Ing. Petr Hýzl, Ph.D. VUT v Brně Téma IV: Environmentální technologie, energetická náročnost Generální zpráva „Energetická náročnost“ Ing. Petr Hýzl, Ph.D. VUT v Brně 24. – 25. 11. 2009, České Budějovice

Vybrané poznatky z experimentálního ověření nízkoteplotních vlastností směsí Ing. Jan Valentin, Ph.D. Ing. Petr Mondschein, Ph.D.

Možnosti snižování pracovních teplot Klasická výroba pěnoasfaltové směsi za použití vysokotlakého systému s přímým vstřikováním demineralizované vody do horkého asfaltu (výroba pěny) s následným promísením se směsí studeného kameniva nebo R-materiálu Teplé pěnoasfaltové směsi (WAM Foam - Warm Asphalt Foam Mix) využívající kombinace dvou asfaltových komponent společně s asfaltovou pěnou Nízkoenergetická směs EBE (Enrobé Base Energie) rozvíjená ve Francii využívá jednak schopnosti asfaltového pojiva v oblasti pěnění a emulgovatelnosti, která se kombinuje s přidáváním nevysušeného fileru při výrobě směsi. Podstatou této technologie je postupné dávkování studeného a vlhkého drobného kameniva do směsi společně s filerem a asfaltem předobaleným drobným kamenivem o teplotě 130°C

Možnosti snižování pracovních teplot Nízkoteplotní asfaltové směsi EBT (Enrobé Base Temperature) – tyto směsi vyvinuté ve Francii se vyrábějí na obalovně při teplotě přibližně 90°C (LEA) Využití přísady syntetických zeolitů (Aspha-min), smísením s horkým kamenivem za současného dávkování pojiva dochází k postupnému uvolňování vodní páry, čímž se iniciuje řízený efekt pěnění a vznik mikropěny Asfaltové pěnoemulze, ohřátí vhodného speciálního typu asfaltové emulze nad teplotu 100°C, v jehož důsledku dochází k přeměně emulze na asfaltovou pěnu Montánní vosky (Romonta, Asphaltan), kde dochází k výraznému zlepšení zpracovatelnosti těchto směsí při nižší pracovní teplotě Fischer-Tropschovy parafíny (Sasobit). V případě přísady 3-4 hm.% je možné použít pojivo při pracovní teplotě cca o 10 -15°C nižší Amidové vosky (Licomont) - fungují na obdobné bázi jako montánní vosky

Možnosti snižování pracovních teplot Roztok na bázi kyseliny polyfosforečné (PPA) - reakce s asfaltenickou bází, což má vliv na viskozitu při vyšších teplotách CECABASE RT, hustá kapalina konzistencí i barvou podobná medu, do asfaltového pojiva v množství 0,2-0,5hm.% pojiva, přičemž by měla umožnit snížení pracovní teploty při výrobě asfaltové směsi až o 40°C Směs Néophalte – vyvinutá společností COLAS, patentována řada polymerů, pod označením PSA (Polymere Structurant I'Asphalte)

Zkušenosti s výrobou a pokládkou asfaltových směsí s použitím nízkoteplotních přísad Michal Dvořák, TPA ČR, s.r.o.

Zeolit ZeoCem Micro 50 (inteligentní filer) V roce 2007 do směsi OKH I dle TP 109 s obsahem 15% R-materiálu jako náhrada části vratného fileru v množství 0,6% hm. směsi Teplota kameniva 180°C místo 225°C – úspora 45°C Po 1 pojezdu bez vibrace a 2 pojezdů s vibrací 99% MZ Dále ABVH I a OKS I s obsahem 15% R-materiálu s 0,6% ZeoCem Eco 50 Teplota kameniva 210°C místo 225°C – úspora 15°C V roce 2009 kompletní sortiment zkoušek typu 11 směsí s ZeoCem Eco 50 v množství 0,6 % hm. směsi Zkušenosti: Kamenivo bez R-mat. ohříváno na 140 až 150°C Kamenivo s 10% R-mat. ohříváno na 170 až 175°C Kamenivo s 15% R-mat. ohříváno na 180 až 185°C Manipulace s přísadou stejná jako s vápencem Přísada zároveň s vápencovou moučkou nebo těsně potom Před přidáním pojiva míchat kamennou směs se zeolitem min. 5s nasucho

