Isolering och beläggning på vägbroar : polymermodifierad asfaltmastix

VT 1 notat Nr: 31-1996 Titel: Författare: Programområde: Projektnummer: Projektnamn: Uppdragsgivare: Distribution: Utgivningsår: 1996

ISOLERING OCH BELÄGGNING PÅ

VAÄGBROAR. '

Polymermodifierad asfaltmastix.

Ylva Colldin och Pereric Westergren

Vägteknik (Bindemedel/Broisolering/Vägmarkering) 60049

Funktionskrav med verifikationsmetoder på isolering och beläggning - Asfaltmastix

Vägverket Fri div Väg- och transport-forskningsinstitutet ä

Förord

Projektet har utförts på uppdrag av Vägverket, sektion Broteknik. Projektledare vid Vägverket har varit Pereric Westergren.

Laboratorieundersökningen har genomförts vid VTIs laboratorier inom resurs-gruppen Bindemedel/Broisolering/Vägmarkering. Provningarna har utförts av Jane Salomonsson, Ragnhild Pettersson, Sofi Aström, Asa Nilsson, Karin Ölmén och Helene Wallgren.

Linköping, januari 1996

Ylva Colldin

Innehållsförteckning

1

1.1

1.2

2

2.1

2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3

2.5

3.1

3.1.1

3.1.2

3.1.3

3.2

3.3

Inledning

Konventionell asfaltmastix

Polymermodifierad asfaltmastix

En jämförande Iaboratoriestudie

Produkter Provning Bindemedel Asfaltmastix Provningsresultat - Bindemedel Traditionell bindemedelsanalys

BBR-lågtemperaturprovning

Fluorescensmikroskopi

GPC-analys

Provningsresultat - Asfaltmastix

Stabilitet, förmåga att motstå plastisk deformation vid

högre temperatur

Styvhet och sprickbenägenhet vid lägre temperatur

Vidhäftning

Kommentar och fortsatt arbete

Långtidsuppvärmningsförsök enligt BRO 94

Långtidsuppvärmningsförsökets genomförande

Provtagning Provning Krav

Annan asfaltmastixprodukt än enligt BRO 94

Utförda långtidsuppvärmningsförsök

CEN TC 314 - Europeiskt harmoniseringsarbete

Referenser VTI notat 3 1- 1996

Sid

10 10 11 12 12 15 17 17 17 17 18 20 22

24

24 24 25 25 26 27

28

29

Bilagor

Bilaga 1 Produktinformation - Pmb 32 Bilaga 2 Produktinformation - Styrelf 13/60

Bilaga 3 Laboratoriestudie - Provningsresultat för bindemedel Bilaga 4 Laboratoriestudie - Fluorescensmikroskopi

Bilaga 5 Laboratoriestudie - GPC / Iatroscan

Bilaga 6 Laboratoriestudie - Provningsresultat för asfaltmastix

Bilaga 7 Provningsmetod -- Bestämning av formstabilitet för polymermodi-' fierad asfaltmastix

Bilaga 8 Provningsmetod - Bestämning av lågtemperaturegenskaper genom Tre-punkts belastning

Bilaga 9 CEN TC 314 Mastic asphalt for waterproofing - DefinitiOns, requirements and test methods. Draft 12

Bilaga 10 Determination of dimentional stabilin of polymer modified mastic asphalt

Bilaga 11 Determination of low temperature strength using a simple beam with three-point loading

1

Inledning '

Isoleringssystem med polymerasfaltmastix respektive polymermodifierad svets-bitumenmatta är de två typer av system som i huvudsak används på svenska be-tongbroar idag.

Polymermodifierad asfaltmastix infördes som ett möjligt isoleringsalternativ för svenska vägverksbroar redan med Bronorm 88. Kravspecifikationerna (för SBS-modifierad asfaltmastix) fastlades med BRO 94 [BRO 94, 1994]. Polymer-modifierad asfaltmastix har numera i stor omfattning ersatt den konventionella asfaltmastixisoleringen.

I notatet redovisas en laboratorieundersökning utförd på polymermodifierad asfaltmastix och konventionell asfaltmastix vid VTI under 1993 till 1995. Med polymermodifierad asfaltmastix avses här asfaltmastix modifierad med PMB 32 (SBS), Styrelf 13/60 respektive EVA.

Beträffande de uppgifter om polymerbindemedlens egenskaper, som i förekom-mande fall erhållits av tillverkarna, finns variationer vad gäller provningsmetodik, t.ex. med avseende på provningstemperatur. Produkterna har därför utifrån dessa uppgifter ej kunnat jämföras på ett meningsfullt sätt.

Den aktuella laboratorieundersökningen utgör en jämförande studie av de olika asfaltmastix- och bindemedelsprodukternas egenskaper, utförd i syfte att komma fram till lämplig provningsmetodik för karaktärisering och funktionsrelaterad provning av polymermodiñerad asfaltmastix för isolering av svenska betongbroar enligt BRO 94.

Långtidsuppvärmningsförsök enligt BRO 94 och erfarenheter av dessa redo-visas i ett särskilt avsnitt.

Europeiskt harmoniseringsarbete inom CEN TC 314 Mastic asphalt kommen-teras mot bakgrund av svenska produkter och kravspecifikationer för asfaltmastix i BRO 94.

Figur I Isolering med asfaltmastix

1.1 Konventionell asfaltmastix

Asfaltmastix på gasavledande glasfibernät har förekommit sedan omkring 1970 i Sverige. Erfarenheterna har i stort varit goda, utom i Norrland där isolering och beläggning spruckit under speciellt kalla vinterperioder. Enligt BRO 94 föreskrivs ett cirka 10 mm tjockt skikt av asfaltmastix på gasavledande glasfibernät. Krav beträffande produktens sammansättning anges i form av fastlagda gränsvärden vid proportionering av asfaltmastixprodukten (BRO 94, Bilaga 9-14).

Vid_ utläggning av konventionell asfaltmastix för broisoleringsändamål för-undersöks och kontrollprovas massan i enlighet med BRO 94. Provningen avser bestämning av stämpelbelastningsvärde, varvid prov tas ut i samband med till-verkning vid asfaltverk samt vid utläggningen på bron. Stämpelbelastningsvärdet ska härvid ligga mellan 60 och 240 sekunder (för asfaltmastix utan skyddsbetong). Skillnaden i resultat mellan prov taget vid asfaltverk och prov taget vid utläggning får ej överstiga 90 sekunder. Vidhäftningen mellan betong och asfaltmastix ska vara minst 0.4 N/mm2 (vid 20°C).

Förhöjda stämpelbelastningsvärden indikerar att massan (under inverkan av luftens syre) uppvärmts för länge och/eller vid alltför hög temperatur. Bindemed-let har oxiderats och asfaltmastixprodukten sannolikt försämrats, främst med avse-ende egenskaper som sprickbenägenhet vid låg temperatur.

1.2 Polymermodifierad asfaltmastix

Under senare år har utvecklingsarbete bedrivits (vid Nynäs, Binab och Skanska), för att få fram lämpliga polymerbindemedel och/eller metoder för modifiering av asfaltmastix och gjutasfalt för broisoleringsändamål.

Med polymermodifierad asfaltmastix erhålls en mer miljövänlig tillverknings-process, med mindre rökgaser. (Inblandning av Trinidad ger en hel del bitu-menrök).

