179960. lajstromszámú szabadalom • Eljárás stabil aszfaltkeverékek előállítására
179960 3 4 ben, a duzzadóképességek közötti különbség tízszeresre is megemelkedhet. Az irodalmi adatok és a vizsgálati eredményeink alapján megállapítottuk, hogy a megfelelően finom szemcseméretű pernye — azaz a 90%-ában 90 mikron alatti méretű szemcséket tartalmazó pernye — a terhelés hatására nem aprózódik tovább és a nyomószilárdsága nagyobb, mint a kész aszfaltúitól elvárt szilárdság, tehát alkalmas lehet töltőanyagként. Azonban azt is megállapítottuk, hogy az erősen bázikus pernyékkel készített aszfaltkeverékek hajlamosak az erős duzzadásra, a semleges pernyékkel készített aszfaltkeverékek viszont — mivel mindig bizonyos bitumenfelesleggel kell dolgozni — később „kiizzadnak”, azaz az aszfalt külön fázisban kiválik. Mindezek eredményeként jelentkeztek az eddigi bitumen-pernye keverékek alkalmazásakor a már ismertetett hátrányos tulajdonságok, a kis nyomószilárdság és az instabilitás. Jóllehet ismert tehát az aszfaltkeverékekben a mészkőpor töltőanyag helyett részben vagy egészben a pernye alkalmazása, mindeddig nem ismeretes azonban olyan eljárás, amely biztosítaná, hogy a pernyével — mint töltőanyaggal —• készült aszfaltkeverék stabil legyen, ne kezdjen töredezni az ebből készített út a forgalmi és környezeti behatásokra és a fázisok ne váljanak szét. Célul tűztük ki tehát, hogy eljárást dolgozzunk ki az aszfaltkeverékek előállításánál a mészkőpor töltőanyag teljes vagy részbeni helyettesítésére pernyével, amely kiküszöböli a fentebb ismertetett hátrányos tulajdonságokat és az eljárás eredményeként stabil, nagyszilárdságú aszfaltutak készíthetők. A találmányunk szerinti eljárás alapját az a felismerés képezi, hogy bár a bitumen önmagában látszólag semleges kémhatású vegyületkeverék, a benne megtalálható aszfaltogén savak és anhidrídjeík gyengén savas jellegű szerves vegyületek, melyek a bitumennek rejtett, azaz csak bizonyos körülmények között, pl. oldószerben vagy lassan végbemenő szilárdfázisú reakciókban megnyilvánuló gyengén savas tulajdonságot kölcsönöznek. A gyengén savas bitumen és a gyengén bázikus töltőanyag közötti kémhatáskülönbség elősegíti a bitumen adszorpcióját a töltőanyag felületén. A pernye alkalmazása esetében az amorf, szabdalt, érdes felülete miatt pedig eleve kedvezőbbek az adszorpció feltételei, mint a mészkőpor esetében. A találmány szerinti eljárásnál a semleges vagy enyhén lúgos kémhatású pernyéknél a pH növelésével — azaz lúgos kémhatású adalékanyagok alkalmazásával — fokozható a pernye adszorpciós aktivitása és tartósan biztosítható a töltőanyag és a bitumen közötti megfelelő kémiai kötés. Ugyanakkor viszont az erősen bázikus pernyék alkalmazása esetén az utólagos duzzadási folyamatot kell meggátolni, amit előzetes oltással tudunk elérni. A találmány szerinti megoldás értelmében tehát az aszfaltkeverékek szokványos töltőanyagának, a mészkőlisztnek a teljes vagy részbeni helyettesítésére pernyét alkalmazunk, mégpedig az aszfaltkeverék összsúlyára vonatkoztatva 2—15 súly%-nyi mennyiségben. Semleges vagy enyhén bázikus pernyékhez az aszfaltkeverékre számítva 0,001—2 súly% bázikus adalékanyagot adunk, míg az erősen