Závěry Přísada Zeolit ZeoCem Micro 50 prokázala svoji použitelnost při výrobě a pokládce nízkoteplotních asfaltových směsí Snížení teplot má jednoznačný přínos pro životní prostředí, obsluhu obalovny i finišeru Ekonomické hledisko, tj. zda úspora za snížení teplot se vyrovná zvýšení ceny směsi s přísadou (o 40 až 50 Kč/t) bude vyhodnoceno až po 1 roce provozu obalovny

Evropský rozvoj procesu Tempera© /Evotherm DAT© M. Mazé, F. F Evropský rozvoj procesu Tempera© /Evotherm DAT© M. Mazé, F.F.Delfosse, F.S.Dumont Centre de reserches Eurovia F.E.Crews, C. Giorgi Asphalt Innovations, USA

Vývoj teplých asfaltových směsí od roku 2003 (Aspha Min©) V současnosti Tempera©, která slučuje celou škálu teplých procesů, zaručující stejné charakteristiky směsí při snížení teploty až o 50°C Evotherm DAT© Technologie disperzního asfaltu Soustředění aditiv ve vodní fázi Vstříknutí vodní fáze do potrubí s asfaltem Odbočka na potrubí s asfaltem

Evotherm DAT© Vodní roztok obsahuje 10 až 15 hm.% přísady pH 2,0±0,3 Dávkování 5 až 10 hm.% Mimo přidání spojky k potrubí a pumpy s měřidlem žádné úpravy obalovny Výhody Snížení teploty až o 50°C (tj. výroba při 105 až 120 °C) podle typu kameniva, obalovny, směsi a gradace pojiva Úspora energie během výroby o cca 40% (podle vlhkosti kameniva apod.) 48% pokles u skleníkových plynů (GHG) 58% pokles u oxidů dusíku (NOx) 41% pokles u oxidu siřičitého (SO2) Zlepšení pracovních podmínek pro osádky finišeru díky hutnění při 80 - 110 °C

Příklady návrhů směsí Pokládka AC 0/10 kamenivo Mazières, Donia a Genouillac (diority) AC 0/10 kamenivo Thiviers s 30% RAP AC 0/14 kamenivo Thiviers s 30% RAP Pokládka AC 0/14 s vápencovým kamenivem, 20%RAP, asfalt 35/50, 5% Evotherm DAT© 40% úspora topného oleje, zhutňovací teplota 85 až 100°C,

Pokládka VMT 0/14 s vápencovým kamenivem, 24%RAP, asfalt 10/20, 5% Evotherm DAT© 35% úspora topného oleje, zhutňovací teplota 85 až 110°C, Závěry Velmi pozitivní výsledky procesu Evotherm DAT© jak v oblasti proveditelnosti v široké škále asfaltových směsí (i s RAP), tak i ekologické a ekonomické Vydání publikace pro výrobní a pokládkové týmy

Příspěvek k výrobě litých asfaltů se sníženými teplotami Doc. Ing Příspěvek k výrobě litých asfaltů se sníženými teplotami Doc. Ing. Václav Hanzík, CSc., PSVS, a.s. Ing. Jiří Plitz, PARAMO, a.s., Pardubice Ing. Pavel Sokol, PARAMO, a.s., Pardubice

Spolupráce PARAMO, a.s. a PSVS, a.s. Vývoj nového modifikovaného pojiva gradace 25 Především pro lité asfalty Základem pojivo Mofalt SMA 25 (PMB 10/40-65) Reaktivní elastomerní termopolymer Elvaloy Mofalt SMA 25 + Sasobit = Mofalt SMA 25NV Dávkování vosku odpovídá běžným zvyklostem