Med polymermodiñerat bindemedel kan egenskaperna hos asfaltmastixproduk-ten förbättras, vid såväl lägre som högre temperatur. Polymermodiñerad asfalt-mastix är mindre sprickbenägen vid låga temperaturer och mer stabil vid högre temperaturer, än icke polymermodifierad asfaltmastix.

Polymermodifierad asfaltmastix är emellertid mer värmekänslig än konventio-nell asfaltmastix. Vid höga temperaturer och/eller lång uppvärmningstid förändras polymer och polymerbindemedel, med försämrade eller varierande egenskaper hos asfaltmastixen som möjlig följd. Förhöjda stämpelvärden ger för polymer-asfaltmastix inte samma indikation på förändringar i bindemedlet under uppvärm-ning som för konventionell asfaltmastix. Bitumenets förhårdnande inverkan på stämpelbelastningsvärdet under uppvärmning kompenseras ofta av motsvarande mjukgörande effekt från polymeren, då denna bryts ner i mindre molekylkedjor. Provningen är därför inte relevant som enda kontrollprovning, varför ytterligare provning, med avseende på formstabilitet, införts i BRO 94.

För polymerasfaltmastix ska stämpelbelastningsvärdet enligt BRO 94 ligga mellan 45 och 180 sekunder. Formförändringen får uppgå till maximalt 10 mm. Vidhäftningen mot betong ska som för konventionell asfaltmastix uppgå till minst i 0.4 N/mm2 (vid 20°C). Samma gränsvärden gäller vid proportionering som för konventionell asfaltmastix.

Värmeåldringens inverkan på polymerbindemedlet kani viss mån följas genom provning på återvunnet bindemedel, med avseende på traditionella reologiska parametrar som mjukpunkt, penetration, brytpunkt, duktilitet och elastisk

gång. Återvinningsprocessen kan emellertid i sig medföra "oönskade" föränd-ringar i polymerbitumenet. Det är också av största betydelse att viss enkel och snabb provning på den egentliga isoleringsprodukten kan utföras, i samband med tillverkning och utläggning.

I Sverige har asfaltmastix modifierad med polymer av SBS-typ (styren-butadien-styren) i huvudsak använts. Även polymermodifierade produkter med Styrelf respektive EVA (etylen-vinyl-acetat) har förekommit, dock inte på broar under Vägverkets ansvar.

Enligt Bronorm 88 godtogs polymermodifierad asfaltmastix endast "efter er-forderlig provning i samråd med Vägverket". I BRO 94 däremot har polymer-modifierad asfaltmastix införts, med speciella tilläggskrav på själva produkten, hantering och provning. Föreskrivna krav grundar sig på praktiska erfarenheter från tillverkning och utläggning i fält samt laboratorieprovning, bland annat i samband med långtidsuppvärmning.

Enligt BRO 94 godtages en polymermodifierad asfaltmastixprodukt för broiso-lering under förutsättning att bland annat följande tilläggskrav beträffande värmestabilitet är uppfyllda:

Långtidsuppvärmning enligt angivet förfarande ska ha utförts med godtagbart resultat. Härvid avses uppvärmning under totalt 60 timmar (minst två ton i transportblandare). Under de första 50 timmarna ska massans temperatur vara l90°C. Temperaturen höjs sedan till 215°C för de därpå följande 6 timmarna, och till 230°C för de avslutande 4 sista timmarna. Provtagning utförs enligt an-givet förfarande och proven undersöks med avseende på stämpelbelastnings-värde och formstabilitet (vid 55°C). Prov tas också ut för analys av återvunnet bindemedel (mjukpunkt och penetration).

Stämpelbelastningsvärde bestäms enligt FAS Metod 447. Uppmätta stämpel-värden ska ligga mellan 45 och 180 sekunder. Skillnaden mellan erhållna medelvärden får inte i något fall överstiga 30 sekunder (en ändring av detta krav har införts i BRO 94 Supplement 2).

Formstabilitetsprovning utförs enligt angiven metod. Förändringen får ej över-stiga 10 mm.

Ovan nämnda analysresultat för återvunnet bindemedel anges för produkten, liksom motsvarande värden för ursprungligt bindemedel.

BRO 94 föreskriver idag endast asfaltmastix modifierad med polymer av SBS-typ. Erfarenheterna av bindemedel Styrelf respektive modifiering med EVA anses ej tillräckliga i Sverige. Bland övriga tilläggskrav för polymermodifierad asfalt-mastix ingår därför krav på minst 4.0 vikt-% SBS-polymer. Kunskaps- och er-farenhetsuppbyggande verksamhet kring polymermodifierad asfaltmastix pågår inom samarbetsprojekt mellan Vägverket, VTI och berörda tillverkare.

Långtidsuppvärmningsförsök enligt BRO 94 har utförts för ett flertal polymer-modifierade asfaltmastixprodukter under perioden 1991- 1995.

2

En jämförande Iaboratoriestudie

I undersökningen jämförs följande asfaltmastixprodukter: asfaltmastix med polymerbindemedel PMB 32

asfaltmastix med polymerbindemedel Styrelf 13/60 asfaltmastix modifierad med EVA

0 konventionell asfaltmastix enligt BRO 94

Undersökningen avser laboratorieprovning och inleddes under våren 1993. Prov-ning och provProv-ningsresultat från 1993 och 1994 har tidigare redovisats som läges-rapport i VTI notat 14-1994 [Colldin, Salomonsson, 1994] respektive VTI notat 26-1995 [Colldin, Notat 26, 1995]. Föreliggande redovisning utgör en samman-ställning av samtliga resultat, från 1993 till 1995.

2.1 Produkter

Aktuella produkter är som nämnts asfaltmastix med PMB 32 (från Nynäs), respektive Styrelf 13/60 (från Elf Bitumen i Brunsbüttel), asfaltmastix modifierad med EVA (asfaltmastix PMX från Farstaverken Skanska) samt konventionell asfaltmastix. Produkterna har levererats till VTI från Binab eller Farstaverken.

Asfaltmastix med Pmb 32 innehåller enligt tillverkaren 16.2 vikt-% polymer-bindemedel (varav 4 vikt-% SBS), 30.3 vikt-% kalkstensñller och 53.5 vikt-% sand (0-2 mm). Produktinformation om Pmb 32 finns i bilaga 1.

SBS (styren-butadien-styren) är en termoplastisk elastomer. SBS-elastomerer ((SB)n blocksampolymerer) består väsentligen av polybutadienblock förbundna i alla ändar med polystyrenblock (figur 2). SBS-bitumen tillverkas genom inbland-ning av SBS-polymer i en med polymeren kompatibel bitumen. Polymeren blandas med bitumen vid cirka 180°C. Härvid smälter polystyrenblocken medan polybutadienblocken sväller genom interaktion med kompatibla bitumenoljor. Polymeren kan bilda ett tredimentionellt nätverk i den polymerrika fasen som blir kontinuerliglvid 5-8 vikt-% polymerinblandning.

V

0

H 6 \ \\\\\.c \ | \

c

C

/

E

_L

få"

_H

(

_JH

_40..

_L

H

IH u

POLYSTYRENE

POLYBUTADlENE

POLYSTYRENE

1 S 1

( B)

(51

Pol ystyrene domain x...

