UNDERSÖKNING AV VÄXTOLJOR SOM FÖRYNGRINGSMEDEL OCH ERSÄTTNING FÖR BITUMEN VID ÅTERVINNING

Abstract (Swedish)

Asfaltbeläggningar behöver fortlöpande repareras och slutligen bytas ut efter nötning och sönderbrytning men också av att asfalten förlorat sin eftergivlighet genom åldring. Det är en naturlig förändring som påverkas av luftens syre och solens strålning men också av ämnen i miljön. Tillvaratagen asfalt kan emellertid ges nytt liv igen, återvinnas, och användas på nytt som vägbeläggning. Det sker genom att krossad asfalt tillförs en mjukgörande olja innan den blandas med nytt material. Detta har gjorts sedan asfalt började tillverkas för 100 år sedan men intresset har varierat och just nu har klimatdiskussionen aktualiserat frågor om lämpliga val av uppmjukande oljor och effektiv produktionsteknik. I föreliggande examensarbete undersöks tre växtoljor och en mineralolja och hur mycket som behöver tillsättas för att uppnå ny kvalitet igen.

Bedömningen sker med samma kvalitetsparametrar som används för vanligt, nyproducerat bitumen. Undersökningen sker med en rotationsviskosimeter och med uppmätning respektive beräkning av kvalitetsparametrar med WLF-samband via formlerna för ett digitaliserat Heukelomdiagram. Förfarandet har utvecklats på Lunds Tekniska Högskola och har använts med framgång under en lång följd av år.

Extraherat bitumen från returasfalt blandades med ökande mängd av respektive olja tills blandningen fick samma Mjukpunkt som standardiserat bitumen av kvalitet 70/100. Övriga kvalitetsparametrar är viskositet vid 135 °C, viskositet vid 60 C, penetrationstal och brytpunkt enligt Fraass. Alla fem parametrarna finns representerade i ett enda diagram beskrivet av Willem Heukelom 1973. Diagrammet har digitaliserats enligt Heukeloms originalformler, vilket möjliggör beräkningar av parametrar utanför viskositetsdiagrammet. Det innebär stora besparingar och förbättringar för personalen på laboratoriet när de gamla metoderna ersätts med bara en enda.

En av växtoljorna under utprovning visade stor likhet med en etablerad produkt, Sylvaroad. Båda krävde ca 9 vikt% räknat på mängden returbitumen för önskad effekt. En etablerad mineralolja, STORFLUX, krävde ungefär 15 vikt%. Den fjärde växtoljan, Tall Oil Pitch, TOP, behövde nästan 20 vikt%. Alla egenskaper från 135 till -20 °C visade stor likhet mellan oljorna. De undersökta växtoljor åstadkommer samma resultat som nytillverkat bitumen.

Frågan är om likheterna består över tid och efter värmebehandling. Därför behöver blandningar utsättas för verkliga påkänningar under en längre tid innan frågan om beständighet kan besvaras, inte bara vad gäller naturoljornas hållbarhet utan även hela konceptet med återvunnen asfalt. Frågan är så pass viktig att svaret måste ges den tid som behövs.

Popular Abstract

Asphalt coatings need to be continuously repaired and finally replaced after abrasion and damage, but also because the asphalt has lost its flexibility due to aging. It is a natural change that is affected by the oxygen in the air and the sun's radiation, but also by substances in the environment. Recovered asphalt can, however, be given new life again, recycled, and reused as a road surface. This is done by adding a softening to crushed asphalt before mixing it with new material. This has been done since asphalt began to be manufactured 100 years ago, but interest has varied and right now the climate discussion has raised questions about appropriate choices of softening oils and efficient production technology. In this thesis, three vegetable oils and one mineral oil are examined to find out how much needs to be added to achieve new quality again.

The assessment is made with the same quality parameters as are used for ordinary, new bitumen. The examination is performed with a rotary viscometer and with measurement and calculation of quality parameters with the WLF equation via the formulas for a digitized Heukelom diagram. This procedure has been developed at the Technical Faculty of Lund University and has been used successfully for many years.

Extracted bitumen from recycled asphalt was mixed with increasing amount of the respective oil until the mixture got the same Softening Point as standard bitumen of quality 70/100. Other quality parameters are viscosity at 135 ° C, viscosity at 60 C, penetration number and breaking point according to Fraass. All five parameters are represented in a single diagram described by Willem Heukelom in 1973. The diagram has been digitized according to Heukelom's original equations, which enables calculations of parameters outside the viscosity diagram. This means great savings and improvements for the staff in the laboratory when the old methods are replaced by just one.

One of the vegetable oils under development showed great resemblance to an established product, Sylvaroad. Both required about 9% by weight of reclaimed bitumen for the desired effect. An established mineral oil, STORFLUX, required about 15% by weight. The fourth vegetable oil, Tall Oil Pitch, TOP, needed almost 20% by weight. All properties from 135 to -20 ° C showed great similarities between the oils. The examined vegetable oils achieve the same results as newly produced bitumen.

The question is whether the similarities remain over time and after exposure of heat. Therefore, mixtures need to be subjected to real conditions for a long time before the question of durability can be answered, not only in terms of the durability of natural oils but also the whole concept of recycled asphalt. The question is of such important that the issue must be given all the time needed.

• author: El-Tahan, Maher
• supervisor: Pajtim Sulejmani
• organization: Transport and Roads
• alternative title: - Mätningar med rotationsviskosimeter på returbitumen med föryngringsolja
• course: VTVL01 20202
• year: 2022
• type: M3 - Professional qualifications ( - 4 Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Asfalt, bitumen, återvinning, föryngring, växtolja, mineralolja
• language: Swedish
• id: 9089962
• date added to LUP: 2022-06-17 10:41:16
• date last changed: 2022-06-17 10:41:16