[LT] Yra atskleista katijoninio tipo bitumo emulsija, kur susideda iš sutirštintojo, turinčio savyje mažiausiai vieną medžiagą, parinktą iš grupės, susidedančios iš nejoninio tipo asociatyvių sutirštintojų. Išradimas taip pat skirtas aukščiau paminėto tipo sutirštintojo panaudojimui kaip sutirštintojo katijoninio tipo bitumo emulsijoje ir bitumo emulsijos, turinčios savyje sutirštintoją, apibrėžtą anksčiau, panaudojimui kelių statyboje, stogų dengime ir nepralaidumo vandeniui sudaryme.
[EN]
[0001] Šis išradimas skirtas katijoninio tipo bitumo emulsijai, turinčiai sutirštintoją, šios emulsijos panaudojimui kelių statyboje, stogų dengime bei vandens nepralaidumo sudaryme ir tam tikros grupės medžiagų panaudojimui kaip sutirštintojų minėtoje bitumo emulsij oj e.
[0002] Ruošiant šaltą akmeninės medžiagos (agregato) ir katijoninio bitumo emulsijos mišinio asfaltą, dažna problema yra ta, kad emulsija nubėga nuo akmenų, todėl gaunamas labai plonas bituminio surišėjo sluoksnis ant akmenų paviršiaus.
[0003] Ši problema yra ypač varginanti, dirbant su taip vadinamais laisvo rūšiavimo mišiniais, t.y. mišiniais, kurių pagrindas yra akmeninė medžiaga, kuri turi laisvą rūšiavimą. Dėl plonų surišėjų sluoksnių būna prastas mišinio stabilumas, ir mišinys tampa jautrus senėjimui.
[0004] Buvo išbandyti keli skirtingi būdai, kad ši problema būtų išspręsta. Dažniausiai naudojamas būdas susideda iš mažesnio smulkios akmens medžiagos kiekio sumaišymo bitumo emulsijoje, kad ši emulsija būtų sutirštinta. Tačiau šio būdo trūkumas yra tas, kad ši emulsija lūžinėja, susidurdama su akmens medžiaga, ir gaunama medžiaga, kuri yra labai kieta, ir ją labai sunku paskleisti ant kelio.
[0005] Kiti emulsijos sutirštinimo būdai yra sutirštinti vandens fazę, pridedant tokius priedus, kaip karboksimetilceliuliozę, polivinilpirolidoną, metoksi-celiuliozę ir 1.1. Tačiau visi šie būdai turi trūkumą, kad priedas sugers vandeni, ir/arba daro neigiamą įtaką emulsijos lūžinėjimui.
[0006] Būtina sąlyga, kad sutirštintoj ai, funkcionuojantys rūgštinėse katijoninėse emulsijose, labiausiai d,pras-tose bitumams, butų nejoniniai arba galbūt katij oniniai.
[0007] Kitas būdas, kuris buvo naudojamas anksčiau ilgą laiką, yra panaudoti anijonines emulsijas, kurios gali būti pagamintos labai didelio klampumo, tinkamai parinkus emulgatorius. Šio tipo emulsijų pavadinimas yra "Aukšto plūdrumo emulsijos". Šio tipo emulsijų trūkumas yra tas, kad jos lūžta labai lėtai ir dėl to yra netin-kamos, kur yra esminė rizika dėl lietaus (pvz. Švedijoje) .
[0008] Pagal ši, išradimą mes suradome būdą, kuriame yra naudojamas sutirštintojų tipas, kuris sumaišomas su emulgatoriais bitumo lašų paviršiuje ir sudaro tinklą, kuris suteikia emulsijai aukštą pseudoklampumą. Tačiau tinklas nėra toks pastovus, kad sutrukdytų emulsijai plaukioti virš akmenų paviršiaus ir sudaryti storus sluoksnius. Šie sutirštintoj ai priklauso grupei, kuri paprastai vadinama "asociatyvūs sutirštintoj ai" . Tokie sutirštintoj ai turi bendrą "hidrofobinę-hidrofilinę-hidrofobinę" struktūrą. Literatūra apie šią sutirš-tintojų grupę yra plati, pvz. J.E. Glass ir kt., "Associative Thickeners and Their Rheological Influence on Trade-Sale Formulations" , Org. Coat. Appl. Polym. Sci. Proc., 47, 1982, pp. 498-502.