Polybutudiene rubbery matrix

Figur 2 SBS, kemisk struktur och fasstruktur [Diebold, 1988]

Asfaltmastix med Styrelf 13/60 är en annan typ av produkt. Styrelf tillverkas enligt patenterad tillverkningsprocess. Efter inblandning och dispergering sker en kemisk reaktion, i likhet med en vulkningsprocess. Ingående polymer är förhåll-andevis lågmolekylär och kan enligt tillverkaren ej speciellt urskiljas med hjälp av GPC-analys eller fluorescensmikroskopi. Att ange polymerhalt för Styrelf anses inte meningsfullt eftersom denna kan variera beroende på typ av bitumen. Poly-merinblandningar på cirka 2-5 vikt-% förekommer enligt uppgift. Styrelf-pro-dukter tillverkas utifrån krav på mjukpunkt, penetration, brytpunkt och elastisk återgång [Colldin, Notat V216, 1993]. Produktinformation om Styrelf l3-pro-dukter finns i bilaga 2.

Asfaltmastix med EVA har introducerats i Sverige av Skanska, som ett alter-nativ till SBS-modifierad asfaltmastix. EVA (ethylen-vinylacetat) är en plastomer som består av polyethylenkedjor och vinylacetat i block (figur 3). EVA används för modifiering av bitumen, i länder som Frankrike och Storbritannien.

Den aktuella asfaltprodukten innehåller cirka 4-7 vikt-% EVA-polymer (beräk-nat på bindemedlet). Polymeren tillsätts i form av pellets direkt i asfaltmassan, vid tillverkningsprocessen, varefter en ungefärlig blandningstid på 7 timmar krävs enligt tillverkaren. Produkten benämns asfaltmastix PMX.

Eftersom bindemedlet och massan modifieras i själva tillverkningsprocessen har inga relevanta uppgifter beträffande polymerbindemedlets egenskaper kunnat erhållas från tillverkaren. Ej heller har jämförelse med ursprungligt polymer-bindemedel varit möjlig för denna asfaltmastixprodukt.

Prov som ingått i den aktuella undersökningen har tagits ut i samband med långtiduppvärmningsförsök enligt BRO 94 vid Farstaverken, efter minst 10 tim-mars blandningstid.

Konventionell asfaltmastix enligt BRO 94 består av bitumen (B85/B60; 12-15 vikt-%), Trinidad Epure' (2-5 vikt-%), kalkstensfiller (25-38 vikt-%) och sand (0-2 mm; 50-60 vikt-%).

CH2

CH2

CH2 CH2

CH2

CH2

l7K/\/\zlllzlzlr

?H2

CH2

CH2

I I

2:;2212:2W:ZEZXZXZEZX/\

_/

0 \

I

I

|

H2 CH2

CH2

CH2

CH2 CH2

GHz:

H2

\ 7x? /\/\ / /'

C .-.-. 0 CHZ CH2 CH2 0-2/ \H2 kHz : C = 0 I I

/

.

Crystallrne regm

. . .

.

CHa Ammhous : : Amorphous CH3

region region

Figur 3 Etylen-vinyl-acetat copolymer [Whiteoak, 1991]

2.2 Provning

Provning har utförts på ursprungligt respektive återvunnet bindemedel, samt på as-faltmastixprodukt. (För konventionell asfaltmastix och asfaltmastix modifierad med EVA har provning dock ej utförts på ursprungligt bindemedel).

2.2.1 Bindemedel

På ursprungligt polymerbindemedel och på bindemedel som återvunnits ur aktu-ella mastixprodukter (genom extraktion i diklormetan och destillation, enligt FAS Metod 436-91) har följande provning utförts:

- Penetration vid 25°C och 40°C (VÄG 94, FAS Metod 337-91).

- Mjukpunkt, K&R (VÄG 94, FAS Metod 338-91).

- Brytpunkt, Fraass ( VÄG 94, IP 80).

- Duktilitet Vid 25°C OCh l7°C (VÄG 94, ASTM D-l l3). - Flampunkt, Pensky Martens (VÄG 94, SS/ISO 2719- 1988).

- Elastisk återgång vid 25°C och 13°C (ASTM D-113, Eurobitume 89 Vonk och Gooswilligen, Shell TR 8.23 1992, Elf-metodik).

- Tre-punkts böjtest med Bending Beam Rheometer vid låg temperatur (-18°C), enligt SHRP- metodik. Vid provningen bestäms bindemedlets styvhet och m-värde vid låg temperatur och krypbelastning. En liten provbalk belastas för att simulera hur spänningar byggs upp vid fallande temperatur i en belägg-ning. Metodiken utvärderas inom ett pågående utvecklingsprojekt vid VTI, för konventionellt bindemedel, polymermodifierat bindemedel samt asfaltmastix. - Fluorescensmikroskopi.

- GPC-analys (Gel Permeation Chromatography). Kemisk karaktärisering med avseende på molekylviktsfördelning.

På ursprungligt polymerbindemedel har dessutom viktförlust, efter upphettning 5 timmar vid 163°C (TFOT), utförts samt därefter ånyo provning med avseende på penetration, mjukpunkt, brytpunkt, duktilitet, elastisk återgång, fluorescens-mikroskopi och GPC.

Kemisk kompatibilitet med SBS-bitumenmatta har undersökts. Provningen avser mjukpunktsförändring under värmelagring 3 månader vid 50°C i kontakt med mattans svetsbitumenskikt. Ett cirka 2 mm tjockt skikt av aktuell polymer-bitumen appliceras på ett lock och förses sedan med ett lika tjockt skikt av svets-bitumen från mattan. En polyesterväv placeras mellan lagren. Lock och prov för-ses med en omslutande Al-folie och placeras i värmeskåp för lagring.

2.2.2 Asfaltmastix

Mastixprodukterna har undersökts med avseende på följande egenskaper: - Stämpelbelastningstid, vid 20°C (FAS Metod 447-91).

- Formstabilitet, efter 24 tim vid 50°C respektive 55°C (BRO 94). Provkuber värmelagras varefter kubens formförändring bestäms. De horisontella diagonal-måtten mäts i båda riktningarna med hjälp av skjutmått, före och efter värme-lagringen. (Bilaga 7)

- Lågtemperaturtest enligt Herrmann (DIN 1996, Teil 18, 1989). En kul-formad och till låg temperatur tempererad provkropp får falla fritt från en viss höjd. Provkroppen undersöks sedan med avseende på brott och sprickor.

- Mjukpunkt enligt Wilhelmi (DIN 1996, Teil 15, 1975). Mjukpunkt enligt för-farande med kula och ring bestäms för mastixprodukten. Större ring respektive kula (än i motsvarande FAS-metod 337) används.

- Kulpenetration vid 40°C (TP-BEL ST, 1992). Provningen utförs med nål-penetrometer enligt FAS metod 337, men istället för nål används en kula (dia-meter 17 mm) som kan belastas med en extra vikt. Totalvikten vid provning uppgår till 3000 gram. Penetrationen registeras efter 5, 10, och 15 minuter. Provet avlastas och den elastiska återgången mäts.

- Vidhäftning mot betong, vid 20°C. Vinkelrät provdragning med dragkrafts-ökningen 200 N/s utförs (BRO 94). Asfaltmastixisoleringen appliceras på be-tongunderlag med gasavledande glasfiberväv, till en tjocklek av 10:2 mm. - Vidhäftning mot SBS-bitumenmatta, vid 20°C. Vinkelrät provdragning med

dragkraftsökningen 200 N/s utförs före och efter värmelagring 3 månader vid 50°C (BRO 94).