bázikus pernyéhez a kalcium-oxid tartalmának oltásához szükséges — előnyösen stöchiometrikus — mennyiségben vizet adunk állandó lazítás közben, a keveréket néhány órán át pihentetjük, valamint adott esetben egyéb töltőanyagokat — célszerűen mészkőlisztet, cementet —, továbbá az aszfaltkeverék összsúlyára vonatkoztatva 5—8 súly%-nyi mennyiségben bitument és 75—93 súlyX-nyi mennyiségben ásványi zúzalékot, kavicsot, homokot a bitumen olvadási hőmérsékletén, vagy afeletti hőmérsékleten összekeverjük és homogenizáljuk. A semleges vagy enyhén bázikus pernyéknél bázikus adalékanyagként égetett mészport, mészhidrátot, szódát stb. alkalmazunk. Az erősen bázikus pernyéknél elvégzett előzetes oltási művelet után már nem kell bázikus adalékanyagot adni és nem lép fel a duzzadásra való hajlam, így ez a módosított pernye biztonságosan alkalmazható az aszfaltkeverékekben. Mivel egyébként a pernye szemcseszerkezete és felülete kedvezőbb az átlagos mészkőlisztekénél és a pernye szilárdság tekintetében egyenértékű a legkeményebb mészkőlisztekkel, a találmány szerinti eljárással végzett pernyeadagolás biztosítja a töltőanyagokkal szembeni fő követelményt, hogy megfelelő konzisztenciájú, stabilitású bitumenes habarcsanyag legyen előállítható és a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy az így készített aszfaltkeverékekkel létesített út stabilabb, mint az eddigi pernyeadagolásos módszerekkel létesített utak. A találmány szerinti eljárás és az aszerint előállított aszfaltkeverék, valamint az ennek alkalmazásával készített aszfaltutak jobb megismertetése és jellemzése érdekében az alábbi kiviteli példákat közöljük. Az 1. példa az összehasonlító kísérleti adatokat ismerteti a hagyományos mészkőlisztes, illetve kezeletlen pernyés töltőanyag alkalmazásával, míg a 2., 3. és 4. példák a találmány szerinti módosított pernyés töltőanyagok alkalmazásával. 1. példa a) A viszonylag nagy töltőanyag-tartalmú AB—12 jelű aszfaltkeverék előállításához 11,9 súly% mészkőlisztet, 6,4 súly% bitument, 49,8 súly% kőzúzalékot és 31,9 súly% homokot összekeverjük és hőkezelés közben homogenizáljuk. Az aszfaltkeveréket a munkahelyen aszfaltozó gépegységekkel dolgozzuk be. Az elterítést finiserrel, a tömörítést nehéz gumihengerrel és statikus hengerrel végezzük. Az így készült útszakasz esetében a szabad hézagtérfogat 4,4%, a testsűrűség 2,28 g/cm3 és a Marshall-stabilitás 1000 kp/cm2. b) Mindenben az a) változat szerinti módon járunk el azzal a különbséggel, hogy töltőanyagként a mészkőlisztet teljes mennyiségében tatabányai finom pernyével helyettesítettük, minden egyéb kezelés nélkül. A pernye súly%-os összetétele a következő volt: Si02=44, Al203 = 26, Fe203=ll,5, CaO=7, MgO=3, NazO+ +K20=2,5, Tí02=2,5 és izz. veszt.=3,5. A pernye szemcseméretére jellemző adatok: R200|x= 8%i Rjo^— = 16%, R63|X=34%, R40[í=60%. Az így elkészült útszakasz esetében a szabad hézagtérfogat 6,8%, a testsűrűség 2,22 g/cm3 és a Marshall-stabilitás értéke 810 kp/cm2. 2. példa Az 1. példa szerinti AB—12 jelű aszfaltkeveréknél a találmányi eljárás értelmében a mészkőliszt töltőanyagtartalmat teljes egészében helyettesítjük olyan módon, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
