183719. lajstromszámú szabadalom • Vegyeskötőanyagú aszfaltkeverék
1 183719 2 A találmány olyan vegyeskötőanyagú aszfaltkeverékekre vonatkozik, amelyek kationaktív bitumenemulziót tartalmaznak. Ismeretes, hogy elsősorban energiatakarékossági megfontolások alapján — de technológiai előnyök miatt is — világszerte terjed a bitumenemulzió útépítési felhasználása. A vizes közegben emulgeált bitumenes emulziónak két eltérő változata ismert. Régebben az egyszerűbben előállítható lúgos anionaktív emulziót alkalmazták, ma egyre inkább a több előnyös tulajdonsággal rendelkező sayasjkationaktív emulziói használja az útépítőipar. A kationaktív bitumenemulzió lassantörő változata alkalmas keveekek előllítására, míg a gyorsantörő változatát permetezéssel az útfelület kezelésére használják elterjedten. A kationaktív bitumenemulziós keverékek a hagyományos forrón kevert aszfaltokhoz képest egyszerűbb technológiával, olcsóbban és kevesebb energia ráfordításával állíthatók elő. -A forró aszfaltokat legalább 180 °C-ra felmelegített és kiszárított ásványi szemcsehalmazból és 150— 160°C-ra hevített bitumenből keverik össze. Az így előállított aszfaltkeveréket melegen lehet csak beépíteni, de kihűlés után rendkívül szívós, termoplasztikus anyagszerkezetet alkot. A már hagyományosnak tekinthető bitumenemulziós keverék (legelterjedtebb helyén Franciaországban: grave emulsion) hidegeljárással alkalmazható, vagyis léghőmérsékletű, természetes nedvességtartalmú anyagokat használnak és a keverék beépítése is korlátlan 0 °C felett. Az egyszerűbb technológiával előállított bitumenemulziós keverék azonban gyengébb minőségű, kedvezőtlenebb műszaki paraméterekkel bír. Az ebből a keverékből épített útpályaszerkezetnek kisebb a stabilitása, hézagosabb, kisebb a teherelosztó- és ellenállóképessége a forgalmi terhelés igénybevételeivel szemben. Ezen hátrányai miatt a kationaktív bitumenemulziós keveréket korlátozottan használják, inkább csak alacsonyabb igényű éélokra. Célul tűztük ki, hogy olyan keveréket állítsunk elő, amely az emulziós hidegtechnológia előnyeit megőrzi, de a tulajdonságai jelentősen javítottak. Megállapítottuk, hogy a kedvezőtlen tulajdonságokat a technológia adottságai okozzák. Nevezetesen az a körülmény, hogy a keverékbe került bitumenrészecskék nem képesek minden ásványi szemcsét tökéletesen bevonni — miként ez a forrón keverés során bekövetkezik — és a visszamaradó nedves közegben a bitumen az ásványi szemcsékkel csak gyengébb adhéziós kötésre képes. A csupasz nedves szemcsék kohézió nélküli tömege az egyébként is gyengébb bitumenes-kötésű anyagszerkezetben maradva gyengíti annak összetartó hatását, az igénybevétellel szembeni stabilitását. Az aszfalttechnológiai gyakorlatban közismert a finom szemcsék stabilizáló hatása. A melegbitumenes keverékhez, hígított bitumenes, vagy anionaktív emulziós talaj stabilizációhoz alkalmazzák a különféle poranyagok adagolását. Stabilizáló hatást úgy érnek el, hogy a bitumen olajos részét a nagy fajlagos felületű por felszívja, és ezzel keményíti a bitument, továbbá hézagkitöltő szerepet tölt be, a kötött talaj megmunkálását elősegíti. Jellemző még, hogy ezekben a keverékekben a forrón híg, vagy hígított és jelentősebb mennyiségű bitumen a szemcséket jól bevonja, csupasz szemek nem maradnak (Nemesdy: Utak és autópályák pályaszerkezet 124—146. oldal). Az MSZ 07-3210/2-81. az aszfaltokhoz használható töltőanyagok minőségét írja elő (MSZ 18295) és megengedi egyéb cement, erőművi pernye, exhausztorpor használatát is, ha az kielégíti a szabvány egyéb előírásait is. A kationaktív emulziós keverék stabilitásának növelésére a szakirodalom egyedül csak a belső súrlódás fokozását javasolja az ásványi szemcsék zúzott-rész arányának a növelésével (a KPM ideiglenes technológiai előírása „A kationaktív bitumenemulzió útépítésben történő alkalmazása”, 1981). A 2024321 számú NSZK szabadalom leírásában építmények szigeteléséhez javasolnak bitumenemulziós keverékeket, kizárólag anionaktív emulzió alapján. Különböző segédanyagok felhasználását ismertetik, melyeket elsősorban azért alkalmaznak, hogy ezekkel minél hatásosabban tudják megtörni az emulziót, illetve, hogy az anionaktív emulzió törésekor felszabaduló víz, emulgeátorok és stabilizátorok minél hatásosabban kerüljenek lekötésre. Ezáltal azt biztosítják, hogy a szigetelő bevonat kevésbé korrozív hatású, és alacsonyabb a víztartalma. Szilárdsági, stabilitási feltételeket nem is említenek. Az 1415 572 számú angol szabadalmi leírásban említik tüzelési hulladékok aszfaltokban történő alkalmazását, de kizárólag szemétégetőművi salakok aszfaltokban történő felhasználását ismertetik, és a kötőanyag hagyományos bitumen, E leírás szerint a szemétégetőművi salak az aszfaltban a kőváz szerepét tölti be, de kötőfunkciója nincs. A 7434520 számú japán szabadalmi leírásban olyan speciális emulgeátor alkalmazását ismertetik, amely lehetővé teszi, hogy kész aszfaltból készítsenek útépítésnél alkalmazható emulziót, de nem tesznek említést az aszfalt esetleges speciális alkotóiról és nem említik az alkalmazásának körülményeit, az emulzió törésekor lejátszódó folyamatokat. Felismertük, hogy a bitumen tapadásviszonyai megjavulnak, ha a vizes-fázis mennyiségét csökkentjük, a savas kémhatást semlegesítjük úgy, hogy bázikus poranyagot juttatunk az ásványi szemcsék közé. Az így kialakított szerkezetben az adhéziós kötés megnövekszik röviddel a keverés után. Ha az alkalmazott bázikus poranyag hidraulikus kötőképességű is, akkor a továbbiakban jelentősen javítja a szerkezet mechanikai tulajdonságait ugyanis a szerkezetbe zárt nedves, csupasz ásványi szemcsehalmazt összeköti, megkövesíti és a bitumenes kötéssel együtt az aszfaltot nagymértékben merevíti. Az ilyen módon készült keverék néhány hét elteltével a melegen kevert aszfaltok mechanikai jellemzőit is megközelítheti. A fentiek alapján a találmány vegyeskötőanyagú aszfaltkeverékekre vonatkozik, amelyek ásványi adalékanyag és bitumenemulzió-tartalmúak. A találmány szerinti aszfaltkeverékekre az jellemző, hogy 2,5—10 súly% kationaktív bitumenemulzió és 82—97 súly% adalékanyag mellett 0,5—8 súly%, alkáliföldfémoxid és/vagy -hidroxid tartalmú hidraulikus poranyagot tartalmaznak. Célszerűen a következő komponenseket használhatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