- Tre-punkts böjtest , vid -20°C. Vid provningen bestäms böjdraghållfasthet, nedböjning och E-modul vid tre-punktsbelastning av en provbalk. Metod enligt danskt provningsförfarande har valts. (Bilaga 8)

Genom kontinuerlig registrering av pålagd kraft som en funktion av den verti-kala deformationen vid belastningshastigheten 0.5 mm/min, beräknas maximal böjdragspänning, balkens nedböjning (förlängning) i underkant vid brott samt E-modul.

- Termisk sprickbildning vid låg temperatur, Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) enligt SHRP-metodik för asfaltmassa, har utförts vid KTH. Vid provningen utsätts den fixerade provkroppen (5 cm x 5 cm x 20 cm; eller cylindrisk (l) 5 cm x 20 cm) för en temperatursänkning på 10°C per timme varvid temperaturen vid brott registreras.

Bindemedelshalt har dessutom bestämts (enligt FAS metod 404-91 eller 406-93) samt fyllmedlets kornstorleksfördelning.

Återvinning av bindemedel har utförts enligt FAS metod 436-91.

Stämpelbelastningstid och formstabilitet har bestämts också efter uppvärm-ning 6 timmar vid 220°C. Uppvärmuppvärm-ning utförs i enlighet med motsvarande värmestabilitetsprovning för termoplastisk vägmarkeringsmassa enligt VÄG 94 (VV-metod 503-1993). Prov som överförts i en l-liters plåtburk placeras i termo-statreglerad värmemantel och värms under kontinuerlig omrörning tills aktuell temperatur uppnåtts. Provet får sedan stå under omrörning vid denna temperatur i 6 timmar. Provburken är täckt med folie. Omrörningshastigheten är 100 varv per minut.

Bindemedel har återvunnits efter slutförd stämpelbelastnings- och formföränd-ringsprovning (för massa som uppvärmts 6 timmar vid 220°C) och analyserats med avseende på mjukpunkt, brytpunkt, duktilitet och elastisk återgång (se avsnitt 2.3.1).

2.3 Provningsresultat - Bindemedel

Erhållna provningsresultat redovisas och jämförs i tabell 1. Samtliga resultat finns i bilagorna 3-5.

2.3.1 Traditionell bindemedelsanalys

Vid jämförelse av de båda polymerbindemedlen PMB 32 och Styrelf 13/60 kan generellt konstateras att Styrelf 13/60 är ett med avseende på penetration hår-dare bindemedel än PMB 32. Mjukpunkten är lägre och möjligheterna vad gäller duktilitet och elastisk återgång mer begränsade. Brytpunkten är ungefär densamma (-16° respektive -15°C).

Vid laboratorieåldring (TFOT, 5 timmar vid 163°C) hårdnar båda polymer-bindemedlena procentuellt ungefär lika mycket, mellan 20 och 30 % med avse-ende på penetrationsvärde. Mjukpunkten däremot förändras betydligt mer för PMB 32 än för Styrelf 13/60, och sjunker till 65°C, medan Styrelf 13/60 ökar något, till 63°C. Brytpunkten försämras mer för PMB 32 än för Styrelf 13/60. Viss försämring beträffande duktilitet och förmåga till elastisk återgång kan likaledes påvisas för båda polymermodifierade produkterna.

Återvunnet polymerbindemedel uppvisar som regel mindre avvikelser från ur-sprungligt bindemedel, med avseende på undersökta karaktäriserande egenskaper, än åldrat polymerbindemedel.

För bindemedel återvunnet från konventionell asfaltmastix,

överensstäm-mer egenskaperna (med avseende på penetration, mjukpunkt, brytpunkt och dukti-litet) i stort med erhållna motsvarande värden för Styrelf 13/60.

För aktuell EVA-modifierad produkt föreligger som nämnts inget ursprung-ligt polymerbindemedel, eftersom inblandningen av EVA sker direkt i massan vid tillverkningsprocessen. Återvinning av bindemedlet har utförts som för övriga tre produkter (med diklormetan, enligt FAS-metod 436-91). Erhållna analysresultat för det så återvunna bindemedlet överensstämmer emellertid, enligt tillverkaren av asfaltmastix PMX, inte särskilt väl med förväntat resultat. Anledningen skulle vara att varken återvinningsmetodik eller använd traditionell analysmetodik lämpar sig för den EVA-modifierade asfaltmastixprodukten ifråga. Penetrationen

ligger avsevärt högre (77 mm/ 10 vid 25°C) än för de övriga produkternas åter-vunna bindemedel, och mjukpunkten lägre (50°C). Den elastiska återgången är sämre än för övriga återvunna polymerbindemedel.

Vid bestämning av kornstorleksfördelningen hos stenmaterialet, efter extrak-tion och bindemedelshaltsbestämning, uppstod vissa problem. Finmaterialet klumpade ihop sig och för låg fillerhalt (5 0.075 mm) erhölls, trots upprepade försök med olika lösningsmedel (xylen och diklormetan) och förlängd extraktions-tid respektive siktningsextraktions-tid. Genom att införa ett tvättskakningsmoment (mer intensivt tvättning med mekanisk skakning under ett antal timmar) i anslutning till siktningen erhölls slutligen godtagbart resultat vad gäller stenmaterialets korn-storleksfördelning.

Erhållen bindemedelshalt avvek emellertid ej nämnvärt från förväntat värde en-ligt tillverkaren, vid någon av de utförda extraktionerna och bestämningarna. Er-hållet resultat varierade mellan 16.2 och 169 vikt-% (mot uppgiven bindemedels-halt 17.0 vikt-%).

Uppvärmning (6 timmar vid 220°C) har för bindemedlet i mastixprodukterna främst medfört förändringar m.a.p. duktilitet (PMB 32) _ell_er brytpunkt (Styrelf 13/60 och konventionellt bindemedel), medan mjukpunkt och elastisk återgång påverkats i mindre omfattning. För PMB 32 har duktiliteten (vid 25°C) sjunkit från 100 % till 56 %. Mjukpunkt, brytpunkt och elastisk återgång (vid 25°C) upp-går till 69°C, -11°C respektive 80 %. För Styrelf 13/60 och bindemedel från kon-ventionell asfaltmastix ligger brytpunkten på -5°Crespektive -4°C, medan övriga tre bindemedelsegenskaper förändrats ytterst marginellt eller inte alls. Mjukpunk-ten för Styrelf har ökat till 65°C, och den elastiska återgången minskat något, till 60 %. (Bilaga 3)

Bindemedel från EVA-modifierad asfaltmastixprodukt har ej återvunnits efter extra uppvärmning 6 timmar vid 220°C. Resultat med avseende på penetration, mjukpunkt, brytpunkt och duktilitet, för bindemedel som återvunnits efter 68 timmars blandningstid vid långtidsuppvärmningsförsök, överensstämmer i stort med erhållna värden efter 10 timmars blandningstid.

Värmelagring 3 månader vid 50°C medför ingen förändring av mjukpunkten för PMB 32, inte heller då lagringen sker i direkt kontakt med SBS-bitumenmatta (kemisk kompatibilitet). För Styrelf 13/60 däremot ökar mjukpunkten vid denna provning med 8°C för referensprovet, men mindre (3°C) i kontakt med mattan. Mattan verkar i det senare fallet ha haft en skyddande effekt på polymerbitumenet.

För den EVA-modifierade produkten har provningen utförts med återvunnet bindemedel (då ursprungligt som nämnts saknas). Erhållen mjukpunktsförändring uppgår till 4°C.