Parametry Mofaltu SMA 25 vs. Mofaltu SMA 25NV

Provozní výroba Zkušební úseky Zkoušky Směsi MA 16 dle ČSN EN 13108-6 pro strojní a ruční pokládku Neobyčejně nízká čísla tvrdosti (i do 1 mm) a jejich přírůstky (0,11 až 0,15 mm) při 40 a 50°C Zkušební úseky Seifertova (Husinecká) Cínovecká Zkoušky Stálost vlastností pojiva v zásobníku Kontrolní zkoušky Speciální zkoušky (dynamická viskozita a nízkoteplotní zkoušky) Zkouška vyjetí kolem (TP 109, 40°C) velmi nízké hodnoty hloubky vyjeté koleje i přírůstků výrazný vliv přísady Sasobit

Zhodnocení zpracovatelnosti dle ČSN 73 6160 a vizuálně zvýšením obsahu Mofaltu SMA 25NV se zpracovatelnost značně zlepšuje i s relativně nízkým obsahem asfaltu lze pro strojní pokládku při teplotách 230 (235)°C dosáhnout dobré zpracovatelnosti a slévání rozprostřené směsi na povrchu při teplotách 230 °C lze pro ruční pokládku potřebnou zpracovatelnost zajistit „mírným“ zvýšením obsahu pojiva (o 0,3-0,5 %). Další možností je přídavek cca 0,1 % Romonty kombinace přísad Sasobit a Romonta je zřejmě velmi vhodná.

Závěry Mofalt SMA 25NV (10/40-65) může být vhodným pojivem pro silniční lité asfalty. Díky dobře aplikovaným přísadám lze s ním vyrobit směsi podle ČSN EN 12697-6 a ve srovnání s konkurenčními výrobky i s asfaltem Mofalt SMA 25 lze s ním zajistit či dosáhnout: zvýšení tuhosti i pevnosti litých úprav, zlepšit zpracovatelnost při výrobě a pokládce, snížit výrobní teploty až k hranici 230 °C, a to při zajištění velmi dobrých či výborných fyzikálně-mechanických vlastností. nejlepších výsledků lze dosáhnout přídavkem malého množství montánního vosku Romonta, zlepšení zpracovatelnosti také zvýšením obsahu asfaltu o 0,3 – 0,5 %.

Funkční charakteristiky asfaltových směsí s aditivy snižujícími pracovní teploty Ing. Petr Hýzl, Ph.D., VUT v Brně Ing. Dušan Stehlík, Ph.D., VUT v Brně Dr. Ing. Michal Varaus, VUT v Brně

Cíl práce porovnat ovlivnění vybraných funkčních charakteristik asfaltových směsí přidáním dvou druhů aditiv a snížení jejich pracovních teplot a porovnat je s referenční směsí bez aditiva. Směsi Byla sledována změna modulu tuhosti dle ČSN EN 12697 – 26 nízkoteplotních charakteristik metodou VUT Brno odolnosti proti tvorbě trvalých deformací dle ČSN EN 12697 – 25

Stanovení modulu tuhosti Posouzení nízkoteplotních vlastností Posouzení tvorby trvalých deformací

Na základě výsledků měření je možno konstatovat hodnoty modulů tuhosti, stanovené při zkušební teplotě 15 ºC, vycházejí při všech zkušebních frekvencích vzhledem k možným chybám měření prakticky stejně, výsledky nízkoteplotních charakteristik vycházejí u v všech tří směsí ve velmi úzkém pásu lze si však všimnout mírného zlepšení sledovaných parametrů v případě použití aditiva Licomont BS100, u cyklické zkoušky v tlaku vycházejí výsledky měření u všech tří směsí naprosto stejně, maximální rozdíl mezi výsledky po 20 000 cyklech v úrovni 0,02 % je možno považovat za zanedbatelný.

Z vyhodnocení výsledků vyplývá, že vlivem přidání amidového vosku Licomont BS 100 a sníženým prac.teplotám o 10˚ C FT parafínu Sasobit a sníženým pracovním teplotám o 20˚ C nedošlo k negativnímu ovlivnění vybraných důležitých funkčních charakteristik oproti referenční směsi bez aditiva, vyráběné při běžných pracovních teplotách.

Děkuji za pozornost