image 92189 25 v1
Galรฉria(8)

Nรญzkoteplotnรฉ asfaltovรฉ zmesi, skรบsenosti z vรฝroby

Partneri sekcie:

Od 1. januรกra 2017 sรบ v platnosti novรฉ TKP 41 venovanรฉ nรญzkoteplotnรฝm asfaltovรฝm zmesiam (NAZ). V ostatnom ฤรญsle sme struฤne hovorili o vรฝzname NAZ a o zmenรกch, ktorรฉ sa dotknรบ vรฝrobcov. V druhej ฤasti ฤlรกnku sa zameriame na konkrรฉtne technolรณgie vรฝroby NAZ a na skรบsenosti s NAZ, ktorรฉ nadobudla skupina COLAS poฤas svojho pรดsobenia na tunajลกom trhu.

Obr. 2
Obr. 3
Obr. 4
Obr. 5
Obr. 6a.
Obr. 7
shutterstock 421748875

NAZ nachรกdzajรบ uplatnenie z prozaickรฝch dรดvodov โ€“ umoลพลˆujรบ zniลพovaลฅ nรกklady na ohrievanie zloลพiek asfaltovรฝch zmesรญ (AZ), priฤom vlastnosti AZ ostรกvajรบ porovnateฤพnรฉ (ekvivalentnรฉ) s vlastnosลฅami tradiฤnรฝch horรบcich zmesรญ. Druhou moลพnosลฅou je predฤบลพiลฅ dopravnรบ vzdialenosลฅ pri danรฝch klimatickรฝch podmienkach, resp. predฤบลพiลฅ spracovateฤพnosลฅ zmesi, a teda aj asfaltรฉrsku sezรณnu.

Z prehฤพadu vรฝroby AZ skupinou COLAS na Slovensku a v ฤŒesku a priemernรฝch teplรดt vzduchu v jednotlivรฝch mesiacoch za ostatnรฉ roky vyplรฝva opodstatnenosลฅ rieลกenia tejto tรฉmy, prinajmenลกom z ฤisto technickรฉho hฤพadiska.
Z รบdajov v tab. 1 mรดลพeme vidieลฅ, ลพe pribliลพne 1/3 produkcie AZ pripadรก na mesiace, v ktorรฝch sรบ klimatickรฉ podmienky (prinajmenลกom) hraniฤiace s prรญpustnรฝmi limitmi.

Tab. 1 Produkcia asfaltovรฝch zmesรญ v celej ฤŒeskej republike a v rรกmci COLAS Slovensko v rokoch 2014 aลพ 2016 vo vzลฅahu k teplotรกm vzduchu

ฤŒi uลพ v rรกmci zniลพovania karbรณnovej stopy stavebnรฝch materiรกlov, alebo zniลพovania vรฝrobnรฝch nรกkladov, ฤi dokonca v rรกmci skutoฤnej snahy predฤบลพiลฅ stavebnรบ sezรณnu sa jednotlivรฉ spoloฤnosti (v krajinรกch, kde je to povolenรฉ ฤi akceptovanรฉ) snaลพia v poslednรฝch rokoch o zniลพovanie vรฝrobnรฝch teplรดt. Vo vลกeobecnosti sa akceptuje fakt, ลพe v USA sa pribliลพne 30 % asfaltovรฝch zmesรญ vyrรกba vo forme NAZ. V Eurรณpe ide pribliลพne o 10 % a aj na Slovensku mรกme ฤo dohรกลˆaลฅ.

Spoloฤnosti skupiny COLAS tu vลกak vyrobili spoloฤne pribliลพne 45 000 t nรญzkoteplotnรฝch zmesรญ, ฤo predstavuje pribliลพne 4 % z celkovej vlastnej produkcie asfaltovรฝch zmesรญ (v roku 2016 to bolo to bolo viac ako 7 %). V ฤŒeskej republike vyrobila skupina COLAS za ostatnรฉ tri roky takmer 20 000 t takรฝchto zmesรญ, no v podmienkach, kde zรกkaznรญci zaryto odmietajรบ jednu z technolรณgiรญ โ€“ penoasfalt. Francรบzsko prijalo zรกvรคzok vyrรกbaลฅ v roku 2017 30 % z celkovej produkcie asfaltovรฝch zmesรญ ako NAZ. V sรบฤasnosti predstavuje vรฝroba NAZ vo Francรบzsku 10 % z celkovej produkcie asfaltovรฝch zmesรญ [7].

