Bituminösa bindemedel : kvalitetsuppföljning vid VTI med laboratorieanalys enligt VÄG 94 - 1998 års prov

VTI notat. 9-1999

_

Bituminösa bindemedel

Kvalitetsuppföljning vid VTI med Iaboratorieanalys

enligt VÄG 94 - 1998 års prov

Kvalitetsuppföljning

1998

|

Bitumen I

7 I I I Mjukbitumen | I I

r Fluxmedel I

I Bitumenlösning I

I EmUIsion J

Författare

Karin Ölmén

FoU-enhet

Väg- och banteknik

Projektnummer

60547

Projektnamn

wExternprovning bindemedel

Uppdragsgivare

Vägverket

Distribution

Fri

(db

transport-BITUMINÖSA BINDEMEDEL

Kvalitetsuppföljning vid VTI med Iaboratorieanalys enligt VÄG 94

-1998 års prov

av

Förord

Kvalitetsuppföljning har utförts på anmodan från VTI. Projektet har utförts på

uppdrag av Vägverket/VÄG.

Provtagning liksom analyskostnaden har betalats av respektive vägverksregion. Laboratorieprovningen har genomförts vid VTI's laboratorier inom forsknings-enheten Väg- och banteknik (VB). Analyserna har utförts av Robert Karlsson,

Karin Ölmén och Helene Wallgren.

Projektledare har varit Ylva Edwards respektive Karin Ölmén. Linköping, mars 1999

Innehållsförteckning

Sammanfattning

Sid

1

Orientering

2

Prov och provtagning

3 Analysmetoder

3.1

Bitumen

3.1.1

Traditionell analysmetodik

3.1.2 Kemisk karaktärisering med latroscan

3.2 Mjukbitumen

3.3

Bitumenemulsion

4 Provning och provningsresultat

4.1 Bitumen 4.1.1 Traditionell analys 4.1.2 Iatroscan-analys 4.2 Mjukbitumen 4.3 Bitumenemulsion 5 Referenser

Büagor

"

Bilaga 1: Specifikationer enligt VAG 94

Bilaga 2: Anmodan angående 1998 års kvalitetsuppföljning av

bindemedel och emulsioner

Bilaga 3: Kemisk karaktärisering med latroscan. Resultat för bitumen

Sammanfattning

Kvalitetsuppföljning - bituminösa bindemedel

Samtliga bitumenprov i 1998 års kvalitetsuppföljning uppfyller

kravspecifika-tionerna enligt VÄG 94.

Kemisk karaktärisering (före och efter TFOT) med Iatroscan redovisas i diagram med samtliga erhållna analysvärden bilagda i tabeller.

Tretton bitumenprov ingår i kvalitetsuppföljningen för 1998, 6 av typ B85 och 7 av typ B180. Utöver dessa har en mjukbitumen MB 10000 inkommit och en polymermodifierad SBS-bitumen. Endast en bitumenemulsion har inkommit till VTI för analys och uppföljning.

Kvalitetskontroll av bituminösa bindemedel har sedan 1976 årligen utförts vid VTI. Endast för 1992 års utläggningssäsong saknas motsvarande kvalitetsupp-följning.

Syftet med kvalitetskontroll av detta slag är att dokumentera bindemedlets kvalitet samt att följa upp föreskrivna normer och kravspecifikationer.

Kvalitetskontrollen har utförts i enlighet med VÄG 94. Kompletterande kemisk karaktärisering med hjälp av Iatroscan har dessutom ingått.

I notatet sammanfattas också statistik från tidigare års uppföljningar. Antalet prov av vägolj a, bitumenlösning och fluxmedel har minskat, vilket kan tyda på att man av miljöhänsyn använder dessa produkter i mindre omfattning idag.

Resultat från mer än 20 års kvalitetsuppföljning visar att de prov som inkommit till VTI håller en jämn kvalitet och uppfyller med få undantag ställda krav enligt gällande kravspecifikationer. Uppsatta kretsloppsmål och ett ökat Europa-samarbete kan dock innebära att marknaden förändras. En fortsatt uppföljning ger

en bra bild av kvaliteten på vägnätet och resultaten kan även användastill

uppföljning av befintliga provningsmetoder. Material inom kvalitetsuppföljningen kan även utgöra viktig grunddata för forskning inom området både vad gäller material och provningsmetoder.

1 Orientering

Kvalitetskontroll och uppföljning av bituminösa bindemedels kvalitet utförs sedan 1976 årligen vid VTI. Avsikten är att dokumentera bindemedlets kvalitet samt att följa upp och få erfarenhet av föreskrivna specifikationer och analysmetoder.

Resultat av undersökningar utförda t.0.m. 1983 har avrapporterats i VTI med-delande 408 (1984) (1). Därefter har kvalitetsuppföljningen årligen avrapporterats i form av lägesrapport eller VTI notat. I VTI notat 32-1994 (2) över 1993 års kvalitetsuppföljning sammanfattas resultat och erfarenheter också från tidigare kvalitetsuppföljningar.

I detta notat redovisas 1998 års kvalitetsuppföljning med kompletterande kemisk karaktärisering av ingående bitumenprov med hjälp av Iatroscan-analys.

Aktuella svenska specifikationer och krav för bituminösa bindemedel beskrivs i VÄG 94. För polymermodifierade bindemedel finns angivet vilka analysdata som i första hand skall krävas från utföraren, men inga kravspecifikationer.

Specifikationerna enligt VÄG 94 finns i bilaga 1.

Av miljöhänsyn används idag vägolja, bitumenlösning och fluxmedel i be-gränsad omfattning (3) (4). Sedan 1990 har endast ett fåtal prov av vägolja skickats in för kvalitetsuppföljning. Motsvarande gäller även för bitumenlösning och fluxmedel.

Antalet inskickade bitumenemulsioner har minskat sedan 1996. Fram till 1995 var antalet inskickade prov ca 20. 1998 erhölls 1 prov.