Tabell 1 Provningsresultat för polymerbindemedel Pmb 32, Styrelf 13/60, EVA samtför bindemedel från konventionell asfaltmastix

Provning Pmb 32 Styrelf I EVA Konv

13/60 mastix

urspr e TFOT återv | urspr e TFOT I återv återv I återv I Penetration (mm/10) vid 25°C 54 39 29

vid 40°C

172

155

110

Mjukpunkt (°C)

89

59

63

Brytpunkt (°C) -15 -16 -14 Duktilitet (cm) vid 25°C 98 >1OO 71 vid 17°C >1OO 72 35 Elast. återgång (%)

vid 25°C

98

68

68

vid 13°C 84 66 Brott Fiampunkt (°C) 259 259 - 197 195 193

Viktförlust (%)

0.1

-

0.04

-

0.30

-Fluorescens- bilaga 4 bilaga 4 bilaga 4 bilaga 4

mikroskopi

GPC / bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5 bilaga 5

Iatroscan BBR-analys vid -18°C styvhet (MPa) 316 351 287 492 367 606 501 * m-värde 0.311 0.286 0.400 0.304 0.195 0.277 0.336 Kemisk kompatibilitet med SBS-bitumenmatta, 3 mån vid 50°C Mjukpunkt (°C) 90 62 53 Refer, mjukpunkt (°C) 90 67 49 Mjukpunktsförändr 0 -5 4

(°C)

* Från mastixprov som värmts 6 timmar vid 220°C

1.6 1.2 0.8 0.6 0.4

2.3.2 BBR-Iågtemperaturprovning

Tre-punkts böjtest med Bending Beam Rheometer har utförts för polymerbindemedel PMB 32 och Styrelf 13/60. Provningen har utförts vid -18°C på ursprungligt bindemedel (före och efter TFOT), på återvunnet bindemedel från asfaltmastixprodukt samt på återvunnet bindemedel från asfaltmastixprodukt efter extra uppvärmning på laboratoriet, 6 timmar vid 220°C. För konventionellt medel har provningen utförts endast i sist nämnda fall. EVA-modifierat binde-medel har ej ingått. Erhållna resultat framgår av figurerna 4-6 samt bilaga 3.

Generellt kan konstateras att PMB 32 i samtliga fall är mindre styvt och upp-visar större töjning än Styrelf 13/60, vid den aktuella provningstemperaturen. (Stora avvikelser mellan enskilda värden föreligger i några fall, men ytterligare provning har ej utförts).

Styvheten som avser bindemedlets motstånd mot krypbelastning ska enligt SHRPs specifikationer för konventionellt bindemedel ej överstiga 300 MPa efter 60 sekunders belastning. M-värdet som är ett mått på styvhetsförändringen under pågående belastning ska samtidigt uppgå till minst 0.300. Dessa kriterier uppfylls vid provningstemperaturen -18°C av t.ex. konventionell bitumen B 180, enligt Vägverkets kvalitetskontroll [Colldin, Notat 21, 1995].

(mm)

- - - efter TFOT

0.2 - - - efter återvinning

- - - - efter 6 tim 220°C och

återvinning

0 I

0 50 100 150 200

Figur 4 Resultat från BBR-analys. Deflektion vid -1 80Cför PMB 32

fore TFOT

- - - efter TFOT - - - efter återvinning - " ° -' efter 6 tim 220°C och

0 50 100 150 200 250 (3)

Figur 5 Resultatfrån BBR-analys. Deflektion vid -1 8 °Cför Styrelf 13/60

(mm)

efter Stim 220°C och återvinning

0 50 100 150 200 250 (5)

Figur6 Resultat från BBR-analys. Deflektion vid -18°C för bindemedel från konventionell asfaltmastix

2.3.3 Fluorescensmikroskopi

Fluorescensmikroskopi har använts för visuell bedömning av de aktuella polymer-bindemedlen. Polymerer som SBS och APP fluorescerar gult, medan bitumenet framstår som svart. Polymerbitumenstruktur eller -nätverk kan studeras liksom homogenitet, dispergeringsgrad och förändringar under värmeåldring. Morfologi och stabilitet beror på basbitumenets sammansättning (aromaticitet), polymertyp och -halt. [Diani och Cavaliere, 1993]

För _SBS-bitumen gäller att dess löslighet beror på struktur och molekylvikt. Den elastomera fasen (polybutadienblocken) sväller i de kompatibla bitumenfrak-tionerna. För EVA-modifierad bitumen är det den amorfa fasen i EVA-copoly-meren som sväller.

Konventionell bitumen fluorescerar ensartat men mycket svagt grön-gult. Fluorescensen kan härledas till maltenfasens aromatiska oljor och hartsoljor. [Molenaar, 1991]

SBS-modifierad bitumen fluorescerar kraftigt. Polymerbitumenstrukturen för PMB 32 förändras under värmelagring (TFOT respektive uppvärmning 6 timmar vid 220°C), varvid prov kan jämföras, liksom i samband med återvinning av bindemedlet.

Metodiken visar sig emellertid ej meningsfull för Styrelf 13/60, eftersom provet fluorescerar i sin helhet.

Ren EVA-polymer fluorescerar egentligen inte (inga aromatiska grupper) [Molenaar, 1991]. EVA-modifierad bitumen återvunnet från asfaltmastix PMX kan studeras i fluorescensmikroskopet, men först då polymerbitumenprovet uppvärmts. Polymeren framträder då i ett tätt prickmönster.

Ett antal mikroskopibilder av PMB 32 respektive EVA-modifierad bitumen har medtagits i bilaga 4.

2.3.4 GPC-analys

Karaktäriserande GPC-analyskurvor för PMB 32 och Styrelf 13/60 framgår av bilaga 5, där ursprungligt prov jämförs med värmelagrat respektive återvunnet prov. Återvunnet EVA-bindemedel har jämförts med bindemedelsprov som blan-dats i laboratoriet; B 85 med inblandning av cirka 5 vikt-% EVA (erhållet från till-verkaren av asfaltmastix PMX).

För bestämning av polymerhalt med hjälp av GPC krävs att polymerens mole-kylvikter är tillräckligt höga (polymerens minsta molekylvikt ska vara större än bitumenets största molekylvikt). Detta är möjligt för SBS-modifierad bitumen men inte för EVA-modifierad bitumen. Polymerhalten har ej bestämts i den aktu-ella undersökning.

2.4 Provningsresultat - Asfaltmastix

2.4.1 Stabilitet, förmåga att motstå plastisk deformation vid högre

temperatur

Stämpelbelastningsvärdet för de aktuella produkterna ligger mellan 48 och 168 sekunder, med lägst värde för asfaltmastix med EVA och högst för konventio-nell asfaltmastix. Efter extra uppvärmning 6 timmar vid 220°C har samtliga produkter utom asfaltmastix PMX hårdnat, med mellan 75 och 116 sekunder.

Mastix med Styrelf 13/60 är den produkt som hårdnat mest (uttryckt i antal sekunder).

För den EVA-modifierade produkten gäller att aktuellt prov tagits ut efter 10 timmars blandningstid i tillverkningsprocessen (i samband med långtidsupp-värmningsförsök enligt BRO 94), då massan enligt tillverkaren är homogen och färdigblandad. Prov som i den föreliggande undersökningen uppvärmts 6 timmar vid 220°C härrör från motsvarande provuttag i långtiduppvärmningsförsöket efter 30 timmars blandningstid. (Stämpelbelastningsvärdet var då 83 sekunder.)