Tab. 2 Produkcia NAZ v celej ฤŒeskej republike, v rรกmci COLAS SK a COLAS CZ v rokoch 2014 โ€“ 2016

Moลพnosti zniลพovania teploty zmesรญ

Existuje viac moลพnostรญ, ako vyrรกbaลฅ nรญzkoteplotnรฉ zmesi, t. j. ako vyrรกbaลฅ asfaltovรฉ zmesi pri teplote o 10 aลพ 30 ยฐC niลพลกej, ako sรบ beลพnรฉ teploty ekvivalentnรฝch zmesรญ. Rozliลกovaลฅ mรดลพeme tri zรกkladnรฉ z nich:

  1. Dvojitรฉ obaฤพovanie kameniva. V prvom kroku sa kamenivo obalรญ mรคkkรฝm bitรบmenom (pribliลพne jeho tretina) a nรกsledne v druhom kroku tvrdรฝm bitรบmenom (zvyลกnรฉ dve tretiny). Z pochopiteฤพnรฝch dรดvodov sa metรณda uplatลˆuje najmenej, ak vรดbec.
  2. Pridรกvanie prรญsad na rรดznych chemickรฝch, resp. materiรกlovรฝch bรกzach. Podฤพa TKP 41 rozliลกujeme:
      a) Minerรกlne prรญsady (spravidla zeolit) s typickou kryลกtalickou sรบstavou, ktorรก obsahuje prirodzene asi 6 % molekรบl vody a navyลกe umoลพลˆuje fyzikรกlne viazaลฅ ฤalลกiu vodu v mnoลพstve rรกdovo 25 %. Tรกto voda sa uvoฤพลˆuje postupne, takลพe pomerne vรฝznamne zniลพuje viskozitu zmesi aj pri spracovรกvanรญ.
      b) Organickรฉ prรญsady. Podskupinou sรบ Fischer-Tropschove parafรญny (FT parafรญny). Sรบ to alifatickรฉ uhฤพovodรญky s dlhรฝm reลฅazcom. Rozsah teplรดt topenia je 115 aลพ 120 ยฐC, ฤo je menej ako v prรญpade amidov mastnรฝch kyselรญn. Aj tieto patria medzi organickรฉ prรญsady, priฤom majรบ rozsah teplรดt topenia 140 aลพ 145 ยฐC. Nad tรฝmito teplotami pรดsobia vรฝznamne na znรญลพenie viskozity. Len ฤo vลกak teplota zmesi klesne pod uvedenรฝ rozsah, zaฤรญnajรบ kryลกtalizovaลฅ a, naopak, prispievajรบ k โ€žtuhnutiuโ€œ zmesi. Treลฅou podskupinou sรบ montรกnne vosky, ktorรฉ sa zรญskavajรบ spracovanรญm hnedรฉho uhlia. Dosahujรบ pomerne ลกirokรฝ rozsah teplรดt topenia od 110 do 140 ยฐC. Pouลพรญvajรบ sa najmรค na modifikรกcie pri vรฝrobe liateho asfaltu [11].
  3. Speลˆovanie bitรบmenu, a to pridรกvanรญm voฤพnej vody alebo vody viazanej v nejakom nosiฤi, naprรญklad v zeolite. To vลกak znamenรก, ลพe sa do zmesi pridรกva zrnitรก lรกtka, prakticky prรญmes. Preto budeme ฤalej za speลˆovanie povaลพovaลฅ len pridรกvanie voฤพnej vody priamo do bitรบmenu.
Priemerná mesaฤná teplota vzduchu v roku 2015 – Sliaฤ (www.shmu.sk)
Priemernรก mesaฤnรก teplota vzduchu v roku 2015 โ€“ Sliaฤ (www.shmu.sk)
Minimálne a maximálne teploty vzduchu – Sliaฤ (www.shmu.sk)
Minimรกlne a maximรกlne teploty vzduchu โ€“ Sliaฤ (www.shmu.sk)