Fördelningen av analyserade bindemedelsprov under åren 1976 till 1998 framgår av tabell 1. Antal godkända prov anges inom parentes.

I Sverige finns idag en bitumenleverantör som är klart marknadsledande. Produktionen är inriktad på tillverkning av bitumen. Man använder därför tung råolja med naturligt hög halt av bitumen, 65-75%, till destillationsprocessen (5). Detta har bidragit till att ingående bitumen håller en jämn kvalitet som med få undantag uppfyller ställda krav enligt gällande kravspecifikationer.

Huvudsakligen har bitumen av kvalitet B85 och B18O skickats in för kvalitetskontroll. Av totalt 542 inskickade bitumenprov sedan 1976 har endast 7 prov ej helt uppfyllt gällande kravspecifikationer.

Uppsatta kretsloppsmål, såsom t.ex. att spara resurser och minimera depo-neringsbehov, samt även miljöhänsyn innebär att idag återvinns och återanvänds alltmer av den gamla asfalten på våra vägar (6). En teknik som mycket väl lämpar sig för återvinning av asfalt är halvvarm blandning av massa. Vanligt är att mjukbitumen då används som bindemedel (7).

Ett ökat Europasamarbete ökar sannolikheten för att fler bitumenleverantörer slår sig in på svenska marknaden. För materialkvaliteter pågår ett ständigt utveck-lingsarbete.

En kontinuerlig uppföljning ger en bra bild av kvaliteten på vägnätet och resultaten kan också användas till uppföljning av befintliga provningsmetoder. Material inom kvalitetsuppföljningen kan även utgöra viktiga grunddata för forskning inom området både vad gäller material och provningsmetoder.

Idag kan man se ett behov av kontinuerlig uppföljning av framför allt mjukbitumen och bitumen, inklusive polymermodifierad bitumen.

Tabell 1 Kvalitetsappföljning av bitaminösa bindemedel under 1976-1998. Antal prov. Godkända prov inom parentes.

Bitumen Vägolja Bitumen- Bitumen- Mjuk-

Flux-lösning emulsion bitumen medel

BYA 76 1976 39 9 1977 21 21 15 1978 24 16 15 1979 20 24 17 1980 26 21 8 1981 27 19 12

1982

27

19 (6)

12

13

1983 23 21 (14) 11 21

BYA 84

1984

24 (24)

14 (13)

11 (11)

20 (10)

1985

26 (25)

12 (12)

11 (10)

19 (12)

1986

35 (32)

4 (4)

8 (8)

21 (17)

1987

24 (24)

9 (8)

6 (6)

18 (17)

1988

21 (20)

6 (6)

9 (8)

19 (19)

1989

24 (24)

4 (4)

4 (4)

17 (17)

1990

24 (23)

-

-

12 (7)

1991

32 (31)

6(6)

5 (5)

17 (11)

1992 - - -

-BYA 92

1993

28 (28)

4 (4)

2 (2)

-

3 (3)

2 (2)

VÄG 94 1994 38 (38) - - 27 (19) -

-1995

16(16)

1(1)

-

23 (16)

2(2)

1 (1)

1996

13(13)

-

-

8(8)

1(1)

-1997 17 (17) - - 5(3) -

-1998

13(13)

-

-

1(1)

1(1)

-Summa 1976-1998 542 210 156 241 7 3 VTI notat 9-1999

2 Prov och provtagning

Prov har på anmodan från VTI och Vägverket/VÄG tagits ut för 1998 års kvalitetskontroll. Anmodan har Via VTI distribuerats ut i landet. (Bilaga 2).

För kvalitetskontroll har 13 bitumenprov av traditionell kvalitet och ett polymermodifierat prov inkommit till VTI. En mjukbitumen men ingen bitumen-lösning, vägolja eller fluxmedel har erhållits. Utöver dessa har 1 emulsion in-kommit.

Av bitumenproven är 6 av typ B85, 7 av typ B180 och ett SBS-modifierat. Mjukbitumenprovet är av typ MBlOOOO och bitumenemulsionsprovet är av typ BE 65R.

Provtagning har utförts enligt Vägverkets anvisningar och under respektive regions ansvar.

3 Analysmetoder

Bindemedelsproven har i huvudsak analyserats enligt aktuella specifikationer i VÄG 94.

För bitumenproven gäller dessutom att kemisk karaktärisering med kromato-grafisk analys (Iatroscan) har utförts. Iatroscan har ej utförts på polymermodifierat prov.

3.1 Bitumen

3.1.1 Traditionell analysmetodik

Bitumenproven (B85 och B180) har analyserats i enlighet med specifikationerna i VÄG 94. Därutöver har följ ande parametrar bestämts:

-- Penetrationsindex, Pl

Pl bestäms grafiskt, med hjälp av "Bitumen Test Data Chart" enligt

W. Heukelom, ur penetrationen vid 25°C, mjukpunkten samt

viskositetsvärdena vid 60°C och l35°C. Penetrationsindex är ett mått på bitumenets temperaturkänslighet inom det undersökta temperaturområdet och ligger för vägbitumen som regel mellan -2 och +2. Lägre värden erhålls för mer viskösa bituminösa material. Högre värden erhålls för bituminösa material med utpräglat elastiska och tixotropa egenskaper.

- Grafisk mjukpunktsavvikelse

Skillnaden beräknas mellan experimentellt och grafiskt bestämd mjukpunkt (baserad på viskositetsvärden vid 60°C och l35°C), med avläsning i Heukeloms diagram. Lägre grafiskt bestämd mjukpunkt kan vara en indikation på kristallisation av paraffiner (vaxer) i bitumenet.