[0009] Tuo būdu katijoninio tipo emulsija, turinti sutirštinto j ą pagal ši, išradimą, yra charakterizuojama tuo, kad sutirštintojas turi savyje mažiausiai vieną medžiagą, parinktą iš grupės, susidedančios iš asociatyvių nejoninio tipo sutirštintojų.
[0010] Pagal šio išradimo bitumo emulsijos įgyvendinimą aso-ciatyvūs nejoninio tipo sutirštintoj ai yra hidrofo-biškai modifikuoti uretano etoksilatai, geriau uretano etoksilatai, kurių bendra formulė (I) yra tokia:
[0011] Sutirštintojo koncentracija bitumo emulsijoje priklauso nuo specifinio sutirštintojo iš vienos pusės, ir specifinės bitumo emulsijos iš kitos pusės. Bendrai sutirštintojo koncentracija svyruos ribose 0.05-1% bitumo emulsijos svorio. Tinkama koncentracija kiek-vienu atskiru atveju yra geriausiai nustatoma paprastų eksperimentų serija, panaudojant kintančias tiršti-nančio agento koncentracijas.
[0012] Bitumo emulsija pagal šį išradimą gali būti paruošta, sumaišant sutirštintoją ir standartinę katijoninio tipo bitumo emulsiją, panaudojant bendrai priimtus bitumo produktų maišymo būdus.
[0013] Standartinės katijoninio tipo bitumo emulsijos, kurios naudojamos kaip pradinės medžiagos bitumo emulsijų pagal šį išradimą paruošimui, paprastai turi savyje 50-70% bendro emulsijos (pradinės medžiagos) svorio bitumo likutį.
[0014] Emulgatorius, naudojamas bitumo emulsijose, panau-dojamose kaip pradinė medžiaga emulsijose pagal šd, išradimą, nėra kritinis. Emulgatorių, naudojamų kati-jononio tipo bitumo emulsijose pavyzdžiai yra, pvz., riebūs diaminai, ketvirtiniai amonio junginiai, etok-silinti aminai, amidoaminai ir imidazolinai.
[0015] Pagal šio išradimo bitumo emulsijos įgyvendinimą, kuriam reikėtų teikti pirmenybę, minėta bitumo emulsija turi skaldantį priedą, pateiktą vandens - aliejuje emulsijos pavidalu, kur neutralizuojančios medžiagos vandens tirpalas yra paskirstomas aliejaus tolydinėje fazėj e.
[0016] Terminas "neutralizuojanti medžiaga" čia ir išradimo apibrėžtyje yra naudojamas pažymėti medžiagą, kuri turi neutralizuojanti, poveiki, katijoninio tipo bitumo emulsijai, kai i, ją įdedama.
[0017] Neutralizuojančią medžiagą geriau parinkti iš grupės, sudarytos iš organinių bazių bei organinių ir neor-ganinių rūgščių bazinių druskų ir šarminio metalo hidroksidų, kurie (bazės, druskos ir hidroksidai) yra tirpūs vandenyje, bet mažai tirpūs arba netirpūs aliejuj e.
[0018] Tokių medžiagų pavyzdžiais yra organinės bazės, tokios kaip mažamolekuliai aminai, pvz., monoetanolaminas, dietanolaminas, trietanolaminas ir aminopropanolis; organinių rūgščių bazinės druskos, pvz., trinatrio ci-tratas; neorganinių rūgščių bazinės druskos, tokios kaip natrio karbonatas, natrio boratas, natrio sili-katas ir trinatrio fosfatas; ir šarminio metalo hidroksidai, tokie kaip natrio arba kalio hidroksidas.
[0019] Neutralizuojanti medžiaga geriau paskirstoma mineraliniame aliejuje arba ligroino tipo tirpiklyje. Emulgatorius, kuris naudojamas neutralizuojančios me-džiagos tirpalo emulgavimui aliejuje, turėtų būti nejoninio tipo ir turėti HLB- dydi, (Hidrofilinis-Lipofilinis Balansas) 3-9 ribose, geriau 5-7 ribose.
