Úvod do Technologie Asfaltových Emulzí
Asfalt používaný v asfaltových materiálech pro silniční inženýrství při pokojové teplotě je obecně polotuhý viskózní materiál, který se používá při inženýrství silnic. Při aplikaci musí být tekutý, aby mohl být použit k postřiku nebo míchání s rudou. Existují tři způsoby, jak toho dosáhnout.
Jedním z běžných způsobů je vytápění, kdy je bitumen zahřátý na 130-180 ℃, aby se dostal do tekutého stavu, a poté se postřikuje při vysokých teplotách nebo se míchá s minerálními agregáty po zahřátí. Druhým je použití benzinu, petroleje, motorové nafty a jiných rozpouštědel k ředění ropného asfaltu do kapalného asfaltu; tento produkt se také nazývá lehký asfalt nebo ředicí asfalt, který lze stříkat nebo míchat s rudou při pokojové teplotě. Třetím způsobem je emulgovat asfalt.
Co je Emulgovaný Asfalt?
Takzvaný emulgovaný asfalt je tavenina bitumenu, která se mechanickým působením disperguje ve stavu malých kapiček ve vodném roztoku obsahujícím emulgátor, čímž vznikne bituminózní emulze povlečená vodou, která je při pokojové teplotě suchá kapalina. ASFALTOVÁ EMULZIA - spojení nespojiteľného - je tedy stabilní emulze získaná dispergováním asfaltových částic rovnoměrně ve vodných roztocích obsahujících emulgátory.
Emulze se skládá ze dvou typů: olej ve vodě a voda v oleji. Pokud je spojitou fází voda a diskontinuální fáze je olej, je to typ oleje uzavírající vodu. Naopak je to typ oleje a vody.
Emulgovaný asfalt je silniční bitumen, běžně používaný při vysokých teplotách, který se rozptýlí do vody mechanickým mícháním a chemicky stabilními metodami (emulgací) a zkapalněním na normální teplotu. Má velmi nízkou viskozitu a je vysoce mobilním silničním stavebním materiálem. Může být použit při pokojové teplotě a může být použit s chladným a vlhkým kamenivem. Při vypouštění emulze je konečná pevnost silničního materiálu tvořena tím, že rozbité zelené mléko ztuhne - je redukováno na nepřetržitý asfalt a voda je zcela vyloučena.
Čtěte také: Průvodce bílým emulzním tmelem
V mnoha ohledech při použití v silničních stavbách poskytuje emulgovaný asfalt bezpečnější, energeticky účinnější a ekologičtější systém než horký asfalt, protože se vyhýbá vysokoteplotnímu provozu, vytápění a škodlivým emisím. Umožňuje spracovávať asfalt za studena, což jsou za normálnych okolností nespojiteľné látky.
Využití Asfaltových Emulzí v Praxi
Emulgovaný asfalt se používá hlavně pro modernizaci a údržbu silnic, jako je např. utěsňovací vrstva kamenných třísek, stejně jako řada unikátních, jinými asfaltovými materiály nenahraditelných aplikací, jako jsou studené směsi a tenké buničinové těsnicí vrstvy. Emulgovaný asfalt může být také použit pro nové konstrukce silnic, jako je olej lepivé vrstvy a olej pro propustnost vrstev.
Praxe prokázala, že emulgová technologie těsnění asfaltového kalu je účinným opatřením pro včasnou údržbu časných silničních onemocnění a hydroizolaci silnic ve výstavbě a přepracované silnice. Tato technologie je ekonomická, rychlá, vodotěsná a může efektivně léčit včasná onemocnění asfaltových vozovek. Tomu pak napomáhají i správná údržba vozoviek, například výtlkov a širokých trhlín vo vozovkách.
Při neustálém zlepšování národních požadavků na expanzi dálnic a povrchů vozovek dorazila doba výstavby a údržby silnic. Za účelem dalšího zlepšení možností údržby silnic a nouzové záruky jsou obzvláště důležitá preventivní opatření, jako je výstavba údržby silnic a mikropřistání.
Pravidelná údržba komunikací je zásadní pro bezpečný a plynulý provoz. Jednou z nejúčinnějších a zároveň cenově dostupných metod, jak prodloužit životnost asfaltového povrchu, je použití asfaltových nátěrů. Asfaltový nátěr je tenká vrstva asfaltové emulze nebo modifikované asfaltové směsi, která se nanáší na povrch vozovky. Vhodný čas pro aplikaci nátěru je jaro nebo léto, kdy jsou povrchy suché a teploty stabilně nad 10 °C. Investice do asfaltového nátěru je řádově nižší než rekonstrukce vozovky. Pokud je komunikace včas ošetřena kvalitním nátěrem, prodlouží se její životnost, sníží se náklady na opravy a zároveň se zlepší její vzhled i bezpečnost.
Čtěte také: Čištění podzemních vod
Sinoroadové kaše těsnicí vozidlo je produkt podvozku, který splňuje tržní poptávku po dobu konstrukce a údržby. Používá se hlavně pro konstrukci funkčních vrstev (vrstva horního těsnění, spodní vrstva těsnění) nově postavených asfaltových vozovek, konstrukce údržby různých stupňů asfaltových vozovek (vrstva kalu, mikro-surfacing) a oprav na kole.
