušební laboratoře:

Jemná malta na vyplňování pórů a vyhlazení, třída R3

Standardy pro vrstvy konstrukcí vozovek

Asfaltové zálivkové hmoty. Sanační hmoty. Emulzní kalové zákryty. Adhezní nátěry. Asfaltové hmoty BIGUMA

1. LM 1 Zlín Zádveřice 392, Vizovice 2. LM 3 Brno Areál Obalovny Česká, Česká 3. LM 4 Ostrava Frýdlantská 3207, Ostrava

Téma 1 - Moderní trendy v materiálech a konstrukcích, navrhování vozovek

A. Technická specifikace pro výběrové řízení na Dynamický smykový reometr

Českomoravský beton, a.s. Beroun 660, Beroun

AP40. pokročilá disperze. pro hloubkové penetrační nátěry

Nestmelené a stmelené směsi

10/23/2011. Složení směsi Rozdělení směsí Návrh směsí Názvosloví směsí Použití směsí Zkoušení směsí Výroba Doprava Pokládka Kontrola

Kapitola 27 EMULZNÍ KALOVÉ VRSTVY

II. generace evropských norem pro asfaltové směsi

CENÍK KONTROLNÍCH A ZKUŠEBNÍCH PRACÍ ZL

Prolévan a é vr v st s vy v Základní druhy, požadavky na materiály, stavební práce, kontrolní zkoušky

CENÍK KONTROLNÍCH A ZKUŠEBNÍCH PRACÍ ZL

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Laboratoř poskytuje odborná stanoviska a interpretace výsledků zkoušek.

SEZNAM NOREM PLATNÝCH PRO OBOR SILNIČNÍHO STAVITELSTVÍ (K )

Diagnostika a zkušebnictví v procesu přípravy a provádění silničních prací

ZKOUŠENÍ A VÝKONOVÉ HODNOCENÍ MATERÁLŮ A KONSTRUKCÍ VOZOVEK Generální zpráva - část 2

Technická. PLANTOHYD S - řada

PODKLADNÍ BETON TŘ. I M Kč

Prohlášení o vlastnostech

High Volume Fly Ash Concrete - HVFAC

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

N o v é p o z n a t k y o h l e d n ě p o u ž i t í R o a d C e m u d o s m ě s í s t u d e n é r e c y k l a c e

Posuzování a ověřování stálostí vlastností STAVEBNÍCH VÝROBKŮ označovaných značkou podle nařízení č. 305/2011 (CPR)

Výstavba, údržba a opravy asfaltových vozovek - 1. část. Generální zpráva

DuPont Voltatex K-impregnační pryskyřice

P Ř Í L O H A K O S V Ě D Č E N Í

PCI-Emulsion. Adhézní přísada do malty ke zkvalitnění malty, omítky a potěru. Rozsah použití. Vlastnosti produktu. Případy pro možné přísady:

P Ř Í L O H A K O S V Ě D Č E N Í

Nové zkušební metody EU pro silni ní asfalty

TESTUDO SP 25. Technický list TESTUDO SP 25

Problémy při provádění podkladních vrstev a podloží

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Transkript:

Asfaltová pojiva a kationaktivní emulze Jiří Plitz Rámcový obsah bloku 1 Vstupní materiály problematika asfaltů Asfaltové emulze popis, výroba - vlastnosti a zkoušení - normy a předpisy - použití 2 Vstupní materiály Asfalt: silniční 70/100 až 160/220 (s vyšším číslem kyselosti, E) Emulgátory: diaminy, aminoimidy, polyaminy (-NH 2, -NH-) imidazoliny, kvarterní amoniové soli (NH 4+ ) Voda: měkká, změkčená Kyseliny: solná, fosforečná na ph 1,8 až 3 převádějí emulgátor na rozpustnou formu Polymery: SBS, SBR, SIR, EVA, latexy Dopy: tenzidy na bázi aminů, zvyšují přilnavost Další přísady: odpěňovače, fluxanty chlorid vápenatý (zvyšuje viskozitu) fosforečnan sodný (změkčuje vodu) Úvod do problematiky asfaltů 3 4 1