Enligt BRO 94 krävs för konventionell asfaltmastix att stämpelbelastningsvär-det ligger mellan 60 och 240 sekunder. För polymermodifierad asfaltmastix är motsvarande krav 45 till 180 sekunder. Efter långtidsuppvärmning (avsnitt 1 och 3) gäller samma krav, samt att produkten ej får ha förändrats mer än inom vissa gränser med avseende på stämpelbelastningsvärde.

Beträffande formstabilitet, efter 24 timmar vid 50 respektive 55°C, kan kon-stateras att mastix med PMB 32 behåller sin ursprungliga form (kub) under testet liksom EVA-modifierad asfaltmastixprodukt. Uppmätt förändring överstiger i respektive fall inte 2 mm. De båda övriga mastixprodukterna kollapsar däremot vid båda värmelagringstemperaturerna, och erhållen formförändring ligger mellan 60 och 90 mm.

Mastix med PMB 32, som uppvärms 6 timmar vid 220°C, försämras dock med avseende på formstabilitet. Uppmätt förändring ligger på 9 mm respektive 19 mm efter lagring vid 50°C och 55°C. Asfaltmastix PMX uppvisar oförändrat god formstabilitet också efter 6 timmars uppvärmning vid 220°C.

Motsvarande krav för polymermodifierad asfaltmastix i BRO 94 uppgår till _<_ 10 mm (också efter långtidsuppvärmningsförsök).

Mjukpunkt Wilhelmi ligger högst för asfaltmastix med PMB 32 (1080C). För de övriga två produkterna ligger mjukpunkten cirka 10 till 15 grader lägre.

Kulpenetration vid 40°C med elastisk återgång har undersökts för

asfalt-mastix med PMB 32 och Styrelf 13/60. Penetrationen efter 15 minuters belastning har uppmätts till ca 85 respektive 60 mm/ 10 med motsvarande elastisk återgång på ca 4 och 1 %. Spridningen mellan enskilda värden liksom metodens repeterbarhet har ej befunnits tillfredsställande. Metoden behöver köras in bättre och/eller modifieras.

2.4.2 Styvhet och sprickbenägenhet vid lägre temperatur

Fallprovning enligt Herrmann utförd vid 0, -10 respektive -20°C indikerar att asfaltmastix med PMB 32 är mindre sprickbenägen vid låga temperaturer än öv-riga tre produkter, vilka bedömts som ungefär likvärdiga i detta avseende. Vid -20°C har emellertid samma resultat erhållits för samtliga fyra produkter; pro-dukterna klarar fall från höjden 120 cm men inte från 250 cm.

Tpunkts böjtest vid -20°C har utförts för samtliga produkter. Erhållet re-sultat med avseende på böjdragspänning vid brott ligger mellan 13.5 och 17.2 N/mmz. Töjningen vid brott ligger mellan 0.55 och 0.80 % och E-modulen mellan 2260 och 2770 MPa. Högst böjdragspänning och störst töjning har erhållits för asfaltmastix med PMB 32.

Termisk sprickbildning vid låg temperatur (TSRST) har undersökts endast för asfaltmastix med PMB 32. Erhållen brottemperatur (den temperatur vid vilken provbalkens draghållfasthet överskrids, på grund av uppbyggda termiska spänningar under nedkylningsförloppet) har registrerats till -36°C.

Nämnas kan att motsvarande brottemperatur för gjutasfalt modifierad med samma polymer har uppmätts till -35°C. För icke polymermodifierad gjutasfalt (B 45 och Trinidad) har brottemperaturen -27°C erhållits vid denna test. [Colldin och Nilsson, Notat 27, 1995]

I en motsvarande studie (också den utförd vid KTH) för gjutasfalt med SBS-respektive Styrelf-modiñerad bitumen samt konventionell gjutasfalt (ej asfalt-mastix) konstateras att gjutasfalt med SBS-bitumen har marginellt bättre låg-temperaturegenskaper enligt denna test än gjutasfalt modifierad med Styrelf. Brottemperaturena uppgår till -34°C respektive -31°C för prov som inte åldrats. För konventionell gjutasfalt (med B60) är brottemperaturen -26°C. [Zeng, 1995] Tabell 2 Provningsresultat för polymerasfaltmastix med Pmb 32, Styrelf

13/60, EVA samtför konventionell asfaltmastix

Provning Asfaltmastix med

Pmb 32 Styrelf EVA konv

13/60 bindemedel

Stämpelbelastningstid (s)

20°C 65 98 48 168

efter uppv 6 tim vid 220°C 143 214 38 243

Formstabilitet (mm)

50°C 1 »v50 0-1 «50

55°C 1 «90 02 »v70

efter uppv 6 tim vid 220°C / 50°C 9 N60 1 »60

efter uppv 6 tim vid 220°C / 55°C 19 »80 1 N70

Lågtemperaturegenskaper enl O / 250 0 / 120 0 / 120 0 / 120

fallprov Herrmann (°C/cm) -10 / 250 -10/ 120 -10 / 120 -10 / 120

-20/120 -20/120 -20/120 -20/120

Miukpunkt Wilhelmi (°C) 108 92 92 99

Kulpenetration 40°C (mm/10) 60 85 -

-med elastisk återgång (%) 4 1 -

-Vidhäftning mot betong (MPa) 0.8 1.3 0.7 0.9

Vidhäftning mot

SBS-bitumen-matta (Nlmmz) 0.7 0.6 1.0

efter lagring 3 mån vid 50°C 0.7 0.7 1.0

Bindemedelshalt (vikt-%) 16.8 18.9 16.6 15.4

Kornstorleksfördelning bilaga 6 bilaga 6 bilaga 6 bilaga 6

Tre-punkts-belastning vid-20°C

- Böjdragspänning (N/mmZ) 17.2 13.5 14.7 14.1

- Töjning vid brott (%) 0.80 0.58 0.69 0.55

- E-modul (MPa) 2260 2410 2370 2770

Termisk sprickbildning, TSRST -36 - -

-(°C)

2.4.3 Vidhäftning

Vidhäftning mot betong har bestämts vid 20°C för samtliga produkter. Erhållna värden ligger mellan 0.7 N/mm2 (för asfaltmastix med EVA) och 1.3 N/mm2 (för asfaltmastix med Styrelf 13/60).

Motsvarande krav enligt BRO 94, för konventionell såväl som SBS-modifierad asfaltmastix, utförd vid samma temperatur på bron, uppgår till 0.4 N/mmz.

Vidhäftningsprovning har också utförts vid ytterligare ett antal temperaturer (5, 10, 15, 25 och 30°C) i avsikt att jämföra erhållna värden för de olika mastix-produkterna. Erhållna vidhäftningskurvor framgår av figur 7. Vidhäftningen stiger generellt med sjunkande temperatur. För asfaltmastix med PMB 32 ligger vid-häftningen, för det aktuella temperaturintervallet, mellan 0.4 och 1.7 N/mmz. Mot-svarande vidhäftningsresultat är 0.6 till 2.7 N/mmz, för asfaltmastix med Styrelf 13/60, samt 0.6 till 1.8 N/mm2 för konventionell asfaltmastix. Asfaltmastix med EVA har inte ingått i denna studie.