- Syratal

Syratal bestäms vid titrering med KOH och utgör ett mått på sura beståndsdelar i bitumenet. Erhållna värden ger indikationer om relativa förändringar hos bitumenet och kan variera med bitumenets ursprung, men är inget absolut mått vad gäller produktens "sura egenskaper". Syratalet har följts från och med 1978 års prover. Erhållna värden ligger som regel högt, mellan 2 och 4 mg KOH/ g, med något lägre värden för bitumen av typ B85 än för B180. Högt syratal anses

kännetecknande för bitumen som producerats ur råolja från Venezuela (Nynäs) eller Mexiko.

3.1.2 Kemisk karaktärisering med Iatroscan

Vid kemisk karaktärisering med kromatografisk metodik sker uppdelning av bitumen i olika generiska komponenter eller familjer.

Iatroscan-metoden är en selektiv kvantitativ metod för uppdelning av bitumen i asfaltener, hartser, aromatiska oljor och mättade oljor. Sist nämnda tre kompo-nenter kallas med ett gemensamt namn för maltener. Tunnskiktskromatografi utnyttjas enligt metoden i kombination med flamjonisering. Metoden anses till-förlitlig vid produktionskontroll av bitumen. Den används också i forsknings- och utvecklingssammanhang.

Karaktäriseringen utförs på ursprungligt bitumen samt efter uppvärmning 5 timmar vid 163°C, enligt TFOT. Vid oxidation gäller regeln : oljor - hartser - asfaltener. Vid åldring av ett material innebär detta vid Iatroscan-analys som regel att halten aromatiska oljor minskar medan andelen hartser respektive asfaltener Ökar; hartserna vanligen mer än asfaltenerna.

I figur 1 visas ett typiskt spektra för bitumen (före TFOT) som jämförs med motsvarande referensbitumen.

-o-Referensbitumen

' \

- Bitumen före TFOT

' 5.

(t5. '' ''l l(4 ll l ll li | 1I t.

C U( ll l ( I l l1 (I lI( Il l l i| it ' ' ll II Il l|1 I(O

Mättade oljor Aromatiska oljor Hartser Asfaltener

Figur 1. Iatroscan-spektraför bitumenföre TFOT samtför referensbitumen.

3.2 Mjukbitumen

Mjukbitumenprovet (MB 10000) har analyserats i enlighet med specifikationer i

vÄG94

Utöver detta har syratal bestämts för provet.

3.3 Bitumenemulsion

Provet av bitumenemulsion (BE 65R) har analyserats i enlighet med

specifika-tioner i VÄG 94.

Beträffande fillerbryttest har i årets kvalitetsuppföljning endast standardfillret filler FE använts. FE står för filler Europe.

Jämförande provning mellan Glanshammarfiller 1984 och filler FE har utförts i kvalitetsuppföljning för 1995-1997 års prov. De skillnader i resultat som då erhållits har i inget fall påverkat ett godkännande eller underkännande av produkten beträffande fillerbrytindex.

4 Provning och provningsresultat

4.1 Bitumen

Tretton bitumenprov har ingått i 1998 års kvalitetsuppföljning; 8 av typ B85 och 9 av typ B180. Dessutom har ett polymermodifierat prov av typ SBS inkommit.

Samtliga erhållna analysresultat enligt traditionell metodik framgår av tabellerna 2a t.o.m. 2b. Resultat för polymermodifierad bitumen redovisas i tabell 2C.

Aktuella Iatroscan-analyser redovisas i figurerna 2 och 3 samt i bilaga 3. 4.1.1 Traditionell analys

B85

Samtliga prov uppfyller krav enligt VÄG 94.

Erhållna mjukpunktsresultat ligger på 46°C eller 47°C. Penetrationsindex varierar från -O.9 till -O.7 och grafisk mjukpunktsavvikelse ligger mellan OOC och

1°C. Syratalet varierar mellan 29 och 3.6 mg KOH/g.

Beträffande grafiskt bestämd brytpunkt ligger denna mellan -14°C och -18°C. Förhårdningsfaktorn (kvoten mellan dynamisk viskositet vid 60°C efter TFOT och dynamisk viskositet vid 60°C före TFOT) varierar mellan 2.0 och 2.2.

B180

Samtliga prov uppfyller krav enligt VÄG 94.

Erhållna mjukpunktsresultat ligger mellan 39°C och 40°C. Penetrationsindex är för samtliga prov -1.0 och grafisk mjukpunktsavvikelse ligger mellan 0 och 1°C. Syratalet varierar mellan 3.3 och 3.9 mg KOH/g.

Grafiskt bestämd brytpunkt är -20°C eller -21°C. Förhårdningsfaktorn varierar mellan 1.9 och 2.2.

4.1.2 Iatroscan-analys B85

Den mättade fraktionen ligger i genomsnitt på 13 %, med variationer mellan 12 och 13 %. Efter TFOT har endast små förändringar uppstått (på högst 1 enhet).

Aromatfraktionen ligger i genomsnitt på 49 %, med variationer mellan 47 och 51 %. Efter TFOT sjunker halten med 1 till 4 enheter.

Hartsfraktionen ligger i genomsnitt på 22 %, med variationer mellan 20 och 23 %. Den ändras efter TFOT, med -1 till 3 enheter.

Asfaltenhalten ligger mellan 16 och 17 % och ökar efter TFOT med 1 till 2 enheter.

B180

Den mättade fraktionen ligger i genomsnitt på 14 %, med variationer mellan 13 och 15 %. Efter TFOT har som mest en förändring på 1 enhet skett.

Aromatfraktionen ligger på i snitt 50 %, med variationer mellan 49 och 51 %. Efter TFOT sjunker halten med 0 till 4 enheter.

Hartsfraktionen ligger i genomsnitt på 21 %, med variationer mellan 20 och 22 enheter. Efter TFOT ökar hartshalten med 0 till 3 enheter.

Asfaltenhalten ligger mellan 14 och 16 % och ökar efter TFOT med 1 till 2 enheter.

4.2 Mjukbitumen

Ett prov av mjukbitumen har analyserats i 1998 års kvalitetsuppföljning (MB 10000).