Co je asfalt Výroba ropných asfaltů 5 Krátce z historie 4000 před n.l. použití přírodního asfaltu v Mezopotanii 625 před n.l. první asfaltová cesta v Babylonu 1595 n.l. Sir Walter Raleight objevil asfaltové jezero v Trinidadu Rozdělení Přírodní a ropné Přírodní podle typu naleziště: rock, lake Přírodní podle naleziště: Albertit, Gilsonit, Wurtzilit, Trinidad 6 Vakuová destilace ropy destilační zbytek Specifické úpravy: polofoukání, foukání (oxidace) krakování ředění a fluxování emulgace úprava přísadami modifikace polymery Celkem se vyrobí a spotřebuje 400-500 kt silničních asfaltů (z toho 100 kt PMB) cca 40 kt kationaktivních emulzí Složení asfaltů - mikrostruktura Analýza složení TLC/FID - SARA Koloidní disperze: Koloidní index: - 5 až 20 % asfalténů (heteroatomické) Saturáty + Asfaltény - 5 až 20 % saturátů (nepolární alifáty) I c = Aromaty + Pryskyřice - 40 až 65 % aromátů (tmavé, viskózní) - 20 až 30 % pryskyřic (polární, adhezivní, do 5 nm) Činidla: n-heptan, toluen, dichlormetan/metanol 7 8 2

1 1 0 1 0 0 1 0 0 0-5 0 0 5 0 1 0 0 Disperzní (koloidní) stabilita Flokulační poměr Zkušební metody empirické Bod měknutí Penetrace Duktilita Lámavost příklad pro asfalt 10/20 9 10 Reologické závislosti 30 Penetrační index: PI = 10 1+ 50A Heukelomův diagram: A 2 25 C =.9031 log P T 25 KK Funkční zkoušky (Performance methods) Dynamický smykový reometr lámavost p e n e t ra c e [m m ] / 2 5 C AP 25 1E10 Mofalt 65 Extra Mozal 1E9TS 1E8 1E7 1000000 bod KK 100000 10000 1000 100 0 50 100 150 200 Teplota [ C] viskozita [mpa.s] log logη = b m. logt Komplexní smykový modul Závislost G* na δ Cyklus: 1 s napětí, 9 s relaxace 1. fáze: 10 cyklů při 100 Pa 2. fáze: 10 cyklů při 3.200 Pa Výpočet poddajnosti Jnr (Pa -1 ) 11 12 3

Trámečkový reometr BBR Modul tuhosti za ohybu S, m, T K Asfaltové emulze 13 14 Emulgátory Schéma kationaktivní asfaltové emulze 15 Povrchově aktivní látky = tenzidy - adsorbují se na mezifázovém rozhraní - mají nepolární (lipofilní) a polární (hydrofilní) část molekuly - nabíjejí povrch částice asfaltu nábojem + (KAE) nebo (AAE) - snižují p.napětí mezi asfaltem a vodou (cca z 30 na 5 dyn/cm) - rozlišují se emulze kationaktivní, anionaktivní, amfoterní, neionové - náboj způsobí kontakt a štěpení na povrchu kyselého kameniva - aminy přecházejí v kyselém prostředí HCl na aminhydrochloridy: R NH 2 + HCl R NH 3 + + Cl - - vzniká elektronová dvojvrstva kolem částic emulze (Cl - H + ) - ta zajišťuje stabilitu elektrostatickým odpuzováním a afinitu ke kamenivu 16 Štěpení KAE: 4

Zatřídění emulzí Přímé obrácené vícenásobné Hrubé (>5µm), jemné (0,1 až 5 µm), - mikronizované (10-100 nm) - ovlivněno druhem a množstvím emulgátoru (0,1 až 25 %) Asfaltové emulze modifikované s latexem po zaschnutí Monodisperzní - polydisperzní z PMB 17 18 Flokulace a koalescence emulzí - emulze začíná štěpit při kontaktu s kamenivem - při štěpení dochází k flokulaci a koalescenci - rychlost procesu závisí na více faktorech (přídavek promotoru) - předčasná koalescence vede k špatné přilnavosti k povrchu Modifikace polymery - Zlepšují viskozitně teplotní citlivost - Rozšiřují oblast plasticity (KK-BL) - Zvyšují kohezi a adhezi (přilnavost) pojiva - Dodávají elasticitu a odolnost k dynamickému namáhání - Zvyšují trvanlivost emulzní úpravy 19 20 5