Recyklace Asfaltu a Emulzní Technologie
Asfaltový recyklát se ukázal jako velmi vhodný materiál, a to zejména pro technologie za studena za použití emulzí, případně v kombinaci s cementem. Při těchto postupech dochází k obalení ekologicky závadných částic, a tím ke snížení možnosti znehodnocení odpadních vod a blízkého okolí. Deformace povrchu silnic v důsledku enormního nárůstu dopravního zatížení ukazují, jak důležitá je výsledná kvalita asfaltu a asfaltového povrchu. Tomu pak napomáhají nejen asfaltové emulze používané pro technologické zpracování asfaltu i pro finalizaci vozovek.
Způsoby využití asfaltového recyklátu za studena
Nejvhodnější využití asfaltového recyklátu za studena je možné těmito způsoby:
- Bez přidání nového pojiva k recyklátu s použitím pro málo zatížené vozovky, pro spodní podkladní vrstvy a pro zpevnění štěrkopískových podsypných vrstev.
- S přidáním hydraulického pojiva (cementu, popř. vápna či strusky) pro provedení nové stmelené podkladní vrstvy.
- S přidáním emulze k recyklovanému materiálu, vhodné zejména tam, kde staré úpravy obsahují dehtové pojivo.
- Kombinovaný způsob, kdy k recyklovanému materiálu se přidává emulze i cement, což je vlastně zlepšení předchozího způsobu.
Firma prokázala, že kombinovaný způsob dosáhl nejlepších výsledků a že vlastnosti těchto směsí je prokazatelně možné srovnat se směsmi typu OK (obalované kamenivo) zpracovávanými za horka. Výzkumem bylo prokázáno, že stmelením asfaltového recyklátu asfaltovou emulzí dosáhneme dostatečné pevnosti podkladní vrstvy vozovky. Zároveň v kombinaci s mírným zahřátím stmelené směsi dojde k mnohonásobnému zvýšení požadovaných parametrů (především pevnosti v příčném tahu) této směsi, právě díky aktivaci obsaženého pojiva v recyklátu. Tato možnost úpravy je vhodná pro většinu asfaltových recyklátů používaných v ČR, které obsahují pojivo s bodem měknutí okolo 60 °C. Navrhovaná technologie se osvědčí zejména při výstavbě, opravě či údržbě komunikací, a tento cenný materiál v podobě asfaltového recyklátu se jistě dočká adekvátního využití.
Recyklace za studena na místě
V případě použití asfaltové emulze nebo asfaltové pěny (foamed bitumen cold mix) se směs vyrábí přidáním horkého asfaltu ve formě pěny do nevyhřátého - studeného recyklátu. Testy ukazují, že použitím asfaltové pěny se spotřebuje menší množství asfaltu. Recyklovaný materiál původní vozovky je doplňován kamenivem na úpravu zrnitosti v závislosti na tloušťce nové vrstvy.
Čtěte také: Přečtěte si o časovém plánu technologie staveb
Technologie recyklace asfaltových vrstev za studena na místě, kterou používá společnost Skanska DS od roku 2006, pochází z USA. Tento postup umožňuje okamžité využití vyfrézovaného materiálu při opravě silnic. Za hodinu je zařízení schopno opravit až 150 metrů vozovky v šířce 3,5 m, za den pak jeden a půl kilometru.
Čištění Pracovních Nástrojů a Zařízení
Práce s asfaltovými emulzemi je výrazně jednodušší než s dříve užívanými asfalty, ovšem jejich odstranění z pracovních nástrojů a zařízení bývá často problém. Zařízení a pracovní nástroje je vždy vhodné očistit hned po aplikaci asfaltových produktů.
Firma Kluthe s. r. o. přichází s inovativním produktem HAKU® TEX 769 - velmi účinné rozpouštědlo na organické hmoty, jako je především asfalt a asfaltové emulze. Dále se pak používá k čištění od tuků a olejů. Přípravek je dodáván v potřebné koncentraci a je tedy možné použít bez dalších úprav. Výhodou produktu HAKU® TEX 769 je velmi vysoká a rychlá schopnost rozpouštět, v praxi má vynikající výsledky. Jako takový nepodléhá klasifikaci ADR. Výrobek je tedy možné doručit klasickou dopravou či jej vozit přímo na zařízení pracujícím s asfaltovou emulzí.
Za zmínku stojí také produkty řady Bitutrenn, které se zpracováním asfaltových směsí také souvisí. Produkty jsou standardně dodávány ve třech různých baleních, a to buď v kanystrech, sudech nebo IBC kontejnerech.