[0020] Tinkami skaldančių priedų kiekiai ir mišiniai įvairiems tikslams ir poveikiams yra paprastai nustatomi eks-perimentų serijose. Tačiau apskritai minėto priedo kiekis sudaro 1-10, geriau 1,5-6, ypač 2-6% bendro galutinės bitumo emulsijos svorio.
[0021] Pagal kitą šio išradimo aspektą išradimas skirtas taip pat nejoninio tipo asociatyvaus sutirštintojo, kaip sutirštintojo katijoninio tipo bitumo emulsijose, panaudoj imui.
[0022] Nejoninio tipo asociatyvus sutirštintojas gali būti hidrofobiškai modifikuotas metano etoksilatas, geriau modifikuotas uretano etoksilatas pagal (I) formulę, kur R, R1, R", x ir n yra apibrėžti anksčiau.
[0023] Pagal dar kitą šio išradimo aspektą šis išradimas skirtas bitumo emulsijos pagal šį išradimą panaudojimui kelių statyboje, kelių remonte arba statybos darbuose, tokiuose kaip stogų dengimas, dangų dėjimas, vandens nepralaidumo sudarymas.
[0024] Pagal šio aspekto įgyvendinimą, kuriam reikėtų teikti pirmenybę, vandens-aliejuje emulsija, turinti savyje neutralizuojančios medžiagos, disperguotos aliejaus to-lydinėje fazėje, vandens tirpalą, yra įmaišoma į bitumo emulsiją prieš arba kartu su minėtos emulsijos panau-do j imu.
[0025] Išradimas iliustruojamas toliau aprašomais pavyzdžiais, kuriais jis neapribojamas.
[0026] A. Vidutinio lūžimo katijoninio tipo bituminė emulsija, turinti 60% bendro distiliuoto bitumo (komercinis produktas, prekybinis pavadinimas BE60M iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) emulsijos svorio, bu-vo pakrauta į indą su maišikliu. Maišant buvo pridėta hidrofobiškai modifikuoto uretano etoksilato (Collacral PU75 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija).
[0027] Emulsijos, turinčios priedą, klampumas buvo matuojamas Brookfield klampumo matuokliu, įrengtu su velenu No 4. Bandinys buvo tikrinamas, esant 5 apsis./min. greičiui.
[0028] Buvo panaudotos trys skirtingos priedo koncentracijos 0.1, 0.2 ir 0.4% viso emulsijos svorio. Palyginimui taip pat buvo tikrinamas emulsijos be priedo klampumas.
[0029] B. A dalies procedūra buvo pakartota, panaudojant kitą hidrofobiškai modifikuotą uretano etoksilatą (Collacral PU 85 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija) kaip priedą.
[0030] Buvo pakartotas 1 pavyzdys, bet naudojant vidutinio lūžimo katijoninio tipo bitumo emulsiją, turinčią 67% viso distiliuoto bitumo (komercinis produktas, prekybinis vardas BE65M iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) emulsijos svorio, vietoje 1 pavyzdžio emulsijos ir panaudojant tokius hidrofobiškai modifikuotus uretano etoksilatus įvairiais kiekiais kaip priedus: A. Collacral PU 75 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija. B. Collacral PU 85 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija.
[0031] E. Collacral DC 6049 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija.
[0032] Buvo pakartotas 1 pavyzdys, bet panaudojant greitai lūžtančią katijoninio tipo bitumo emulsiją, turinčią 67% viso polimerinio modifikuoto bitumo (komercinis produktas, prekybinis vardas PME 8 9 iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) emulsijos svorio, vietoje 1 pavyzdžio emulsijos. Buvo panaudoti tie patys priedai, kaip 1 pavyzdyje, t.y.
[0033] A. Collacral PU 75 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija. B. Collacral PU 85 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija.
[0034] Buvo pakartotas 1 pavyzdys, bet panaudojant greitai skaldančią katijoninio tipo bitumo emulsiją, turinčią 67% bendro distiliuoto bitumo (komercinis produktas, prekybinis vardas BE65R iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) emulsijos svorio, vietoje 1 pa-vyzdžio emulsijos. Buvo panaudoti tie patys priedai, kaip 1 pavyzdyje, t.y.
