[LT] Išradimas priskiriamas bituminių medžiagų kompozicijų sričiai, tiksliau polimerais modifikuotam bitumui, naudojamam asfalto mišinių gamybai, kurie taikomi itin sunkaus transporto eismo veikiamų gatvių, automobilių kelių, oro uostų peronų, logistikos terminalų ir kitų dangų konstrukcijų įrengimui. Išradimo tikslas yra sukurti panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuotą bitumą, pasižymintį atsparumu itin sunkaus transporto apkrovų ir šalčio poveikiui bei palyginus nedidele savikaina. Modifikuoto bitumo kompozicija, apimanti bitumą, panaudotų padangų gumą, o taip pat ir polimerus, o modifikuojamas bitumas yra 70/100 markės, panaudotų padangų gumos miltų dalelės yra mažesnės nei 1,0 mm, kai komponentų santykis masės % yra: bitumas - 92 - 96; panaudotų padangų guma - 2 - 6; stireno-butadieno-stireno (SBS) polimerai - 2 - 6.
[EN] This invention relates to the field of bitumen compositions, more precisely to polymers modified bitumen used in the production of asphalt mixtures which are used for the installation of extremely heavy traffic streets, roads, airport terminals, logistics terminals and other coating structures. The purpose of the invention is to produce crumb rubber and a mixture of polymers modified bitumen characterized by the resistance to extremely heavy traffic loads and cold weather and a relatively low price. Modified bitumen composition comprising bitumen, crumb rubber, as well as polymers, while the modified road bitumen is 70/100, crumb rubber particle size is less than 1.0 mm, when the weight (%) ratio of the components is: bitumen - 92 - 96; crumb rubber - 2 - 6; styrene-butadiene-styrene (SBS) polymers - 2 - 6.
[0001] Išradimas priskiriamas bituminių medžiagų kompozicijų sričiai, tiksliau modifikuotam bitumui, naudojamam asfalto mišinių gamybai, kurie taikomi itin sunkaus transporto eismo apkrovų veikiamų gatvių, automobilių kelių, oro uostų peronų, logistikos terminalų ir kitų dangų konstrukcijų įrengimui.
[0002] Yra žinomas panaudotų padangų guma modifikuotas bitumas, susidedantis iš nemodifikuoto bitumo 70/100 bei 10 % panaudotų padangų gumos. Šio bitumo penetracija yra 43 mm-1, o minkštėjimo temperatūra - 57 °C (žiūr. Mohamed Sulyman. New Study on Improved Performance of Paving Asphalts by Crumb Rubber and Polyethylene Modification Journal of Material Science & Engineering 02, 2013:4). Šis bitumas pasižymi palyginus nedideliu atsparumu provėžoms. Taip pat neįvertintas šio bitumo atsparumas šalčio poveikiui.
[0003] Artimiausias modifikuotas bitumas susideda iš bazinio bitumo, panaudotų padangų gumos bei polimerų. Bazinis modifikuojamas bitumas yra 50/70 ir 160/220, panaudotų padangų gumos miltai yra mažesni nei 1,0 mm, o modifikavimui panaudoti polimerai yra stireno-butadieno-stireno (SBS) polimerai. Žinomo modifikuoto bitumo kompozicijos masės % yra: bazinio bitumo 50/70 - 44,4, bazinio bitumo 160/220 - 44,4, panaudotų padangų gumos - 8,9 ir polimerų - 2,3 (žiūr. Mario Manosalvas-Paredes, Juan Gallego, Leticia Saiz, José Manuel Bermejo. Rubber modified binders as an alternative to cellulose fiber - SBS polymers in Stone Matrix Asphalt Construction and Building Materials 121, 2016:728).
[0004] Prototipo minkštėjimo temperatūra yra 66,3 °C, o penetracija yra 51 mm-1. Tačiau nėra pateikta duomenų apie bitumo klampą - remiantis literatūros apžvalga, galima teigti, kad, naudojant apie 10 % panaudotų padangų gumos ir polimerų, bitumas yra labai klampus, kas sukelia problemų pumpuojant bitumą vamzdžiais, gaminant asfalto mišinius bei įrengiant asfalto sluoksnius. Taip pat nėra pateikiami atsparumo šalčio poveikiui rezultatai - šalčiui neatsparus bitumas žiemą traukiasi, kas nulemia asfalto dangos skersinių plyšių formavimąsi. Be to, modifikavimui naudojami net du baziniai bitumai, kas apsunkina technologinį procesą.
[0005] Išradimo tikslas yra sukurti panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuotą bitumą, pasižymintį atsparumu itin sunkaus transporto apkrovų ir šalčio poveikiui bei palyginus nedidele savikaina.