Erhållna resultat redovisas i tabell 3.

4.3 Bitumenemulsion

Ett emulsionsprov har analyserats i 1998 års kvalitetsuppföljning (BE 65R). Erhållna resultat redovisas i tabell 4.

12 VTI notat 9-1999 Tabe ll 2 a An al ys er för bi tum enB 85 19 98 år s pr ov P r o v VT I nr Re gi on (R )/Pr od uk ti on (P ) Pl at s D a t um 98 -6 38 -2 R. Väs t Rya , O-län 98 06 09 98 -6 56 -2 R. Väs t (B al la st Väs t) Ud de va ll a 98 08 11 98 -6 57 -2 R. Väs t An ge re d 98 08 13 98 -690 -4 R. Syd ös t K a l m a r 98 08 26 98 -6 90 -5 R. Syd ös t Göt eb or g 98 08 24 98 -6 90 -6 ' R. Syd ös t No rr köp in g 98 08 26 K R A V epli gt VAG 94 Pr ovn in g 1 Pe ne tr at io n 25 °C , 10 0 g m m / 1 0 90 88 97 94 83 85 70 -1 00 Vi sk os it et60 °C Ns /m 2 16 9 17 5 16 2 16 1 18 9 19 0 Läg st 12 0 Vi sk os it et 13 5°C mm 2/ s 33 8 34 3 34 7 33 2 33 4 36 0 Läg st 26 0 Mj uk pun kt °C 46 47 46 46 47 47 NMVLD Pene tr at io ns in de x G ra fi sk mj uk pk t aw. °C -O .9 -O .8 -O .7 -O .8 -O .8 -O .8 0. 5 0. 5 0. 5 Lös li gh et ixyl en vi kt -°/ o 99 .9 8 99 .9 8 10 0. 0 99 .9 9 10 0. 0 10 0. 0 Läg st 99 .5 Fl am pun kt P-M °C 26 8 26 3 258 25 6 26 3 26 2 (CNG) De ns it et 25 °C g/ ml 1. 02 0 1. 02 4 1. 01 9 1. 02 0 1. 01 9 1. 02 0 9 Syr at al mg KO H/ g 3. 2 3. 0 2. 9 3. 4 3. 6 3. 3 Ef te r TFOT 10 Vikt för lus t Vi kt -( yo 0. 07 0. 02 0. 06 0. 13 0. 07 0. 11 Hög st0. 4 11 a Br yt pun kt * °C Hög st -1 0 11 b Br yt pun kt " °C -1 6 -1 6 -1 8 -1 6 -1 4 -1 6 Hög st -1 2 12 Vi skos it et 60 °C Ns /m 2 33 0 38 9 32 8 34 6 38 9 40 7 13 Kvo te n av (1 2) oc h (2 ) 2. 0 2. 2 2. 0 2. 1 2. 1 2. 1 Hög st 4 14 Duk ti li te t 25 °C c m >1 OO >1 OO >1 OO >1OO >1 OO >1 OO Läg st 50 >|< ** Exp er im en te ll t best äm d. Gr af is kt be stäm d ur pe ne tr at io ne n oc hvi sk os it et en vi d 60 °C hos pr ove t för e TF OT , me dhj äl p av He uk el om s di agra m.

Ta be ll 2 b An al ys er för bitum en B 18 0 19 98 år s pr ov Pr ov VT I nr Re gi on (R )I Pr od uk tion (P ) Pl at s D a t um 98 -6 38 -1 R. Väs t Rya O-Iän 98 06 09 98 -6 56 -1 R. Väs t (B al la st Väs t) Ud de va ll a 98 07 02 98 -6 57 -1 R. Väs t An ge re d 98 08 13 98 -6 65 -1 W Ko nsul t H är n ös a n d 98 0817 98 -6 90-1 R. Syd ös t Göt ebor g 98 06 25 K R A V e_ _n li gt V AG 94 Pr ovn ing 1 Pe ne tr at io n 25 °C , 10 0 g mm /1 0 17 6 17 8 17 6 19 0 18 3 14 5-21 0 Vi sk os it et 60 °C Ns /m 2 65 .8 61 .8 64.5 59 .0 60 .9 Läg st 45 Vi sk os it et 13 5°C mm Z/ s 21 4 20 7 21 4 20 9 20 7 Läg st 18 0 Mj uk pun kt °C 40 39.5 39 39 39 (Vva Pene tr at io ns in de x "G ra fi sk mj uk pk t aw. " °C -1 .0 -1 .0 -1 .0 -1 .0 -1 .0 1 0. 5 0 1 0. 5 Lös li gh et ixyl en vi kt -% 99 .9 9 10 0. 0 10 0. 0 99 .9 8 99 .9 8 Läg st 99 .5 Fl am pun kt P-M °C 25 5 25 0 25 0 25 5 25 4 (Ohm De ns itet 25 °C g/ ml 1. 01 6 1. 01 9 1. 01 8 1. 01 7 1. 01 5 9 Syr at al mg KO H/ g 3. 5 3. 3 3. 3 3. 5 3. 3 Ef te r TF OT 10 Vi kt för lus t vikt -% 0. 17 0. 14 0. 16 0. 19 0. 17 Hög st 0. 6 11 a Br yt pun kt * °C Hög st -1 5 11b Br ytpun kt ü °C -2 0 -2 0 -21 -2 1 Hög st -1 9 12 Vi sk os it et 60 °C Ns /m 2 12 5 135 13 0 11 3 12 1 13 Kvo te n av (1 2) oc h (2 ) 1.9 2. 2 2. 0 1. 9 2. 0 Hög st 4 14 Duk ti li te t 25 °C c m >1 OO >1 OO >1 OO >1 00 >1 00 Läg st 10 0 * * Exp er im en te ll t be st äm d. Gr af is kt be st ämd ur pe ne tr at io ne n oc h vi sk os it et en vid 60 °C ho s pr ove t för e TF OT , me d hjäl p av He uk el om s di ag ra m.

