Transcript oppfølgingsartikkelen

>> TEMA
STEin i VEg
>> TEMA
AsfAlT
Fra prøvestrekningen på E6 ved
Lillehammer.
Roar Telle fra Lemminkainen
og Martin Mengede fra
Franzefoss Minerals.
ASFALT
GJENBRUK AV
ASFALT
BITUMEN
Ab
Fremmedfiller
stabiliserer
asfaltblandingen
Filler i asfalt –
et bidrag til varige veger
VANNSKADER & BINDINGSE
GENSKAPER
Hydratkalk kan bidra til å
redusere aldring i asfalt,
som et alternativ til aminer.
Nå testes denne filleren
ut på en strekning på E6
ved Lillehammer.
Asfaltdekker har begrenset
levetid, avhengig av dekkets tekniske kvalitet,
grunnarbeid og
utlegging, trafikkforhold og
klimafaktorer. Spesielt krakelering er en funksjon
av vanngjennomtregning. Dette kan føre
til at bindemiddelet forsvinner og at det faller
biter av asfalten, såkalt separasjon. Bruk av
hydratkalk påstås å
kunne redusere aldring, men
den er ikke brukt
i Norge ennå.
redUserer striPPing
Hydratkalk i asfalt er kjent
66
O
H
O
DEKNINGSGRAD (%)
MED
75
Amin
50
VEDHEFTNINGSMIDDEL
25
FIGUR 1:
Hydratkalk sine
vedheftsegenskaper i
varmblandet asfalt
(Ab11) med forskjellige
steinmaterialer (sure/
basiske).
KVARTS
krav 48 timer
0%
UTEN
0
0
24
som et tilsetnings-
48
72
TID (timer)
96
120
26%
29%
Med asfaltgjenvinning
kommer gammel
asfalt til heder og verdighet
i nye
Gjenvunnet asfalt er glimrende prosjekter.
materiale
som kan benyttes i hele
veikonstreksjonen,
fra forsterkningslag til
slitelag.
Ca2+
SURE BERGART
BASISKE (KALK)
Bruk av gjenvinningsor
dninger er ressurssparende, miljøvennlig
– ikke minst – hensynsfullt i forhold til kommende
generasjoner.
Vi ønsker oss ikke dumping-plass
er for asfalt i
vår vakre, norske natur
(det er dessuten ikke
tillatt).
>> DEL 2
Returasfalt skal leveres
til godkjent mellomlager. Har du spørsmål?
Kontakt oss gjerne!
UNDER FIGUR 2: Varmfølsomhet
av asfaltdekker er avhengig av
asfalttyper
og valgte produktkvaliteter (bitumen,
steinmaterialer).
100
Hydrakalk
O
H
SiO32stoff i asfaltbransjen i mange
år. Store
å redusere slik separasjon (stripping).
ger på 70-tallet i flere amerikanske utredninDet er visse
stater ledet
steintyper (sure) som er spesielt
til at rundt 10 prosent av
utsatt for sepaalle asfaltblandinger
rasjon, og i tillegg til kjemiske
innholder hydratkalk i
fenomener,
dag. Et stort antall
ker også varme, regn, fryse/tine-sykluser påvirforskningsprosjekter har
vist at hydratkalk forog trafikale forhold asfalten.
bedrer vedheftsegenskapene
(Dallas N. Little et
I flere europeiske land
al.) mellom bitumen og steinmaterialer
brukes det i dag
og kan
hydratkalk, eller miksede
gi bedre deformasjonsegen
fremmedefiller (kalkskaper, bedre vannfiller og hydratkalk) som et
følsomhet og en større homogenitet.
supplement. I enkelte land ble det innført krav
Hydratkalk har lenge vært
i henhold
kjent for blant annet
13043 for innhold av kalsiumkarbonat til EN
i filler av
forsker På fillerProdUkt
er
Utviklingsavdelingen i Franzefoss
Minerals jobber blant annet sammen med
forskjellige asfaltentreprenører, myndigheter
og forskingsinstitusjoner for å utvikle forskjellige
asfalttyper på
basis av våre fillerprodukter
(Hydratkalk og
Bitufill).
Kvalitetsaspekter for å bygge
robuste veger, i
samspill med dokumentasjon
for og nye krav til
materialegenskaper, ble blant
annet mål for varige veger i Statens vegvesens
nye forsknings- og
utviklingsprogram (FoU)
som startet nå i 2011.
Bestandigheten av asfalt og
lengre levetid er et sentralt tema innenfor dette prosjektet.
Hva kan Franzefoss Miljøkalks fillerprodukter
bidra med her?