[0035] A. Collacral PU 75 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija. B. Collacral PU 85 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija.
[0036]
[0037] Panaudojant 1 pavyzdžio procedūrą, buvo paruoštas miši-nys iš pradinės 2 pavyzdžio bitumo emulsijos (BE65M iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) ir kiekvieno 2 pavyzdžio A-E priedų, pridėtų 0.2% emulsijos svorio kiekiais.
[0038] Buvo padarytas mišinys iš mineralinių agregatų ir kiek-vienos bitumo emulsijos, turinčios priedus, panaudojant 500 g agregatų [ Farsta granitas 0-16 mm, tenkinantis reikalavimus asfalto emulsijai, konkrečiai su laisvos formos akmens dydžiu 0-16 mm, nustatytu Kelių Admi-■■ nistracijos, Švedija, ir " Byggnadstekniska foreskriffer och allmanna rad" (Struktūrinės technikos kryptys ir bendri patarimai)] , sudrėkintų vandeniu, sudarančiu 1% svorio. Buvo pridėta 7% svorio (paskaičiuoti iš agre-gatų svorio) bitumo emulsijos, ir mišinys buvo maišomas ranka 72 sekundes. Tada mišinys buvo išpiltas d, pil-tuvėli,, dugne turinti, tinkleli, testams "Nubėga" ir "Nuplaunama" .
[0039] "Nubėga" yra kiekis medžiagos, kuri surenkama įpakuo-tame aliuminio konteineryje po piltuvėliu per 30 min. Konteineris išdžiovinamas plytelėje, esant 110°C. Kiekis "nubėga" yra pranešamas kaip procentinis prarastas surišėjas, paskaičiuotas iš pakrovimo agregato svorio.
[0040] Likęs bandinys piltuvėlyje tada yra panaudojamas "nuplovimo" testui, kuris atliekamas taip.
[0041] Po 1 valandos ant bandinio piltuvėlyje užpilama 200 ml vandens ir eliuatas surenkamas įpakuotame aliuminio konteineryje. Turinys išdžiovinamas plytelėje 110°C temperatūroje ir pasveriamas. "Nuplovimo" kiekis pra-nešamas kaip prarastas surišėjas svorio % taip pat, kaip ir "nubėga". Procedūra yra aprašyta "A Basic Asphalt Emulsion Manual" iš Asphalt Institute College Park, Manyland, JAV.
[0042] Anksčiau aprašytų testų rezultatai ir palyginimo testai, panaudojant emulsiją be priedų, yra pateikti 2 lentelėj e.
[0043] Iš rezultatų galima padaryti išvadą, kad priedai su-trukdo arba sumažina "nubėgimą", bet neturi žalingos įtakos emulsijų lūžimui.
[0044] Rezultatai rodo, kad panaudojant emulsiją pagal išra-dimą, galima panaudoti didesnes bitumo surišėjo šaltame asfalto mišinyje koncentracijas, ir pagal šalto mišinio metodą ši emulsija gali būti panaudota asfalto mišinių paruošimui keliams su dideliu eismo intensyvumu ir ilgesniu tarnavimo laiku negu iki šiol buvo galima.
[0045] Į vidutinę skaldančią katijoninio tipo bitumo emulsiją, turinčią 67% distiliuoto bitumo (komercinis produktas, prekybinis vardas BE 65 M iš Nynas Bitumen AB, Johanneshov, Švedija) emulsijos bendro svorio, buvo pridėta 2.1% skaldančio priedo ir hidrofobiškai modifikuoto uretano etoksilato (Collacral PU 75 iš BASF, Ludwigshafen, Vokietija) mišinio (pagal svorio santyki, 20:1) svorio, paskaičiuoto nuo bitumo emulsijos svorio.