Vรฝroba peny a penoasfaltu

Na vรฝrobu NAZ si tรกto technolรณgia vyลพaduje modifikรกciu existujรบcich vรฝrobnรฝch zariadenรญ โ€“ montรกลพ prรญdavnรฉho speลˆovacieho zariadenia vฤlenenรฉho pred mieลกacรญ bubon. Existuje viac takรฝchto technologickรฝch zostรกv (tzv. kitov) umoลพลˆujรบcich pridรกvaลฅ vodu do horรบceho bitรบmenu. Skupina COLAS mรก patentovo chrรกnenรบ vlastnรบ zostavu, ktorรก zabezpeฤuje, aby sa do bitรบmenu so ลกtandardnou teplotou (v zรกvislosti od konkrรฉtne pouลพรญvanรฉho bitรบmenu) pridalo poลพadovanรฉ mnoลพstvo studenej vody.

V USA sa pribliลพne 30 % asfaltových zmesí vyrába vo forme NAZ. V Európe ide pribliลพne o 10 %.

V USA sa pribliลพne 30 % asfaltovรฝch zmesรญ vyrรกba vo forme NAZ. V Eurรณpe ide pribliลพne o 10 %.

V dรดsledku prudkรฉho varu vody vznikรก v expanznej komore asfaltovรก pena, ktorรก zabezpeฤuje poลพadovanรฉ obalenie kameniva aj pri jeho niลพลกej teplote ako pri vรฝrobe ลกtandardnรฝch asfaltovรฝch zmesรญ. Pri spรดsobe pouลพรญvanom v spoloฤnosti COLAS bola dรกvka vody optimรกlna na napenenie asfaltu nastavenรก v rozpรคtรญ 2 aลพ 3 % (cieฤพ 2,5 %). Neskรดr, v roku 2016, sa preลกlo na mnoลพstvo 1,5 % z obsahu bitรบmenu. Z hฤพadiska zloลพenia vรฝslednรฉho stavebnรฉho vรฝrobku โ€“ asfaltovej zmesi โ€“ nedochรกdza k ลพiadnej zmene, pretoลพe voda sa odparรญ, prakticky unikne zo zmesi uลพ v mieลกaฤke. Zvyลกky sa odparia poฤas dopravy a spracovania pri zabudovรกvanรญ [7].

Zรกver

Spustenie vรฝroby penoasfaltu v skupine COLAS bolo odvรกลพnym krokom, ktorรฝ mal, prirodzene, technologickรฉ slabiny, na ktorรฉ sme neboli pripravenรญ. Dรดleลพitรฉ vลกak je, ลพe sa ich podarilo odstrรกniลฅ, ฤo podmienilo reรกlny zรกujem vyrรกbaลฅ nรญzkoteplotnรฉ zmesi touto technolรณgiou a vyuลพรญvaลฅ vลกetky benefity, ktorรฉ to prinรกลกa. Za vลกetko hovoria vyrobenรฉ mnoลพstvรก za celรฝ COLAS SK v roku 2016 (26 500 t), t. j. po vyladenรญ systรฉmu, a dopyt po technolรณgii, ktorรฝm sme museli rieลกiลฅ v sรบvislosti s ochladenรญm. Pouลพitie technolรณgie speลˆovania pri zachovanรญ teploty zmesi umoลพnilo korektne zhutniลฅ zmesi a dosiahnuลฅ tak ich nรกvrhovรฉ kvalitatรญvne parametre na viacerรฝch stavbรกch.

Obaฤพovacia stanica ฤŒoltovo

Obaฤพovacia stanica ฤŒoltovo

Histรณria vรฝroby penoasfaltu v skupine COLAS

Skupina COLAS (prostrednรญctvom spoloฤnosti Cesty Nitra, a. s.) zaฤala na Slovensku implementovaลฅ technolรณgiu speลˆovania v roku 2014, v dรดsledku ฤoho sa stala priekopnรญkom tejto technolรณgie v regiรณne. Ako to uลพ bรฝva, za veฤพkรฝmi krokmi stoja konkrรฉtni ฤพudia.