De aktuella värdena för konventionell asfaltmastix härrör från tidigare mätning-ar med samma asfaltmastixtyp. Ur dessa mätningmätning-ar togs då en gränskurva fram för minimikrav vid vidhäftningsprovning på bro. Kurvan har införts i BRO 94 och framgår här av figur 8. Motsvarande gränskurva har tidigare tagits fram också för SBS-modifierad svetsbitumenmatta. Denna har medtagits i figur 9. [Colldin, Notat V158, 1991]

l o 00 o

1

« Vidhafmmg [N/W]

_{-I- Asfaltmastix Styrelf !}

5 3 *lr >

-

_13/60

_|

' 2,5 _{+ Asfaltmastix 1} < _{konventionell l} i _D_ Asfaltmastix PMB 32 i N y. -In m . _ _ 4 _ _ _ _ 4 _ . _ . + . _ _ w. _ _ + p _

: 5 '

_'

\ 0 l l 1 + 1

l

0

5

10

15

20

25

30 l

i _{Temperatur (OC) i}

Figur 7 Vidhäftning vid varierande temperaturför undersökta asfaltmastix-produkter

Vi dhäf tn in g (N /m mz) 0 I i 0 5 10 15 20 25 ; Temperatur (°C)

Figur 8 Asfaltmastix. Gränskurva för minimikrav vid vidhá'ftningspmvning (BRO 94) Vi dh äf tn in g (N /m mz) 0 I | T I 0 5 10 15 20 25 Temperatur (°C)

Figur 9 Polymermodifierade isoleringsmattor. Gränskurva för minimikrav vid vidháfmingsprovning (BRO 94)

2.5 Kommentar' och fortsatt arbete

Undersökningen har utförts som en jämförande studie av fyra olika asfaltmastix-produkter. Dessa är asfaltmastix med polymerbindemedel PMB 32 (SBS) respektive Styrelf 13/60, asfaltmastix PMX modifierad med EVA samt kon-ventionell asfaltmastix (med B85/B60 och Trinidad Epuré). Samtliga produkter är avsedda för isolering av en betongfarbana och läggs ut cirka 10 mm tjockt på gasavledande glasfibemät. SBS-modifierad asfaltmastix och konventionell asfaltmastix är de produkter som används för Vägverkets broar enligt BRO 94.

Avsikten med undersökningen har varit att jämföra produkternas egenskaper vid högre och lägre temperatur med hjälp av lämplig provningsmetodik.

Asfaltmastix

Jämförelsen visar att asfaltmastix med PMB 32 samt EVA-modifierad asfaltmastix har god formstabilitet vid högre temperaturer (formstabilitetsprov-ning vid 55°C), vilket däremot inte gäller för övriga två produkter. Mjukpunkten (enligt Wilhelmi) är högre för asfaltmastix med PMB 32 än för de övriga produk-terna.

Utförda undersökningar, rörande förändring i stämpelbelastningsvärde och formstabilitet under värmepåverkan och lufttillträde (6 timmar vid 220°C), har re-sulterat i förhöjda stämpelbelastningsvärden för samtliga produkter utom den EVA-modifierade produkten vars stämpelbelastningsvärde sjunkit till 38 sekun-der. Formstabiliteten försämras för asfaltmastix med PMB 32 under värmebehand-lingen, medan EVA-mastixprodukten behåller sin form.

Bäst lågtemperaturegenskaper enligt fallprov Herrmann vid 0 och -lOOC har påvisats för asfaltmastix med PMB 32. Vid -20° har samma resultat erhållits för samtliga tre produkter. Tre-punkts böjtest vid -20°C har resulterat i högst böjdrag-spänning och töjning vid brott samt lägst E-modul för asfaltmastix med PMB 32. Lägst böjdragspänning och töjning har erhållits för konventionell asfaltmastix.

Vad gäller isoleringens vidhäftning till betongunderlag (vid 20°C), är denna högst för asfaltmastix med Styrelf 13/60 och lägst för EVA-modifierad asfalt-mastix. Vidhäftningsegenskapema har emellertid över lag bedömts som goda för samtliga produkter (EVA-modifierad asfaltmastix har ej ingått i studien med vid-häftningsprovning vid temperaturer från +5° till +30°C). Beträffande vidhäft-ningen (vid 20°C) mellan SBS-bitumenmatta och isolering är denna något sämre för de polymermodifierade produkterna (med PMB 32 respektive Styrelf 13/60) än för icke polymermodiñerad mastixprodukt. Efter lagring 3 månader vid 50°C är vidhäftningen mellan matta och EVA-modifierad asfaltmastix bättre än för övriga två polymermodifierade asfaltmastixprodukter.

Bindemedel

Vid jämförelse mellan de båda polymerbindemedlen PMB 32 och Styrelf 13/60 konstateras att Styrelf 13/60 är ett med avseende på penetration hårdare binde-medel än PMB 32. Mjukpunkten är lägre samt egenskaperna vad gäller duktilitet och elastisk återgång mer begränsade.

De aktuella bindemedlens förändringar vid upphettningsprov enligt TFOT samt vid återvinning har redovisats i tabell 1.

Extra uppvärmning av asfaltmastixprodukten, 6 timmar vid 220°C påverkar bindemedlet PMB 32 främst vad gäller duktilitet, medan Styrelf 13/60 liksom det konventionella bindemedlet mest förändras med avseende på brytpunkt.

För den EVA-modifierade produkten föreligger inget ursprungligt polymer-bindemedel, eftersom inblandningen av EVA sker direkt i massan vid tillverk-ningsprocessen. För återvunnet polymerbindemedel ligger penetrationen betydligt högre än för de Övriga produkternas återvunna bindemedel, och mjukpunkten lägre. Den elastiska återgången är sämre än för övriga återvunna polymerbinde-medel.

Provningsmetodik - funktionella egenskaper hos asfaltmastixprodukten För stabilitetsprovning har metoder för bestämning av stämpelbelastningsvärde, formstabilitet, mjukpunkt Wilhelmi och kulpenetration ingått. Stämpelbelast-ningsvärdet ger för polymermodiñerad asfaltmastix inte lika entydig informa-tion som för konveninforma-tionell asfaltmastix, eftersom bitumenets förhårdnande in-verkan på stämpelbelastningsvärdet i samband med uppvärmning kan kompense-ras av motsvarande mjukgörande effekt från polymeren då denna bryts ner i mindre molekylkedjor. I kombination med formstabilitetsprovning och mjuk-punktsbestämning enligt Wilhelmi blir informationen mer användbar. Formstabi-litetsmetoden bör utvärderas ytterligare. Asfaltmastixreceptets inverkan (propor-tionering, polymerhalt och polymertyp) liksom gränser för metodens användbarhet bör närmare studeras. Motsvarande metod för polymermodifierad gjutasfalt är under utveckling. Samma kartläggning är också där angeläget. Kulpenetrations-metoden har använts i mycket begränsad omfattning. Erhållet penetrationsvärde verkar användbart men inte värdet för elastisk återgång. Mer erfarenhet av meto-den krävs.

Lågtemperaturegenskaper har för mastixprodukten i huvudsak undersökt med hjälp av fallprov Herrmann och trepunktsbelastning. Fallprov Herrmann är tids-ödande, stor provmängd åtgår och erhållet provningsresultat kan ibland vara svår-tolkat. Tre-punktsbelastning ger information om böjdraghållfasthet, töjning vid brott och E-modul. Metoden har tagits fram i samband med föreliggande projekt samt ytterligare ett par projekt. Erfarenheterna är hitintills goda. Metoden har an-vänts också för gjutasfalt samt vid undersökning av olika isoleringsprodukter för isolering av broar med aluminiumfarbana. Mer erfarenhet av metoden är nödvän-dig. Metodens repeterbarhet samt kravgränser för olika typer av produkter bör tas fram.