Normy, Předpisy a Aktuální Výzkum v České Republice
Stávající normy a výzvy
V podmínkách ČR dosud neexistují obecně platné normy pro jakost recyklátů, na rozdíl od některých zemí EU. Konkrétně se jedná o související normy jako:
- ČSN 73 6121 Hutněné asfaltové vrstvy
- ČSN 73 6122 Lité asfalty
- ČSN 73 6123 Cementobetonové kryty vozovek
- ČSN 73 6124 Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem
- ČSN 73 6125 Stabilizované podklady
- ČSN 73 6126 Nestmelené vrstvy OTP ČD Kamenivo pro kolejové lože
Všeobecným cílem využití recyklátů do pozemních komunikací je zvýšit množství R-materiálu v horkých asfaltových směsích a asfaltového recyklátu do podkladních vrstev vozovek. V případě „čistého“ R-materiálu (asfaltového recyklátu) je situace dobrá a v současné době se tyto recykláty běžně používají do nových asfaltových směsí. Bohužel využití asfaltového recyklátu dle TP 210 s hlavním využitím pro směsi do podkladních vrstev vozovek není zatím tak preferováno, jak by mohlo být. Velká část asfaltového recyklátu, která nevyhovuje použití do horkých asfaltových směsí, tak končí zbytečně jako materiál pro podkladní vrstvy chodníků, zásypy krajnic vozovek nebo jako nestmelené povrchy málo zatížených účelových komunikací a jiných dopravních ploch.
Podrobný průběh aktuálního výzkumu
Aktuální výzkum využití asfaltových recyklátů navazuje na projekt, který proběhl v letech 2019 až 2022, kdy byly v rámci konkrétních staveb v Brně používány asfaltové recykláty stmelené hydraulickým pojivem do podkladních vrstev vozovek místních komunikací. Významným způsobem se do těchto výzkumných aktivit zapojila firma DUFONEV RC, a.s.
V první etapě došlo k odebrání významného množství vhodných zkušebních vzorků materiálů. Vzhledem k tomu, že se výzkum zaměřuje převážně na podkladní vrstvy komunikací druhých a třetích tříd, byla navázána spolupráce především se středisky správy a údržby komunikací v jednotlivých krajích, které s tímto materiálem hospodaří. Celkem bylo odebráno na těchto střediscích, popřípadě přilehlých obalovnách asfaltových směsí celkem 5 různých druhů běžně používaného asfaltového recyklátu do maximální velikosti zrna 32 mm.
Ve druhé etapě byly provedeny standardní zkoušky jak na samotném recyklátu (sítový rozbor), tak na extrahovaném asfaltovém pojivu (obsah asfaltového pojiva, penetrace, bod měknutí) pro zjištění základních informací o odebraných vzorcích.
Součástí třetí etapy byl samotný návrh stmelených směsí z asfaltového recyklátu. Celkem bylo pro každý laboratorní vzorek asfaltového recyklátu vytvořeno 9 zkušebních sad válcových zkušebních vzorků. V prvním kroku byla vytvořena řada referenčních těles z asfaltového recyklátu při teplotě +30 °C. Poté byly, za účelem maximálního využití zbytkového obsahu asfaltového pojiva v recyklátu, vytvořeny další 3 sady zkušebních těles při teplotách 60 °C, 90 °C a 135 °C.
V dalším kroku bylo do asfaltového recyklátu dávkováno drobné množství pojiva 1,5 % kationaktivní asfaltové emulze modifikované 60 % (KAE), pro zlepšení pevnostních charakteristik vrstvy. Pro takto namíchanou směs byly opět vytvořeny a zhutněny 4 sady těles při výše uvedených teplotách. Poslední, devátá vytvořená sada těles, byla hutněna pouze při referenční teplotě 30 °C a obsahovala přídavek pojiva v podobě 1,0 % hm. směsného cementu CEM II 32,5 R (CEM). Tato sada byla speciálně vytvořena pro zjištění účinků hydraulického pojiva na tuhost směsi asfaltového recyklátu, který obsahoval největší množství zbytkového zestárlého asfaltu.
Výsledky zkoušek
V této kapitole jsou uvedeny výsledky provedených zkoušek. Jedná se jak o zkoušky asfaltových pojiv vyextrahovaných z asfaltových recyklátů, tak zkoušky provedené na navržených směsích recyklátů. Hodnoty penetrace a bodu měknutí zbytkových asfaltů vyextrahovaných z asfaltových recyklátů a množství asfaltového pojiva v asfaltovém recyklátu byly předmětem podrobného zkoumání.
Udržitelnost a Inovace v Obalovnách Asfaltových Směsí
Ammann integruje pokročilé technologie napříč svými obalovnami asfaltových směsí, aby maximalizoval výkon a udržitelnost. Inteligentní automatizace zajišťuje přesnost a konzistentní kvalitu, zatímco digitální platformy jako Plant Guard poskytují prediktivní údržbu a přehledy v reálném čase.
Hořáky Ammann podporují alternativní paliva s nízkými emisemi a modulární rozšíření umožňují obalovnám růst podle potřeb zákazníků. Další řešení, jako jsou systémy recyklace s vysokým podílem recyklovaného asfaltu, technologie horké směsi s nižší teplotou, snížení hluku, prvky nulového odpadu a špičkové řízení emisí, dále snižují dopad na životní prostředí.
tags: #asfalto #emulzni #technologie #informace