Spomedzi viacerรฝch vyberรกme tรฝch, ktorรฝch sa projekt Penoasfalt dotkol azda najviac โ€“ Vladimรญra Laca, vedรบceho obaฤพovacรญch sรบprav (OS) v Mnรญchovej Lehote a Mojลกovej Lรบฤke, a Miroslava Lesaya, vedรบceho obaฤพovacรญch sรบprav v Smoleniciach, ktorรฝch sa pรฝtame:

Kedy sa vybavili vaลกe OS speลˆovacรญm zariadenรญm? Ako ste vnรญmali zaฤiatky penoasfaltu? Vyskytli sa nejakรฉ problรฉmy, prรญpadne, ako ste ich vyrieลกili?

Vladimรญr Laco: V roku 2014 bola dovezenรก sรบprava na speลˆovanie asfaltu, priฤom v lete toho roku bola zรกroveลˆ spustenรก do prevรกdzky. Zaฤiatky penoasfaltu na mojich OS sme vnรญmali ako novinku, mali sme oฤakรกvania aj obavy. Nevedeli sme, ako sa zmes bude sprรกvaลฅ โ€“ ฤi uลพ pri vรฝrobe, alebo pri ukladanรญ a zhutลˆovanรญ. Mali sme sรญce asistenciu zahraniฤnรฝch kolegov, no viete, ako to chodรญ… Lepลกie je raz vidieลฅ, ako stokrรกt poฤuลฅ. Aj samotnรฝ zรกsah do OS sme vnรญmali rozpaฤito.

Sprevรกdzkovaniu a vyladeniu systรฉmu predchรกdzali hodiny konzultรกciรญ, aลพ postupne sme prichรกdzali veciam na koreลˆ. Z rรดznych vykonanรฝch ลกtรบdiรญ vyplynulo, ลพe ideรกlne dรกvkovanie vody je 2,5 % k obsahu bitรบmenu. V prvรฝch rokoch sme sa toho drลพali. Vodnรก para vลกak pri dรกvkovanรญ zloลพiek do mieลกaฤky unikala a kondenzovala. Postupne sa na kondenzรกt usadzoval prach zo sypkรฝch materiรกlov a upchรกval potrubia alebo sa doslova โ€žlepilโ€œ na vรกhu kameniva.

Skrรกtka, spรดsobovalo nรกm to technologickรฉ problรฉmy. Vรฝrobu sme museli odstaviลฅ, vyฤistiลฅ vลกetky problematickรฉ miesta a opรคลฅ spustiลฅ OS. Rieลกenรญm tรฝchto problรฉmov boli zmeny v technolรณgii speลˆovania. Znรญลพili sme dรกvkovanie vody na 1,5 % a posunuli sme dรฝzu v rรกmci speลˆovacieho kitu. Tieto zรกkroky nรกm pomohli zlepลกiลฅ prรกcu a pomohli pri vyrieลกenรญ danรฝch problรฉmov.

Miroslav Lesay: Ako potvrdzuje aj kolega, zaฤiatky boli nรกroฤnรฉ. Vลกetky problรฉmy, ktorรฉ rieลกili na inรฝch OS, sme museli rieลกiลฅ aj my. Pรดvodnรฉ dรกvkovanie vody na spenenie bitรบmenu (2,5 %) spรดsobovalo technologickรฉ problรฉmy aj nรกm a niet sa ฤomu ฤudovaลฅ. Pracujeme predsa s rovnakรฝmi, resp. veฤพmi podobnรฝmi sรบpravami (AMMANN Uniglobe 120 H, resp. 160 v Mojลกovej Lรบฤke).

Okrem toho sme museli vyrieลกiลฅ aj funkฤnosลฅ ventilov dรกvkovania vody, keฤลพe v zรกsobnรญku vody sa usรกdzali neฤistoty. Tie sme odstrรกnili filtrami na vodu uลพ pri zรกsobnรญku vody a nรกsledne priamo aj pri speลˆovaฤi. Tieto zรกkroky nรกm pomohli zlepลกiลฅ prรกcu a pomohli vyrieลกiลฅ danรฉ problรฉmy.

Spenený bitúmen
Spenenรฝ bitรบmen
Nároฤné ฤistenie od kusov zlepeného prachu
Nรกroฤnรฉ ฤistenie od kusov zlepenรฉho prachu

Koฤพko ste vyrobili ton penoasfaltu?