14 VTI notat 9-1999 Ta be ll 2b An al ys er för bi tum en B 18 0 19 98 år s pr ov P r o v VT I nr Re gi on (R )/ Pr od uk ti on (P) Pl at s D a t um 98 -6 90 -2 R. Syd ös t K a l m a r 98 06 30 98 -6 90 -3 R. Syd ös t No rr köp in g 98 06 30 K R A V e_ _r |Ii gt V AG 94 Pr ovn in g 1 Pe ne tr at io n 25 °C , 10 0 g m m /1 0 18 4 18 2 14 5-210 Vi sk osit et 60 °C Ns /m 2 62 .0 62 .4 Läg st 45 Vi sk os it et 13 5°C mm z/ s 21 1 21 0 Läg st 180 Mj uk pun kt °C 39 39 NCOVLO Pe ne tr at io ns in de x "G ra fi sk mj uk pk t aw. " °C -1.0 -1 .0 0 0. 5 Lös li gh et ixyl en Vi kt -o /o 10 0. 0 99 .9 8 Läg st 99 .5 Fl am pun kt P-M °C 25 0 25 4 (DNCD De ns it et 25 °C g/ ml 1. 01 6 1. 01 8 9 Syr at al mg KO H/ g 3. 9 3. 9 Efte r T F O T 10 Vi kt för lus t Vi kt -o /o 0. 23 0. 20 Hög st 0. 6 11 a Br yt pun kt * °C Hög st -1 5 11 b Br yt pun kt " °C -2 1 Hög st -1 9 12 Vi sk osit et 60 °C Ns /m 2 12 0 11 7 13 Kvo te n av (1 2) oc h (2 ) 1. 9 1. 9 Hög st 4 14 Duk ti li te t 25 °C c m >1 00 >1 00

Läg st 10 0 * * Exp eñm en te ll t be st äm d. Gr af is kt be st ämd ur pe ne tr at io ne n oc h vi sk os it et en vi d60 °C ho s pr ove t för e TF OT , me d hj älp av He uk el om s di ag ra m.

Ta be ll 2 c An al ys er för po lym er bitum en S B S

19

98

år

s

pr

ov

Pr ov VT I nr Re gi on (R )l Pr od ukti on (P ) Pl at s D a t um 98 -6 57 -3 R. Väs t An ge re d 98 08 13 K R A V ep li gt V A G 94 Pr ovn in g 1 Pe ne tr atio n 25 °C , 10 0 g m m / 1 O 156 2 Ki ne ma ti sk vi sk os it et vi d 18 0°C mmz/ s 12 2 3 Mj uk pun kt °C 51 4 Syr at al mg KO H/ g 0. 8 Ef te r TF OT 5 Vi kt för lus t vi kt -% 0. 03 Mj uk pun kt °C 49 Br yt pun kt °C -19 6 7 8 El as ti sk åt er gån g vi d 5°C % 73

16 VTI notat 9- 1999 Ta be ll 3 An al ys er för mj uk bi tum en MB 10 00 0 19 98 år s pr ov P r o v VT I nr Re gi on (R )I Pr od uk ti 0n (P ) Pl at s D a t um 98 -6 38 -3 R. Väs t Sk en e, P4 än 98 06 08 K R A V e_ _n li gt V A G94 M B30 00 -1 50 00 Pr ovn in g 1 Vi sk os it et 60 °C m m z/ s 10 30 0 M a x a w. fr án no mi ne ll ki n. vi sk . :2 0% Lös li gh et ixyl en Vikt -( yo 10 0. 0 > 99 .5 Fl am pun kt P-M °C 23 2 > 1 8 O 4 De ns it et 25 °C g/ ml 1. 00 3 5 Syr at al mg KO H/ g 2. 8 Ef te r TF OT 6 Vi kt för lus t Vi kt -o /o 0. 04 7 Vi sk os it et 60 °C mm 2/ s 12 40 0 För hår dn in gsfa kt or Kvo te nav (7 ) oc h (1 ) 1. 2

Ta be ll 4 An alys er för bi tum en em ul si on B E 65 R 19 98 år s prov Pr ov VT I nr Regi on (R )I Pr od uk ti on (P ) Plat s D a t um 98 -6 66 -1 W K o n s ul t

Väg

Y7

14

₉₈08 17 Kr av en ligt V A G 94 BE 65 R De st il la ti on til l2 60 °C Åt er st od Ol je de st il ia t vi kt -% vo I-°/o 67 .3 1.5 Läg st 65 Hög st 3 Br yt eg en sk ap er F il le r FE 68 Hög st 90 Ut ri nn in gs ti d ST V4 m m 25 °C 50 °C 41 20-4 5 Si lr es t 0. 5m m 25 °C 50 °C Vi kt -o /o vi kt -°/o <O .1 Hög st 0. 1 La gr in gs be st än di gh et * (e ft er 28 dyg nvi d 25 °C ) Vi sk os it et 50 °C Si lr es t 0. 5 m m 50 °C S Vikt -O /o La gr in gs be st än di ghet * (e ft er 7 dyg n vi d 50 °C ) Ut ri nn in gsti d 50 °C Si lr es t 0. 5 m m 50 °C S Vikt -o /o 39 <O.1 20 -45 Hög st 0. 1 Eg en sk aper ho s åt er st od en ef te r de st il la ti on til l 26 0°C Vi sk os it et vi d 60 °C Pe netr at io n mm 2/ s m m / 1 O 20 0 Pe ne tr at io n en l. le ve ra nt ör

* *

* In te ob li ga to ri skt kr av. Ut för es på an mo da n.

Tabell 4 Analyserför bitumenemulsioner BE 65 R 1998 års prov

** Åt er st od en s pe ne trat io n sk al l vi d up ph an dl in gsk ri ft li gt an ge s. Avvi ke ls e fr ån an give t vär de får up pg å til lh ög st25 %.