Výroba emulzí Skladování emulzí 21 - nutno dodat energii na rozptýlení asfaltu do částeček) - snížit kohezi snížením viskozity asfaltu (teplota, tlak, flux) - součet T fází nesmí překročit 200 C (např. 150 + 50 C), jinak zkypí - KV asfaltu < 500 cst, optimálně < 200 cst, - emulgátor se zpravidla přidává do okyselené vodní fáze - mechanická emulgace v koloidním mlýně s úzkou štěrbinou - technologie vsádková nebo on-line - jemnost emulze je dána jak mlýnem, tak emulgátorem - částice emulze nejsou vidět lidským okem (< 10 µm), - emulze objemu špendlíkové hlavičky obsahuje cca 10 7 částic asfaltu - 1 litr emulze má plochu částic cca 5000 m 2, - vlivem lomu světla je emulze černého asfaltu hnědá 22 - během chladnutí se odparem vody vytvoří tenká deka - nesmí se porušit, chrání povrch emulze (plnění na spodek nádrže) - je-li emulze dost stabilní, tak se deka nezvětšuje - skladováním může emulze sedimentovat nebo krémovat - riziko flokulace a koalescence (slévání částic, hrubnutí) - ovlivněno dobou skladování, nízkým obsahem asfaltu, rozdílem hustot - možno omezit promícháváním nebo přečerpáváním do druhé nádrže - oddělené vrstvy mají houbovitý charakter, mohou ucpat čerpadlo - potřeba zabránit koalescenci - přebytkem volného emulgátoru ve vodní fázi - přídavkem solí do vodní fáze před výrobou - před čerpáním viskózní emulze je možné ji oživit zahřátím - je vhodné doplnit ohřívání mícháním Zjevné vlastnosti - emulze má být hnědá až tmavohnědá, stejnorodá, bez vyštěpených kusů Asfaltové emulze Vlastnosti a zkoušení Viskozita - ovlivněna obsahem a druhem asfaltu, fluxu, solí, emulgátoru - 60%ní KAE jsou řídké, nad 65% viskózní ( husté ) - hodnotí se zpravidla dobou výtoku (C2, C4) při stanovené teplotě - doba za kterou proteče 50 ml emulze 23 24 6

Obsah pojiva Metoda azeotropní destilace (ČSN EN 1428) - voda se oddestiluje s unášecí kapalinou - po kondenzaci se nemísitelné kapaliny rozdělí - lehčí unášedlo (xylen) se vrací do baňky Obsah pojiva fluxované emulze - destilací s oddělením olejové fáze (ČSN EN 1431) Obsah netěkavých látek - zjednodušeně přímým odpařením vody z misky (ISO 3251, 120 C, 2 h) 25 26 Obsah pojiva metoda sušících vah (EN 16849) - Navážka 4 g + 0,5 g - Zkouška končí, není-li změna 1 mg/50 s - Vliv filtračního papíru na odpařování - doporučeno skelné vlákno - Optimální teplota: Nefluxované emulze: 150 C Rostlinný flux do 5 %: 130 C Rostlinný flux nad 5 %: 110 C Minerální flux do 1,5 %: 110 C Pro minerál.fluxované emulze nad 1,5 %: metoda není vhodná použít EN 1431 Velikost částic - mikroskopie 50 µm 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Rozdělení velikosti částic 0 5 10 15 20 velikost (mikrometry) - Průměrná velikost částic 4,2 resp. 4,3 µm - Specifický povrch 7500 resp. 7230 cm 2 /g počet % KAE PS KAE PSM 27 28 7

Stabilita štěpitelnost - k určení vhodnosti pro emulzní technologie - refer.filery: Forshammer, Sikaisol, Caolin Q92 (ŽKS.cz, Sika.cz) - opakovatelnost 10 %, reprodukovatelnost 40 % Štěpitelnost (ČSN EN 14075-1): - množství referenčního fileru (g) k vyštěpení 100 g emulze (<195) - poloautomat má tendenci dávat vyšší hodnoty než ruční test - navrženy nové konverzní faktory mezi filery: BV Forsh /BV Sikaisol 1,3 (místo pův.1,4) BV Forsh /BV Caolin 1,2 (místo pův.1,1) Mísitelnost s filerem (ČSN EN 14075-2): - mísitelnost s ref.filerem (100g E + 50g V + 150g F, 75 s) (<300 s) Mísitelnost s cementem (ČSN EN 12848): - mísitelnost s portlandským cementem (100g E + 50 g C) (< 2 g) Třídy štěpitelnosti podle EN 13808: 29 30 Zbytek na sítu - zpravidla max. 0,5 % vyštěpené emulze na sítu 0,5 mm - pro hodnocení jemných emulzí lze použít síto 0,16 mm - skladovací stabilita = zbytek na sítu 0,5 mm po 7 dnech Tendence k sedimentaci - rozdíl v obsahu vody v horní a spodní desetině válce po 7 dnech Přilnavost k referenčnímu kamenivu (metoda B v EN 13614) - prané a vysušené kamenivo (200g) se obalí 15g emulze - obalená směs se suší 20 h při 60 C, pak se zalije vodou 60 C na 20 h - hodnotí se % obalení požaduje se min. 75 % (viz c) Zkoušení zbytkových pojiv z emulzí Zpětné získání - odpařováním na ploché desce v tenké vrstvě (EN 13074-1) - destilací podle EN 1431 - po odstranění olejových podílů Stabilizace - v tenké vrstvě v sušárně 24 h při teplotě 85 C (EN 13074-2) - vytěkají VOC, aby pojivo mohlo jít na zkoušku stárnutí Stárnutí - v PAV při 85 C po dobu 65 h (EN 14769) 31 32 8