[0006] Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad modifikuoto bitumo kompozicija, apimanti bitumą ir panaudotų padangų gumą, taip pat apima ir polimerus, o modifikuojamas bitumas yra 70/100 markės, panaudotų padangų gumos dalelės yra mažesnės nei 1,0 mm, o polimerai yra stirenas-butadienas-stirenas (SBS), kai komponentų santykis masės % yra:
[0007] bitumas - 92 – 96;
[0008] panaudotų padangų guma - 2 – 6;
[0009] polimerai - 2 – 6.
[0010] Taip pat tikslas pasiekiamas tuo, kad bitumas modifikuojamas 60 – 180 min.
[0011] Taip pat tikslas pasiekiamas tuo, kad bitumas modifikuojamas 175 – 200 °C.
[0012] Išradimu siūlomo modifikuoto bitumo kompozicijoje yra naudojama itin smulki panaudotų padangų guma, kas leidžia efektyviau modifikuoti bitumą. Taip pat naudojami polimerai suteikia bitumui elastinių savybių, kas pagerina atsparumą provėžoms bei šalčio poveikiui. Be to, nustatyti optimalūs sudėtinių komponentų kiekiai leidžia pasiekti atsparumą itin sunkaus transporto apkrovų ir šalčio poveikiui. Taip pat, išradime pateikta kompozicija pasižymi palyginti nedidele savikaina, nes naudojama vietinė panaudotų padangų guma ir vietinis bitumas, o brangių importuojamų polimerų kiekis sumažinamas iki 50 % lyginant su alternatyviu vien polimerais modifikuotu bitumu.
[0013] Optimalūs komponentų, įeinančių į itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparų gumos bei polimerų kombinacija modifikuotą bitumą, kiekiai nustatyti atliekant eksperimentinius tyrimus.
[0014] Išradime pateikiamo itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo kompozicija iliustruojama pavyzdžiais.
[0015] 1 itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdys
[0016] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparų gumos bei polimerų kombinacija modifikuotą bitumą sudaro bazinis nemodifikuotas bitumas (pvz. "70/100") ir panaudotų padangų gumos miltai (pvz. fr. 0,063/0,6 mm). Taip pat į sudėtį įeina polimerai (pvz. "Dynasol Calprene 401").
[0017] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo sudėtis masės % yra tokia:
[0018] bitumas - 92;
[0019] panaudotų padangų guma - 4;
[0020] polimerai - 4.
[0021] 2 itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdys
[0022] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparų gumos bei polimerų kombinacija modifikuotą bitumą sudaro bazinis nemodifikuotas bitumas (pvz. "70/100") ir panaudotų padangų gumos miltai (pvz. fr. 0,063/0,6 mm). Taip pat į sudėtį įeina polimerai (pvz. "Dynasol Calprene 401").
[0023] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo sudėtis masės % yra tokia:
[0024] bitumas - 96;
[0025] panaudotų padangų guma - 2;
[0026] polimerai - 2.
[0027] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo savybės pateiktos lentelėse: 1 lentelėje - 1 itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdžio, 2 lentelėje - 2 itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdžio, o bandymų atlikimo standartai pateikti 3 lentelėje.
[0028] 1 lentelė
[0029]
[0030] 2 lentelė
[0031]
[0032] 3 lentelė
[0033]
[0034] Itin sunkioms transporto apkrovoms ir šalčio poveikiui atsparus gumos bei polimerų kombinacija modifikuotas bitumas pasižymi atsparumu itin sunkių transporto apkrovų ir šalčio poveikiui. Be to, įprastai bitumo modifikavimui naudojami brangūs polimerai, todėl panaudotų padangų gumos panaudojimas bitumo modifikavimui ženkliai atpigintų bitumo kainą lyginant su vien polimerais modifikuotu bitumu.
[0035] Sukurtas modifikuotas bitumas gali būti naudojamas asfalto mišinių gamybai, kurie taikomi itin sunkaus transporto eismo veikiamų gatvių, automobilių kelių, oro uostų peronų, logistikos terminalų ir kitų dangų konstrukcijų įrengimui.
1. Modifikuoto bitumo kompozicija, apimanti bitumą, panaudotų padangų gumą, o taip pat ir polimerus, o modifikuojamas bitumas yra 70/100 markės, panaudotų padangų gumos miltų dalelės yra mažesnės nei 1,0 mm, kai komponentų santykis masės % yra:
bitumas - 92 – 96;
panaudotų padangų guma - 2 – 6;
stireno-butadieno-stireno (SBS) polimerai - 2 – 6.
2. Kompozicijos pagal 1 punktą modifikavimo būdas, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad bitumas modifikuojamas 175 – 200 °C temperatūroje 60 – 180 min.