18 _{VTI notat 9- 1999} 1998 års kvalitetsuppföljning.

Kemisk karaktärisering - Generisk analys med Iatroscan för B 85 1' Figur 2 X < m= $ $ x0 = = 0 = ._ mm m -m m m 9009 : mc

mo

_

Ao wo _ O _ _ _ p _ _ _ _ _ _ _ _ J mm -mwm -m om -m mm -m mmám wü mm öm ok .. o m öo o ü m m öwc ö mm -m wm + . 5 9 6 0 00 : 9 1 ' ? 03 9 5 5 0 : 9 l l : 0 3 0 9 I T ? 6 :0 3 9 --ü --:m am am 0: .9 0 : 9 1 an .-.D .->903 m: mxm 0: 9 0:9 : n g --Ö --:0 30 9 0 2 9juo .: --O --0 9: 90 :0 9.9 0 2 9 41 0: .

Figur 3

1998 års kvalitetsuppföljning

Kemisk karaktärisering - Generisk analys med Iatroscan för B 180 i

_ A < m _ = 2 m xo :=ö= äm m -E m o 9 0 8 2 mo

mo

.,

_

T

/

Ao wo c u u " J_ 5 . : : mm öwm ; om öm m; mm öm w; mm öm m; mmöm o; om ám oü om öo oö om -m ww + : E H Q O 0: 9 .. D -._ 5 % Q O o__ .oq 94 24 104. + > 1 0 3 m zm xm 0: 9 ...D .. >* 03 m= mxm 0: 2m 2 ? 4. 19 . 1 ' :m am ma --Av -. Im nmmq 94 m* juo .. . I I T > m E = øs Q .-O -->m $: m: mq mmm* än g. m a m 4

5 Referenser

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

20

Isacsson Ulf: Kvalitetsuppföljning av bituminösa bindemedel vid Statens väg- och trafikinstitut 1976-1983. VTI meddelande 408. Linköping. 1984.

Colldin, Ylva: Bituminösa bindemedel. Kvalitetsuppföljning vid VTI med laboratorieanalys enligt BYA - 1993 års prov. VTI notat 32-1994. Statens väg- och transportforskningsinstitut. Linköping. 1994.

Föreningen för asfaltbeläggningar i Sverige (FAS). FAS Asfaltbok. 1995. Nynäs AB. Säker bitumenhantering - en praktisk handledning. 1996. Jan Zander. Tester, prov och kontroller - om och om igen (artikel). Stopp & Belägg. 1/1996.

Vägverket. Vägverkets miljöprogram. 1996.

Torbjörn Jacobson, Lars-Göran Wågberg. Asfalt och miljö. 1998.

Bilaga 1

112 VV Publ 1994:26 VÄG 94 Kap 6 Bitumenbundna lager Tabell 6.8-2 Specifikationer för bitumen'

Typ B 60 B 85 B 120 B 180 B 370

Egenskaper Lägst Högst Lägst Högst Lägst Högst Lägst Högst Lägst Högst

Penetration

vid 25 °C enl FAS Metod

337 0,1 mm 50 70 70 100 100 145 145 210 300 430

Kinematisk viskositet 1)

vid 135 °C enl FAS

Metod 339 mm2/S 310 260 215 180 110

Dynamisk viskositet 2)

vid 60 °C enl FAS Metod

340 Ns/m2 200 120 80 45 15

Mjukpunkt

enl FAS Metod 338 °c 3) 3) 3) 3) 3)

Löslighet i toluen eller xylen enl ASTM D 2042

vikt % 99,5 99,5 99,5 99,5 99,5

Flampunkt(PM)

enl SS-ISO 2719 °C 4) 4) 4) 4) 4)

Densitet vid 25 °C enl

ASTM D 70 eller

IP 59 B

kg/m3

3)

3)

3)

3)

3)

Efter upphettnin (TFOT) vid 163 °C i 5 tim enl ASTM D 1754

Viktförlust % 0,3 0,4 0,5 0,6 0,9 Brytpunkt (Fraass)

enlIP80

°c

-8

- 10

'

-12

-15

-20

Förhärdningsfaktor 5) 4 4 4 4 4 Duktilitet vid 25 °C enl ASTM D 113 cm 25 50 75 100 Duktilitet vid 10 °C enl ASTM D 113 cm 75

1)

1 mmZ/s = 1 centistok (cSt ).

2)

1 Pas = 1 NS/m2 = 10 pois.

'3) Ingen fordran men bör bestämmas vid fullständig analys.

4)

Skall bestämmas vid fullständig analys. Av andra myndigheter utfärdade

bestämmelser skall uppfyllas.

5) Förhårdningsfaktom bestämmes genom att dividera dynamisk viskositet

VÄG 94 VV Publ 1994:26 113 Kap 6 Bitumenbundna lager

Mjukbitumen

Mjukgjord bitumen eller mjukbitumen består av bitumen, vanligen B 180, blandad med en mjukgörare. Mjukgöraren skall vara ett oljedestillat utvunnet under destillationsprocessen vid framställning av bitumen ur råolja. Genom att variera andelen mjukgörare (fluxmedel) kan viskositeten hos slutprodukten anpassas efter behov. Mjukbitumen betecknas med MB. De därpå följande siffrorna anger medelvärdet för kinematisk viskositet vid 60 °C. Mjukbitumen skall vid användningstillfallet uppfylla specifikationerna i tabell 6.8-3.

Tabell 6.8-3 Specifikationer för mjukbitumen.