[0046] Skaldantys priedai buvo vandens-aliejuje emulsijos pavidalo, turintys aliejaus fazę, susidedančią iš Hypermer 60 tirpalo (komercinis produktas iš ICI Europe Ltd., Kortenberg, Belgija) 6.6% (sv./sv.) koncentracijos, Diamino BG (komercinis produktas iš Scanroad AB, Nacka, Švedija) 0.33 sv. % koncentracijos ir Vis-coplex BA9-700 (komercinis produktas iš Rohm GmbH, Darmstadt, Vokietija) 0.6 sv. % koncentracijos vandeniu prisotintame nafteno aliejuje (standartinė kokybė Nytex 800 iš Nynas Naphthenics AB, Nynashamn, Švedija), ir vandens fazę, turinčią vandens tirpalą, susidedanti, iš 8 sv. % natrio karbonato ir 16 sv. % trinatrio citrato, minėtai vandens-aliejuje emulsijai, turint 7 0 svorio % vandens.
[0047] Skaldančio priedo ir sutirštintojo mišinys sumaišytas bitumo emulsijoje, maišant stikliniu maišikliu iš karto prieš pridedant 50 g emulsijos i, 500 g mineralinių agregatų su taip vadinamu laisvo dydžio paskirstymu. Agregatinės emulsijos mišinys maišomas 60 sekundžių plienine mentele ir supiltas į plastmasini, piltuvėli, su tinklu dugne "nubėgimo" ir "nuplovimo" testams.
[0048] Šiuo atveju nebuvo "nubėgimo" 30 minučių (kelis lašus vandens buvo galima matyti, bet ten nebuvo bitumo).
[0049] Po 1 valandos mišinys buvo tikrinamas "nuplovimui" užpilant 200 ml vandens ant mišinio. Nebuvo "nuplovimo"
[0050] (švarus vanduo išbėgo iš piltuvėlio).
1. Katijoninio tipo bitumo emulsija, turinti savyje sutirštintoją, besiskirianti tuo, kad sutirštintojas turi savyje mažiausiai bent vieną medžiagą, parinktą iš grupės, susidedančios iš nejoninio tipo asociatyvių sutirštintojų.
2. Bitumo emulsija pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad nejoninio tipo asociatyvus su-tirštintojas yra hidrofobiškai modifikuoti uretano etoksilatai.
3. Bitumo emulsija pagal 2 punktą, besiskirianti tuo, kad hidrofobiškai modifikuoti uretano etoksilatai yra medžiaga bendros formulės:
4. Bitumo emulsija pagal bet kuri, iš 1-3 punktų, besiskirianti tuo, kad ji turi skaldanti, vandens-aliejuje pavidalo priedą, kur neutralizuo-jančios medžiagos vandens tirpalas yra disperguotas aliejaus tolydinėje fazėje.
5. Bitumo emulsija pagal 4 punktą, besiskirianti tuo, kad neutralizuojanti medžiaga yra parenkama iš grupės, sudarytos iš organinių bazių, or-ganinių arba neorganinių rūgščių bazinių druskų ir šarminio metalo hidroksidų, kurie (bazės, druskos ir■hidroksidai) yra tirpūs vandenyje, bet mažai tirpūs arba netirpūs aliejuje.
6. Bitumo emulsija pagal bet kurį iš 4-5 punktų, besiskirianti tuo, kad neutralizuojanti medžiaga yra disperguojama mineraliniame aliejuje arba ligroino tipo tirpiklyje.
7. Nejoninio tipo asociatyvaus sutirštintojo panaudojimas sutirštintoju katijoninio tipo bitumo emulsijoje.
8. Panaudojimas pagal 7 punktą, besiskiriantis tuo, kad nejoninio tipo asociatyvus sutirš-tintojas yra hidrofobiškai modifikuotas uretano etoksilatas.
9. Panaudojimas pagal 8 punktą, besiskiriantis tuo, kad hidrofobiškai modifikuotas uretano etoksilatas yra medžiaga bendros formulės:
10. Bitumo emulsijos pagal bet kuri, iš 1-3 punktų panaudojimas kelių statyboje, kelių remonte ir statybos darbuose.
11. Panaudojimas pagal 10 punktą, besiskiriantis tuo, kad vandens-aliejuje emulsiją, tu-rinčią savyje neutralizuojančios medžiagos vandeninio tirpalo, disperguoto aliejaus tolydinėje fazėje, prieš panaudojimą įmaišo į bitumo emulsiją arba sujungia kartu su minėta bitumo emulsija.