[LT] 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. Išradimo tikslas yra sukurti panaudotų padangų guma ir polimerais modifikuotą bitumą, pasižymintį atsparumu itin sunkaus transporto apkrovų poveikiui bei santykinai nedidele savikaina. Modifikuoto bitumo kompozicija, apimanti bitumą, panaudotų padangų gumą, o taip pat ir polimerus, o modifikuojamas bitumas yra 50/70 markės, panaudotų padangų gumos dalelės yra mažesnės nei 1,0 mm, kai komponentų santykis masės % yra: bitumas - 92 - 96; panaudotų padangų gumos miltai - 2 - 6; stireno-butadieno-stireno (SBS) polimerai - 2 - 6.
[EN] This invention relates to the field of bitumen compositions, more precisely to 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 polymers modified bitumen, characterized by resistance to the impact of extremely heavy traffic loads and a relatively low cost. Modified bitumen composition comprising bitumen, crumb rubber, as well as polymers, and modified road bitumen is 50/70, crumb rubber particle size is less than 1.0 mm when the weight (%) ratio of 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 gumos miltais modifikuotas bitumas, susidedantis iš nemodifikuoto bitumo 70/100 bei 10 % panaudotų padangų gumos miltų. 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 santykinai nedideliu atsparumu provėžoms. Taip pat neįvertintas šio bitumo atsparumas šalčio poveikiui.
[0003] Artimiausias modifikuotas bitumas susideda iš bazinio bitumo, panaudotų padangų gumos miltų bei polimerų. Bazinis modifikuojamas bitumas yra 110/120, panaudotų padangų gumos miltai yra ≤ 0,8 mm dydžio, o modifikavimui panaudoti polimerai yra stireno-butadieno-stireno (SBS) polimerai. Žinomo modifikuoto bitumo kompozicijos masės % yra: bazinio bitumo - 91, panaudotų padangų gumos - 5 ir polimerų - 4 (žiūr. Jose Manuel Bermejo Munoz, Juan Gallego Medina, Leticia Saiz Rodriguez. Guía para la fabricación de betunes con polvo de neumático 2014).
[0004] Prototipo minkštėjimo temperatūra yra didesnė už 65 °C, o penetracija yra 45 – 80 mm-1 ribose. Tačiau nėra pateikta duomenų apie bitumo klampą - remiantis literatūros apžvalga galima teigti, kad, naudojant apie 10 % panaudotų padangų gumos miltų ir polimerų, bitumas yra 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. Atsižvelgiant į naudojamus panaudotų padangų gumos ir polimerų kiekius, galima teigti, kad prototipo minkštėjimo temperatūra, tuo pačiu ir atsparumas provėžoms yra palyginus nedidelis.
[0005] Išradimo tikslas yra sukurti panaudotų padangų guma ir polimerais modifikuotą bitumą, pasižymintį atsparumu itin sunkaus transporto apkrovų poveikiui bei santykinai nedidele savikaina.
[0006] Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad modifikuoto bitumo kompozicija, apimanti bitumą, panaudotų padangų gumos miltus, o taip pat ir polimerus, o modifikuojamas bitumas yra 50/70 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 – 240 min.
[0011] Taip pat tikslas pasiekiamas tuo, kad bitumas modifikuojamas 180 – 200 °C.
[0012] Išradimu siūlomo modifikuoto bitumo kompozicijoje yra naudojama itin smulkūs panaudotų padangų gumos miltai, kas leidžia efektyviau modifikuoti bitumą. Taip pat naudojami polimerai suteikia bitumui elastiškumo, tad pagerina atsparumą provėžoms. Be to, nustatyti optimalūs sudėtinių komponentų kiekiai įgalina pasiekti atsparumą itin sunkaus transporto apkrovų poveikiui. Taip pat išradime pateikta kompozicija pasižymi palyginti nedidele savikaina, nes naudojami vietiniai panaudotų padangų gumos miltai 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 atsparų panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuotą bitumą, kiekiai nustatyti atliekant eksperimentinius tyrimus.
[0014] Išradime pateikiamo itin sunkioms transporto apkrovoms atsparus panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuoto bitumo kompozicija iliustruojama pavyzdžiais.
[0015] 1 itin sunkioms transporto apkrovoms atsparaus panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdys
[0016] Itin sunkioms transporto apkrovoms atsparų gumos bei polimerų kombinacija modifikuotą bitumą sudaro bazinis nemodifikuotas bitumas (pvz. "50/70") ir panaudotų padangų guma (pvz. fr. 0,063/0,6 mm). Taip pat į sudėtį įeina polimerai (pvz. "Dynasol Calprene 401").
[0017] Itin sunkioms transporto apkrovoms atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo sudėtis masės % yra tokia:
[0018] bitumas - 92;
[0019] panaudotų padangų guma - 5;
[0020] polimerai - 3.
[0021] 2 itin sunkioms transporto apkrovoms atsparaus panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdys
[0022] Itin sunkioms transporto apkrovoms atsparų gumos bei polimerų kombinacija modifikuotą bitumą sudaro bazinis nemodifikuotas bitumas (pvz. "50/70") 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 atsparaus gumos bei polimerų kombinacija modifikuoto bitumo sudėtis masės % yra tokia:
[0024] bitumas - 94;
[0025] panaudotų padangų guma - 4;
[0026] polimerai - 2.
[0027] Provėžoms atsparaus panaudotų padangų gumos miltais ir polimerais modifikuoto bitumo savybės pateiktos lentelėse: 1 lentelėje - 1 itin sunkioms transporto apkrovoms atsparaus panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuoto bitumo pavyzdžio, 2 lentelėje - 2 itin sunkioms transporto apkrovoms atsparaus panaudotų padangų gumos ir 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 atsparus panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuotas bitumas pasižymi atsparumu itin sunkių transporto apkrovų poveikiui. Be to, įprastai bitumo modifikavimui naudojami brangūs polimerai, todėl panaudotų padangų gumos miltų panaudojimas bitumo modifikavimui ženkliai atpigintų bitumo kainą lyginant su vien polimerais modifikuotu bitumu.
[0035] Sukurtas panaudotų padangų gumos ir polimerų kombinacija modifikuotas bitumas gali būti naudojamas asfalto mišinių gamybai, kurie taikomi itin sunkaus transporto eismo apkrovų 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 50/70 markės, panaudotų padangų gumos 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 180 – 200 °C temperatūroje 60 – 240 min.