Typ MB>15000 MB3000-15000 MB<3000

Egenskaper

Maximal avvikelse från nominell kinematisk viskositet vid 60 °C enl

FAS Metod 339

mmZ/s : 20 %

i 20 %

.t 20 %

Löslighet i toluen eller xylen

enl ASTM D 2042 vikt % >99,5 >99,5 >99,5

Flampunkt P M enl

88-130 2719 °C >180 >l80 >180

Densitet enl ASTM D 70

eller IP 59 B kg/m3 1) 1) 1)

Efter upphettning (TFOT) vid120 °C i 5 tim enl ASTM D 1754

Viktförlust % S 1,0 S 1,7 S 2,0

Förhårdningsfaktor 2) S 3,0 5 3,0 S ,0

1) Densitet skall bestämmas vid fullständig analys.Vid upphandling skall

densiteten vid 25 °C och 60 °C anges.

2) Förhårdningsfaktom bestämmes genom att dividera kinematisk viskositet

vid 60 °C efter TFOT med kinematisk viskositet vid 60 °C före TFOT.

Mjukbitumen kan köpas färdigblandat på marknaden eller blandas i egen anläggning. Nedanstående bitumentyper kan erhållas som standard på marknaden:

MB 1 000 MB 2 000 MB 5 000 MB 10 000 MB 20 000.

,Bitumenlösning och vägolja

Bitumenlösningar består av bitumen och oljedestillat och betecknas BL. De därpå följande siffrorna anger medelvärdet av den kinematiska viskositeten vid 60 °C. Bokstaven R anger att bitumenlösningen torkar raskt.

Vägolja skall vara framställd ur petroleum och bestå av destillationsåterstod eller blandning av destillationsåterstoder och destillat från råolja och betecknas V0. De därpå följande siffrorna anger medelvärdet av den kinematiska

116 VV Publ 1994:26

VÄG94

Kap 6 Bitumenbundna lager Tabell 6.8-5 Specifikationer för katjonaktiva emulsioner

Typ Ingående bitumentyp Egenskaper BE SOR B 1801) LägstHögst BE 65R Bl80 LägstHögst BE60M B 180 LägstHögst BE 65 M B 180 LägstHögst

BE60M/

5000 2)

MBSOOO

LägstHögst BE6OM/ 2000 2) MBZOOO LägstHögst BE60M/ 65 MB 65 LägstHögst Återstod efter dest till 260 °C enl ASTM D 244 vikt-% Oljedest vol-% 50 65 60 65 60 60 Fillerbrytindex enl FAS Metod

345 100 140 140 140 90

Utrinningstid

vid 25 °C, 5

vid 50 °C, 5

enl FAS Metod

342 20 45 20 10 25 12 Silrest vid 25 °C vikt % vid 50 °C vikt % enl FAS Metod 341 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Lagrings- 3) beständighet. Efter 28 dygn, vid 25 °C Utrinningstid vid 50 °C s Silrest vid 50 °C vikt-% 20 0,1 0,1 10 25 0,1 8 20 0,1 0,1 Efter 7 dygn vid 50 °C Utrinningstid vid 50 °C s Silrest vid: 25 °C vikt-% 50 °C vikt-% 0,1 20 45 0,1 Återstodens egenskaper efter dest.ti11 260°C Kin viskositet vid 60°C enl FAS Metod 339 mm2/s Penetration vid 25 °C enl FAS Metod 337 0,1 mm

4) 4) 4) 3000 8000 1500 3000 45 85

1)'

2)

3)

4)

Mjukgöring med oljedestillat tillåts.

Framställt av mjukbitumen.

Inte obligatoriskt krav. Utfores på anmodan.

Återstodens penetration skall vid upphandling skriftligt anges. Avvikelse från angivet värde får uppgå till högst 25 %.

VÄG 94 VV Publ 1994:26 ₁₁₇ Kap 6 Bitumenbundna lager

' Naturasfalt

Naturasfalt skall vid användningstillfallet uppfylla speciñkationema i tabell 6.8-6.

Tabell 6.8-6 Specifikationer för naturasfalt

Sammansättning Enhet Värde

Löslig bitumen vikt-% 53 - 55

Mineral vikt-% 36 - 37

Övriga beståndsdelar

vikt-%

9 - 10

Egenskaper

Densitet vid 25 °C

kg/m3

1400-1420

Penetration vid 25 °C 0,1 mm i ca 1,5

Mjukpunkt °C 93 - 98

Egenskaper hos i toluen eller xylen lösligt bitumen

Densitet vid 25 °C kg/m3 ca 1070

Penetration vid 25 °C 0,1 mm 10 - 12

Mjukpunkt °C 63 - 71

Modiñerade bindemedel

Egenskapema skall anpassas till användningen. Som utgångspunkt för kraven används lämpligen ett standardbindemedel.

Vid användning av polymermodiñerat bindemedel skall i första hand följande uppgifter krävas från utföraren:

- Tillsatt mängd och typ av polymer

0 Rekommenderad lagringstemperatur och lagringstid

- _ Densitets- och volymtabeller för olika temperaturer

o Analysdata

- Mjukpunkt °C

- Penetration vid 25 °C (0,1 mm)

- Viskositet vid 135 °och 180 °C (mmZ/s)

- Elastisk tillbakagång vid 5 °C, % (ange metodbeskrivning)

0

Analysdata efter upphettning (TFOT) vid 163 °C i 5 tim

- Viktförlust % - Mjukpunkt °C

- Elastisk tillbakagång vid 5 °C - Brytpunkt enligt Fraass °C.

Alternativa och kompletterande upplysningar kan också användas för att ge ytterligare egenskapsbeskrivning av det modifierade bindemedlet.

Bilaga 2

Anmodan angående 1998 års kvalitetsuppföljning av

Väg- och

transport-'farskningsinstitutet 98-03_05

Ylva Edwards

Kretsloppsanpassade Material

Bindemedel/Broisolering/Vägmarkeri ng

Kontaktpersoner inom Bärighets- Inger Friborg, VÄG

och Beläggningsteknik

Svante Johansson, VÄG

Avdelning VÄG Tomas Blomqvist, c VÄG

Årets säsong och kvalitetsuppföljning

av bituminösa bindemedel är snart här!