Požadavky na pojiva získaná z emulzí - penetrace/25 C, bod měknutí (podle druhu) - bod lámavosti, vratná duktilita Koheze kyvadlem - k odtržení nutno vydat energii >0,7 J/cm2 1,3 1,2 Asfaltové emulze Normy a předpisy 1,1 koheze J/cm 2 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 lab.č.3 nemodifikovaný lab.č.2 nemodifikovaný lab. č.3 modifikovaný lab č.2, modifikovaný lab č.1, modif lab3modupr lab. č. 1 nemodifikovaný T C 33 34 Normy a předpisy pro emulze Specifikace: ČSN EN 13808 Systém specifikace kationaktivních asfalt.emulzí Jednotný způsob značení (Tab 1) Systém tříd vlastností emulzí, zbytkových pojiv včetně stárnutí Podle CPR (305/11) určeny harmonizované vlastnosti: Viskozita, přilnavost, chování při štěpení (Tab 2) Konzistence pojiva při střední a zvýšené teplotě, koheze (Tab 3) Stálost konzistencí a koheze (Tab 4) Posuzování a ověřování stálosti vlastností (AVCP) podle 2+ Zkoušky typu, plán zkoušek a dodržení četnosti zkoušení FPC, inspekce a dohled nad FPC Osvědčení (certifikát), zpráva o dohledu Prohlášení o vlastnostech (DoP), CE značení Třídění asfaltových emulzí Podle EN 13808: C 65 BPF 3 C 65 B 3 C = cationic/kationaktivní emulze 65=nominálníobsahpojivav% (skutečný:65+2) B = bitumen/asfalt vyhovující EN 12591(např. 70/100, 100/150) P=polymer modifikovanáemulze F=flux fluxovanáemulze(>2%fluxovadlavemulzi) 3=třídaštěpitelnosti(2až10) 35 36 9

ČSN EN 13808 Tabulka 2 ČSN EN 13808 Tabulka 1 37 39 38 ČSN EN 13808 Tabulka 3 ČSN EN 13808 Tabulka 4 40 10

Normy a předpisy pro emulze Specifikace: ČSN 73 6132 Kationaktivní asfaltové emulze Proveden výběr druhů a vlastností 16 KAE plus modifikované Rychle štěpné C65B2, C60B3, C65B3 Středně štěpné C40B4, C50B4, C60B4, C65B4, C69B4, C65B5 Pomalu štěpné C60B6, C50B7, C60B7, C65B7, C60B8 Stabilní C60B10, C65B10 Požadavky na pojiva přizpůsobena aplikacím: Spojovací postřiky: Pen<270, Nátěry: Pen<220, Obalování aj.: Pen<100 Modifikovaná pojiva (BP): koheze>0,7 J/cm 2 Účel použití druhů emulzí Postřik spojovací, infiltrační, regenerační (C40B3 až C60BP6) Nátěry, trysková výsprava (C60B2 až C65BP5) Kalové vrstvy (C60B6 až C60BP8), Recyklace a obalování (C60B8 až C60B10) Asfaltové emulze Použití 41 42 Použití asfaltových emulzí - jako ekologická náhrada horkých asfaltových pojiv, - při údržbě asfaltových vozovek, - při stavebních postupech menšího rozsahu, - rychlé odstranění poruch (trhlin, výtluků), - v ČR se výhradně používají kationaktivní emulze, - AAE jsou vhodné v teplých zemích s alkalickým kamenivem, - vhodnost kameniva pro KAE je možno ověřit v laboratoři - - musí vyhovovat EN 13043 pro kamenivo Použití asfaltových emulzí Aplikační technologie: - infiltrační postřiky, R,S,P - vyplňování trhlin P - regenerační postřiky, R,S,P - stabilizace zemin P - spojovací postřiky, R,S,P - recyklace směsí P - nátěry, R - penetrační makadam R - kalové zákryty, P - výsprava výtluků R, S - mikrokoberce a mikrokryty, P (tryskovou metodou) R= rychle štěpné, S = středně štěpné, P = pomalu štěpné (stabilní) 43 44 11

Děkuji za pozornost jiri.plitz@paramo.cz 45 12