H
12
DEFORMATION (mm)
T E K S T: M a r t i n M
en g ed e ,
f r a nZef o s s M i n
er a l s
Da
Telefon: 67 10 10 90
Ab11 PmB with Hydrated
10
lime
Ab11 PmB without Hydrated
lime
2011
Følg med på vår hjemme
side
www.asfaltgjenvinning.no
8
2010
Har du spørsmål ta kontakt
Telefon: 67 10 10 90
E-post: per@veiteknisk
[email protected]
k.no
6
2009
4
2
0
59%
8
0,5
0
0,7
4
0,6
6
0,7
2
0,8
8
0,8
4
0,9
0
1,0
6
1,0
2
1,1
DISTANCE (km)
01 2012
8
1,1
4
1,2
0
1,3
6
1,3
2
1,4
VV_01_66_ASFALTFILLE
R 66
01 2012
10.01.2012 17:38:15
67
VV_01_66_ASFALTFILLE
R 67
10.01.2012 17:38:19
Fremmedfiller må som oftest tilsettes asfalten fordi
innholdet av naturlig filler ikke alltid er godt nok.
T E K S T: m a r t I n m en g ed e , f r a nZef o s s m I n er a l s
Produksjon av asfalt er for det meste bestemt
av økonomiske faktorer. Dette inkluderer fraktkostnader, kapasitet og årsbetingede effekter. Lagertiden av mineralske produkter etter knusing
og behandling i et asfaltanlegg kan variere betraktelig. Overflateenergien av nyknuste mineraler kan forandre seg etter hvert (polaritet). Mineralske produkter, som består hovedsakelig av
kvarts (SiO2), har større dipolkarakter enn produkter med basis i kalsiumkarbonat (CaCO3).
fremmedfIller
En viktig bestanddel i asfalt er fremmedfiller. Fillerbegrepet skiller mellom egen- og fremmedfiller, som har cirka ti prosent andel av totalt asfaltfillervolumet i Norge. Egenfiller er en naturlig filler fra forskjellige steinmaterialer (sure/basiske)
mens fremmedfiller er et separat produsert fillerprodukt. Fremmedfiller må ofte tilsettes i asfalten fordi innholdet av naturlig filler/egenfiller ikke
alltid er godt nok. Fremmedfilleren kan være for
eksempel steinmel eller hovedsakelig kalk. I de
tilfeller steinmaterialer ikke inneholder tilstrekkelig filler, skal nødvendig mengde av fremmedfiller tilsettes. Dette gjøres blant annet for å stabilisere asfaltblandingen eller bitumenstabilisere
bærelaget – med unntak av enkelte asfalttyper.
bItufIll – malt bergart
Til asfaltindustrien i Norge leverer Franzefoss
Miljøkalk følgende sertifiserte typer fremmedfiller (NS-EN 13043):
• Bitufill: Kategori CC90, CC80, CC70
• Hydratkalk: Kategori Ka25
Bitufill er en fin, grå filler, som fremstilles ved
knusing eller maling av forvitringsbestandig bergart. Den skal være tilstrekkelig tørr, flyte fritt,
uten klumper og ikke inneholde skadelige finstoffer (for eksempel svelleleire). Kategorien for
hulrominnhold er V28/38. Bitufill består hovedsakelig av kalkstein. Kalkstein er en monomineralsk bergart bestående av mineralet kalsitt
(CaCO3). Vanlige spormineraler kan være dolomitt (CaMg (CO3)2), grafitt (organiske rester),
samt silisium, aluminium og jern. Silisium forekommer som kvarts eller aluminiumsilikater
(leiremineraler), eventuelt som alumina (Al2O3).
Jern forekommer som jernkarbonat eller jernoksid, da fordelt heterogent. Andre små elementer er Mn, Cu, Ti, Na og K (figur 1).
Bitufill fra vår produksjon er normalt tørr. Den
oppbevares i siloer og doseres via vekt direkte inn
i anleggets mikser i blandetårnet på batchanlegg
eller direkte i trommelblanderen på anlegget
– Asfalttyper med høyt
kalkinnhold gir asfaltdekkene lenger levetid,
mener Martin Mengede.
Milevis med erfaring
Vår asfaltavdeling er spesialister på asfaltering av gater og veier.
Vi leverer asfaltdekker av høyeste kvalitet i Oslo og Akershus.
www.oslovei.no
74
VV_02_074_Filler.indd 74
Oslo Vei AS, Uelandsgate 85, 0462 Oslo
Tlf.: 21 63 70 00 Fax.: 21 63 70 01
02 2012
22.02.2012 09:10:15
Figur 1:
Produksjon med
MPS-mølla
teknologi og
ekspedisjon av
fremmedfiller.
Figur 2: Steinmaterialefraksjon med
finstoffandel.
Figur 3: Fremmedfiller (første tre til
venstre) og egenfiller for asfalt.
Figur 4: Ab11, Ska16 og Da16 og deres
fillerinnhold (lyse grå lag).
www.teknonor.no
Tekno nor
Vi representerer nå
alle produkter
fra Vermeer.
www.vermeer.com
Tekno-nor AS
Myråsdalen 8, 1407 Vinterbro
Tlf: 64 97 43 43, Fax: 64 97 43 44
[email protected], www.teknonor.no
02 2012
VV_02_074_Filler.indd 75
75
22.02.2012 09:10:20
>> TEMA
Stein i Veg
under produksjon. Bitufill har gode vedheftsegenskaper mellom bitumen og kalkstein.