Liksom tidigare år utförs kvalitetsuppföljningen vid VTI.

Resultaten sammanställs i ett VTI notat och

Kvalitetsuppföljning

.. sänds efter avslutad provningssäsong ut till

samtliga regioner, 1997 års uppföljning bifogas.

1 998 Vi refererar till tidigare år utsända brev från

Inger Friborg VAG och hoppas att ni också i år vill förse oss med ett antal prov för kontroll.

Insända prov kontrolleras mot gällande

kravspecifikationer enligt VÄG 94.

Bitumenproven används också inom ett av

Biltilmen Vägverket finansierat forsknings- och

utveck-. . lings rojekt, med syftet att finna relevant

MIUKbltumen metoåik för kemisk och reologisk karaktärisering

I I av bituminösa bindemedel. Era prov utgör här en

FIuxm edel mycket viktig input!

I J __ . Provtagning och analyskostnader för

Våga/Ia

kvalitetskontrollen, provning enligt VÄG 94,

_ | I " _ bekostas som tidigare år av respektive region.

Bitumenlosnmg

Provtagning av bitumen, mjukbitumen,

I I . fluxmedel, bitumenlösning och vägolja sker

Em UlSlon

genom regionernas försorg enligt bilaga 1.

Blankett enligt bilaga 2 ifylles och skickas med provet till VTI.

Provtagning av emulsioner görs i samråd med VTI.

Prov tas i allmänhet ut i samband med lossning av tranportfordon till depåtank. Med vänliga hälsningar,

Bilaga 1 98-03-05

Provtagning

o

Bitumen, mjukbitumen, fluxmedel, bitumenlösning och

vägoüa

Provmängd

Cirka 5 liter prov tas ut. Provkärl och provtagning

Rena, nya plåtkärl ska användas vid provtagningen. Kärlen får inte vara lackerade invändigt, ska ha falsad botten och svetsad (ej 1Ödd) fog på mantelytan. För bitumenlösning och vägolja kan även dunkar av plåt med tättslutande lock användas.

Se för Övrigt FAS Metod 351-97: Provtagning. BituminÖsa bindemedel. Leverans

Om bindemedelsleverantÖren leverar bindemedel med järnväg och prov måste tas direkt ur järnvägsvagn, tas provet genom manluckan. Observera att vid prov-tagningen måste spänningen i den elektriska ledningen Över spåret vara frånslagen.

- Bitumenemulsion

Provmängd

Cirka 5 liter prov tas ut. Provkärl och provtagning

Dunkar av plast med tättslutande lock ska användas vid provtagningen.

Provtagning och insändning av emulsionsprov görs i samråd med VTI. Kontakta

Ragnhild Pettersson 013-20 42 61 eller Karin Ölmén tel 013-20 40 71 för

Överenskommelse!

Se fÖr Övrigt FAS Metod 351-97: Provtagning. BituminÖsa bindemedel.

Märkning

Märk proven och sänd dem tillsammans med ifylld blankett till: Statens Väg- och Transportforskningsinstitut (VTI)

Att: Karin Ölmén

Olaus Magnus väg 37 581 95 LINKÖPING

Bilaga 2

98-03-05

PROVTAGNINGSBEVIS

Allmänt Produktnamn: Datum: Klockslag: Ort/län/objekt'_ _á Provets idenu'ñeringsnummen Beställare: Leverantör/en treprenör' Provtagare'

Namn Adress Telefon

"Uppgifter om varupartiet

Senaste påfyllningsdmnm

Volym (ej tankens volym)°

Temperatur.

Homogenisen'ngsmetod; Anses partiet homogent' Innehåll av tillsatsmedeL (typ och halt)

Provtagning Provtagningsställe; Provets volym Övrigt: Förvaring av C-prov Plats:

Tidigaste datum för kassation;

Underskrifter

Provtagare chrcscntmu för Representant för

Bilaga 3

Kemisk karaktärisering med Iatroscan (TLC/FID). Resultat för

bitumen B85 och B1801rån 1998 års kvalitetsuppföljning.

Kvalitetskontroll B85 Halt bitumenkomponenter (°/o)

Mättade oljor Aromatiska oljor Hartser Asfaltener

Prov VTl nr (Saturates) (Aromatics) (Resins) (Asphaltenes)

98-638-2 före TFOT 12 51 20 16 efter TFOT 12 48 21 18 98-656-2 före TFOT 13 50 22 16 efter TFOT 12 47 23 18 98-657-2 före TFOT 12 50 21 16 efter TFOT 12 46 24 18 98-690-4 före TFOT 13 47 22 17 efter TFOT 13 46 23 18 98-690-5 före TFOT 13 48 21 17 efter TFOT 1 3 46 23 1 8 98-690-6 före TFOT 13 47 23 17 efter TFOT 13 46 22 1 9 95-235 före TFOT 12 48 22 18 Ref. B85

Kvalitetskontroll B180 Halt bitumenkomponenter (°/o)

Mättade oljor Aromatiska oljor Hartser Asfaltener

Prov VTI nr (Saturates) (Aromatics) (Resins) (Asphaltenes)

98-638-1 före TFOT 14 51 20 15 efter TFOT 13 48 22 17 98-656-1 före TFOT 14 51 20 14 efter TFOT 13 47 23 16 98-657-1 före TFOT 13 50 22 15 efter TFOT 13 48 23 17 98-665-1 före TFOT 13 50 21 15 efter TFOT 13 49 22 16 98-690-1 före TFOT 14 49 21 15 efter TFOT 14 49 21 17 98-690-2 före TFOT 14 49 21 16 efter TFOT 14 47 22 17 98-690-3 före TFOT 15 50 20 15 efter TFOT 14 46 22 17 95-233 före TFOT 14 49 20 17 Ref. B180 VTI notat 9-1999