Mészhidrát az aszfaltban - magyar kutatások
2012. 01. 12. 12:27
A 2011 szeptemberében megrendezett Fiatal Mérnökök fórumán igencsak figyelemreméltó előadás hangzott el a mészhidrát használatáról az aszfaltban. Az előadást Lukács András tartotta a BME építőmérnöki infrastruktúra szak hallgatója tartotta a saját kutatásairól. A téma nem más, mint a mészhidrát alkalmazásának hatása az aszfalt kopórétegek mechanikai tulajdonságaira. Az alábbiakban ennek az előadásnak a tartalmát foglalom össze a HAPA Az aszfalt című folyóiratának ebből készült cikke nyomán.(XVI. évfolyam 2011/2. szám)
A meleg aszfaltkeverékekben a mészhidrátot az 1970-es évektől számos okból alkalmazták az Amerikai Egyesült Államokban. A legáltalánosabb oka a mészhidrát alkalmazásának az, hogy gátolja a nedvesség okozta károsodást.
A bitumenben található molekulák affinitása a víz hatására megváltozik, a carboxyl sav válik a leggyengébb kötéssé a molekulák közötti kapcsolatban. A kötőanyag és a kőváz közötti tapadás csökken.
Ha ezt a carboxyl savat meg tudjuk kötni, akkor nagy lépést teszünk afelé, hogy a kötőanyag tapadását javítani tudjuk víz jelenlétében.
A mészhidrát kalcium ionjai reakcióba lépnek a carboxyl savval és oldhatatlan sót alkotnak, melyek abszorbeálják a kőanyag felületét.
Ca(OH)2+2RCOOH→(RCOO)2 Ca +H2O
Ennek köszönhetően a SiOH molekulák szabadon kötődhetnek a nitrogén csoportokhoz a bitumenben. A nitrogénkötések erősebbek, mint bármilyen más kémiai kötés, így víz jelenlétében is stabilak maradnak. A mészhidrát keverékhez adásának két módja létezik az egyik az Amerikai minta, ők a kötőanyaghoz adagolják a mészhidrátot, ennél a technológiánál a laboratóriumi homogenizálás igen nehéz. A másik lehetőség az (amit Európában alkalmaznak), hogy a mészkőliszt adott százaléka helyett adagolják a mészhidrátot. Az ideális keverési arány 4:1 lett.
A beépített szakaszokon a későbbi bejárások során az alábbiakat tapasztalták:
- kiváló hámlásgátló anyag
- csökkenti a repedéseket
- az oxidációt és az öregedést mérsékli
- a keverék merevségét növeli és a keréknyomvályú mélysége is csökken.
Vizsgálati eredmények:
A választott keverék az AC 11 kopó (F) 50/70 lett, mivel ezt a keveréket építik be leggyakrabban hazánkban. A keverék minden esetben felnémeti mészkőliszttel és három különböző kőváz típussal (bazalt, andezit és dolomit) készült el, mindegyik esetben a mészkőliszt - mészhidrát arány 4:1 volt. A külföldi tapasztalatoknak megfelelően.
A legnagyobb javulás az Öskü és Komló kővázzal készült keverék esetén volt tapasztalható. Ez igaz a vízérzékenység, a keréknyomvályú és a merevség vizsgálat esetén is.
A keverékek viselkedését nem befolyásolja a mészkőliszt származási helye.
A vizsgálati eredmények alapján a 20% mészhidrátot tartalmazó keverékek(mészkőliszt-mészhidrát keverék) az aszfaltkeverékek mechanikai tulajdonságát egyértelműen javítja. A megfelelő adagolási arány a külföldi tapasztalatoknak megfelelően a hazai kőzetfizikai tulajdonságok mellett is a 4:1.(mészkőliszt:mészhidrát)
Az oldal szerkesztőjének megjegyzése: hazai környezetben külön megérne egy misét a kővázak saját poraival való hidrátos kisérletsor, hisz azzal küszködnek az aszfaltgyártók leginkább.
Dudok Tímea
A bitumenben található molekulák affinitása a víz hatására megváltozik, a carboxyl sav válik a leggyengébb kötéssé a molekulák közötti kapcsolatban. A kötőanyag és a kőváz közötti tapadás csökken.
Ha ezt a carboxyl savat meg tudjuk kötni, akkor nagy lépést teszünk afelé, hogy a kötőanyag tapadását javítani tudjuk víz jelenlétében.
A mészhidrát kalcium ionjai reakcióba lépnek a carboxyl savval és oldhatatlan sót alkotnak, melyek abszorbeálják a kőanyag felületét.
Ca(OH)2+2RCOOH→(RCOO)2 Ca +H2O
Ennek köszönhetően a SiOH molekulák szabadon kötődhetnek a nitrogén csoportokhoz a bitumenben. A nitrogénkötések erősebbek, mint bármilyen más kémiai kötés, így víz jelenlétében is stabilak maradnak. A mészhidrát keverékhez adásának két módja létezik az egyik az Amerikai minta, ők a kötőanyaghoz adagolják a mészhidrátot, ennél a technológiánál a laboratóriumi homogenizálás igen nehéz. A másik lehetőség az (amit Európában alkalmaznak), hogy a mészkőliszt adott százaléka helyett adagolják a mészhidrátot. Az ideális keverési arány 4:1 lett.
A beépített szakaszokon a későbbi bejárások során az alábbiakat tapasztalták:
- kiváló hámlásgátló anyag
- csökkenti a repedéseket
- az oxidációt és az öregedést mérsékli
- a keverék merevségét növeli és a keréknyomvályú mélysége is csökken.
Vizsgálati eredmények:
A választott keverék az AC 11 kopó (F) 50/70 lett, mivel ezt a keveréket építik be leggyakrabban hazánkban. A keverék minden esetben felnémeti mészkőliszttel és három különböző kőváz típussal (bazalt, andezit és dolomit) készült el, mindegyik esetben a mészkőliszt - mészhidrát arány 4:1 volt. A külföldi tapasztalatoknak megfelelően.
A legnagyobb javulás az Öskü és Komló kővázzal készült keverék esetén volt tapasztalható. Ez igaz a vízérzékenység, a keréknyomvályú és a merevség vizsgálat esetén is.
A keverékek viselkedését nem befolyásolja a mészkőliszt származási helye.
A vizsgálati eredmények alapján a 20% mészhidrátot tartalmazó keverékek(mészkőliszt-mészhidrát keverék) az aszfaltkeverékek mechanikai tulajdonságát egyértelműen javítja. A megfelelő adagolási arány a külföldi tapasztalatoknak megfelelően a hazai kőzetfizikai tulajdonságok mellett is a 4:1.(mészkőliszt:mészhidrát)
Az oldal szerkesztőjének megjegyzése: hazai környezetben külön megérne egy misét a kővázak saját poraival való hidrátos kisérletsor, hisz azzal küszködnek az aszfaltgyártók leginkább.
Dudok Tímea
Cimkék: aszfalt, Aszfaltkészítés