Vladimรญr Laco: Po vyrieลกenรญ tรฝchto technologickรฝch ลฅaลพkostรญ sa vรฝroba rozbehla a posunuli sme sa na ฤรญsla, ktorรฉ prinรกลกajรบ ekologickรฝ a, samozrejme, aj finanฤnรฝ osoh. V roku 2016 sme v Mnรญchovej Lehote a Mojลกovej Lรบฤke vyrobili spolu takmer 15 000 t penoasfaltovรฝch zmesรญ, kรฝm za rok 2015 to bolo len 2 600 t a v 2014 pribliลพne 6 400 t. Objektรญvne vลกak treba poznamenaลฅ, ลพe OS Mnรญchova Lehota v roku 2015 dodรกvala asfaltovรฉ zmesi na rรฝchlostnรบ cestu R2 Ruskovce โ€“ Pravotice.

Miroslav Lesay: Na OS Smolenice sme zaฤali vyrรกbaลฅ penoasfalt na zaฤiatku sezรณny 2014, priฤom do konca roka sa nรกm podarilo vyrobiลฅ 4 100 t. V roku 2015 aj v dรดsledku silnej sezรณny a hroziaceho rizika odstavenia OS sme vรฝrobu penoasfaltu znรญลพili na necelรฝch 2 000 t. V ostatnom roku 2016, po aplikovanรญ uลพ spomenutรฝch zmien a vyladenรญ systรฉmu, sa nรกm podarilo bez problรฉmov vyrobiลฅ pribliลพne 4 400 t. Nie je to svetobornรฉ ฤรญslo, no sme spokojnรญ so stรบpajรบcim trendom a sme radi, ลพe sme vyrรกbali bez ลฅaลพkostรญ a bez odstavovania OS. Penoasfalt mรก pre nรกs vลกetkรฝch vรฝznam!

Literatรบra
1. Carbonneau, X., et al.: Energeticky ekonomickรฉ environmentรกlne asfaltovรฉ zmesi, Seminรกr Ivana Poliaฤka, 2008
2. Polakoviฤ, ฤฝ.: Sprรกva o rieลกenรญ projektu APVV za rok 2013 โ€“ Asfaltovรฉ zmesi s niลพลกou energetickou nรกroฤnosลฅou a s menลกou zรกลฅaลพou pre ลพivotnรฉ prostredie.
3. Polakoviฤ, ฤฝ.: Sprรกva o rieลกenรญ projektu APVV za rok 2014 โ€“ Asfaltovรฉ zmesi s niลพลกou energetickou nรกroฤnosลฅou a s menลกou zรกลฅaลพou pre ลพivotnรฉ prostredie.
4. Michaut, J.P.: Warm asphalt concretes in France, 2015.
5. http://www.developpement-durable.gouv.fr/ IMG/pdf/Convention_urbanisme.pdf.
6. http://www.ssc.sk/sk/Technicke-predpisy/ Zoznam-TKP-a-KL.ssc.
7. Dupuy, J.P., Abaffyovรก, Z.: Peno-Asfaltovรฉ zmesi, Vรฝstavba a rehabilitรกcia asfaltovรฝch vozoviek, Podbanskรฉ, 2015.
8. TKP 6: Hutnenรฉ asfaltovรฉ zmesi.
9. TKP 41: Nรญzkoteplotnรฉ asfaltovรฉ zmesi.
10. Shell Bitumen Handbook: Riversdell House, Chertsey, 1991.
11. Shrnutรญ rakouskรฝch zkuลกenostรญ: Inovace asfaltลฏ โ€“ kterรฉ vรฝrobky jsou vhodnรฉ? Silnice mosty, 3/2016, Sdruลพenรญ pro vรฝstavbu silnic, Praha, 2016.

TEXT: Dr. Peter Briatka, MBA, Ing. Jana Olลกovรก, Bc. Daniel Gabona
OBRรZKY: autori, isifa/Shutterstock
Peter Briatka je technickรฝ riaditeฤพ spoloฤnosti COLAS SK, Koลกice. Jana Olลกovรก pรดsobรญ na SvF STU v Bratislave. Daniel Gabona pรดsobรญ na SvF TUKE v Koลกiciach a je stรกลพista v COLAS SK.