Innholdet av kalsiumkarbonat (CaCO3) i
Bitufill (fremmedfiller) er mellom 80 og 99 prosent, i motsetning til egenfiller som vil ligge på
47–76 prosent.
Finhetskrav i NS-EN 13043 gjelder bare for
fremmedfiller og 70-100 prosent skal da være ≤
63 μm. I nedenstående graf kan man se at fremmedfiller (blå hullkurve) er mye finere (75-85
prosent <63 μm) og har en betydelig lavere standardavvik enn de ti analyserte egenfillere (rød
hullkurve) grovere (55-80 prosent <63 μm) og
variasjonen er høyere, som vist på figur 5.
Figur 5: Gradering av
Bitufill-produkter og
egenfiller fra utvalgte
norske asfaltverk.
Hydratkalk – lesket brentkalk
Sammenlignet med egenfiller har fremmed­filler
vanligvis:
• høyre CaCO3-innholder
• høyre finstoffandel med lavere standardavvik
• bedre vannfølsomhet
Fillermengde i asfalt er ofte avhengig av stabilitetsegenskaper ved overbelastning, og varierer
vanligvis mellom 5–16 prosent. Hydratkalk tilsettes med opp til 2 prosent (figur 4).
I henhold til Vegvesenet brukes det ofte asfaltmasser med lavt fillerinnhold i stabilitetshenseende. Slike asfaltmasser egner seg dermed på
veger med stivt underlag. På veger hvor beleggets fleksibilitet er en viktigere egenskap enn
motstand mot deformasjon, bør filler- og bitumeninnholdet økes.
kornform og overflateruhet
Fillervirkning, og dermed stabiliteten av asfalt,
er et resultat av dets gradering, kornform og
overflateruhet. Grovere egenfiller gir vanligvis
høyere hulrom og dette må derfor tilsettes i
større mengde enn fremmedfiller for å fylle hulrommet. Det kan da føre til stivere mørtelfaser
og bestandigheten kan svekkes. De groveste fillermaterialene gir høyere hulrom enn de finere.
Figur 6: Finhet d90% mot
viskositet skilles
produktene i to grupper.
Figur 7 (over):
Viskosimeter, skjematisk.
Et resultat av høyere hulrom er at den maksimale
stabiliteten oppnås vanligvis ved høyere bitumeninnhold.
Filler-Bitumen-fasen vil påvirke massens egenskaper i større utstrekning ettersom det opprinnelige kornskjellet sprenges. På 50-tallet undersøkte Rigden «The Rheology of Non-aquaues suspensions». Han beskrev blant annet sammenhengen mellom relasjonsviskositeten og volumkonsentrasjonen med filler. Viskositeten er nøye knyttet til effektiv fillerkonsentrasjon. Asfaltmasser
med seks til åtte prosent filler synes å gi masser
som er lite følsomme for variasjoner av bindemiddel, fordi kornskjelettet har høyere hulrom og kan
derfor oppta større bitumenmengder enn asfaltmiks med høyre fillermengder.
Deformasjons- og flytegenskaper
Reologi er læren om materialenes deformasjonsog flytegenskaper (figur 7). Man kan for eksempel måle graden av viskositet, elastisitet og flyt-
grenser. Viskositet beskriver materialets flytegenskaper og elastisitet beskriver dets struktur. Med
kunnskap om de reologiske egenskapene og materialets struktur, kan man forklare og forbedre
både prosessegenskaper og materialets konsistens.
Det ble testet bindemiddelviskositet (figur 6)
ved 135 °C ved bruk av Brookfield Viskometer.
Det ble tilsatt 25 prosent filler til bindemiddelet.
Resultatene viser at forskjeller på ± 150 cpi og
alle undersøkte fillere lot seg underdele i to grupper. Første gruppe inneholdt prøver med bare
fine fillerpartikler og hvor CaCO3-innholdet i de
forskjellige undersøkte bergartene er avgjørende for fillerens interaksjon med bitumen-filler
og dens viskositet.
Den andre gruppe filler er bare preget av sin
grove partikkel og derfor viser viskositeten lavere verdi. Hvis det skal vise virkelig endring i bindemiddelegenskapen, så må man gå dypere inn
i samspillet mellom CaCO3-innhold, finheten og
reologiske egenskaper av bitumen-filler.
www.dieseltank.no
76
VV_02_074_Filler.indd 76
AT02158
Hydratkalk (Ca (OH)2) er en fin hvit filler, som
fremstilles ved lesking av brentkalk (CaO). Hydratkalk og Bitufill kan også være blandet med
hverandre. Korrelasjon mellom dekningsgrad
og kvartsinnhold av steinmaterialer i varmblandet asfalt med og uten Hydratkalk.
Avhengig av asfalttype og bindemiddelmengde, kan de anvendte steinfraksjoner og deres
avstamning (sure-basiske) samt kornskjelettet,
føre til filler med et høyere kalkinnhold og bedre asfaltegenskaper på grunn av bedre vannfølsomhet og dermed til økt levetid.
02 2012
22.02.2012 09:10:22