Provningsmetodik - Kvalitet

Att polymerasfaltmastixprodukten är homogen och värmestabil är förutsättningar för att slutprodukten på bron vid varje utläggningstillfälle ska få samma goda funktionella egenskaper. Förändringar hos produkten som separation och föränd-ringar i polymerens mikrostruktur under tillverkning och utläggning måste und-vikas. En effektiv kvalitetskontroll behövs för detta.

Fluorescensmikroskopi och GPC-analys är värdefulla verktyg för att studera förändringar i polymerbindemedel och polymerasfaltmastix under inverkan av förhöjda blandningstemperaturer och lång uppvärmningstid.

3

Långtidsuppvärmningsförsök enligt BRO 94

Enligt Bronorm 88 godtogs polymermodifierad asfaltmastix endast "efter erforder-lig provning i samråd med Vägverket". I BRO 94 har polymermodifierad asfalt-mastix införts, med speciella tilläggskrav på själva produkten, hantering och prov-ning. Föreskrivna krav grundar sig på praktiska erfarenheter från tillverkning och utläggning i fält samt laboratorieprovning, bland annat i samband med långtids-uppvärmning. Mest erfarenheter och kunskap har erhållits för SBS-modifierad asfaltmastix varför denna typ av produkt blivit normgivande i ett pågående utvecklingsarbete kring polymermodifierad asfaltmastix.

I BRO 94 Bilaga 9-14 Asfaltmastix ingår avsnitt beträffande tilläggskrav för polymermodifierad asfaltmastix samt långtidsuppvärmning. Endast asfaltmastix modifierad med SBS-polymer godtas. Polymerbindemedlet ska innehålla minst 4.0 vikt-% SBS.

Stämpelbelastningsvärde provas som för konventionell asfaltmastix. För polymerasfaltmastix gäller att stämpelbelastningsvärdet ska ligga mellan 45 och 180 sekunder. Vidhäftningen mellan betong och mastix provas vid behov, som för konventionell asfaltmastix. Samma krav gäller (2 0.4 N/mmz). Formstabi-litetsprovning utförs endast för polymermodifierad asfaltmastix. Formföränd-ringen får uppgå till högst 10 mm.

3.1 Långtidsuppvärmningsförsökets genomförande

Långtidsuppvärmningsförsök utförs för att bestämma den polymermodifierade asfaltmastixproduktens förmåga att klara uppvärmning under lång tid. Försöket ut-förs enligt BRO 94 för godtagande av nya asfaltmastixprodukter med polymer-bindemedel av SBS-typ.

Långtidsuppvärmningen utförs enligt instruktioner och kravspecifikationer i BRO 94 Bilaga 9-14 under totalt 60 timmar. Under de första 50 timmarna ska massans temperatur vara 190°C. Temperaturen höjs sedan till 215°C för de därpå följande 6 timmarna, och till 230°C för de avslutande 4 sista timmarna. Represen-tanter från VTI medverkar under långtidslagringens sista 25 timmar.

Provtagning utförs enligt angivet förfarande och proven undersöks med avse-ende på stämpelbelastningsvärde och formstabilitet (vid 55°C). Prov tas också ut för analys av återvunnet bindemedel (mjukpunkt och penetration).

3.1.1 Provtagning

Provtagning utförs (enligt BRO 94) efter 30 minuters blandning i transportkokare (betraktas som 0-prov) samt efter 10, 20, 25, 30, 35 och 40 timmar. För återstå-ende 20 timmar utförs provtagning därefter med 1 timmes intervall. Totalt 27 provtagningstillfällen ingår således. Vid varje provtagningstillfälle tas 4 kuber och 2 l-liters plåtburkar med massa ut. Hälften av proven medtages till VTI för prov-ning.

3.1.2 Provning

Provning utförs på asfaltmastix, ursprungligt polymerbindemedel samt på poly-merbindemedel som återvunnits ur asfaltmastixprodukten. Följande provnings-parametrar ingår:

Asfaltmastix

- Stämpelbelastningsvärde (FAS Metod 447-95) - Formstabilitet (VV-Metod enligt BRO 94) - Bindemedelshalt (FAS Metod 404-91)

- Kornstorleksfördelning (FAS Metod 221-95). Polymerbindemedel

- Penetration vid 40°C (FAS Metod 337-91) - Mjukpunkt (FAS Metod 338-95)

- Polymerhalt (IR-spektrofotometri enl Vejtekniskt Institut i Roskilde, Danmark).

Ursprungligt polymerbindemedel som erhållits av uppdragsgivaren avses. Återvunnet polymerbindemedel

- Penetration vid 40°C (FAS Metod 337-91) - Mjukpunkt (FAS Metod 338-95)

- Polymerhalt (IR-spektrofotometri enligt Vejtekniskt Institut i Roskilde, Danmark).

Återvinning avbindemedlet ur asfaltmastixprodukten utförts genom extraktion i diklormetan och destillation enligt FAS Metod 419-91. Nollprov (uttaget efter 30 minuters lagring) undersöks liksom prov uttaget efter 40, 56 respektive 60 timmars långtidsuppvärmning. Prov uttaget i l-liters plåtburk enligt BRO 94 används.

3.1.3 Krav

Enligt BRO 94 gäller följande krav för uttagna prov, upp till 56 timmars bland-ning:

- Stämpelbelastningsvärdet ska ligga mellan 45 och 180 sekunder. Skillna den mellan högsta och lägsta värde får efter 56 timmar uppgå till maximalt 30 sekunder.

- I Supplement 2 har kraven nyligen modifierats till följande lydelse: 45 g xl _<_ 180 och xl g xn 5 1.65 x,

- Förändring i formstabilitet får ej uppgå till mer än 10 mm.

För prov 57-60 anges aktuella resultat m.a.p. stämpelbelastningsvärde och form-stabilitet men på dessa ställs inga krav.

Bindemedelshalt och kornstorleksfördelning provas för kontroll mot fastlagda gränsvärden vid proportionering av asfaltmastix (enligt BRO 94 Bilaga 9-14 Tabell 1).

Polymerhalt bestäms för ursprungligt respektive återvunnet bindemedel. (Krav 2_ 4.0 vikt-% SBS).

Återvinning av bindemedlet med bindemedelsanalys utförs för kontroll mot ur-sprungligt polymerbindemedel, med information om bindemedlets kondition, samt för koppling till erhållna resultat för asfaltmastixprodukten (stämpelbelastnings-värde och formstabilitet). Inga krav ställs enligt BRO 94 för återvunnet poly-merbindemedel, men erhållna värden bör ej avvika nämnvärt från motsvarande värden för ursprungligt polymerbindemedel.

3.2 Annan asfaltmastixprodukt än enligt BRO 94

Försök med inblandning av SBS-polymer direkt i tillverkningsprocessen (granulat, pulver) har utförts av någon tillverkare. Normer för ett motsvarande långtidsupp-värmningsförsök (som för asfaltmastix med färdigt polymerbindemedel) har ej fastlagts i BRO 94.

Med direkt inblandning av polymeren uppstår frågan om Lär asfaltmastixpro-dukten i en sådan process är homogen och färdigblandad. (Vid tillverkning av SBS-modifierat bindemedel blandas polymeren med kompatibel bitumen varvid polystyrenblocken smälter och polybutadienblocken sväller i bitumenet. Sväll-ningen tar i PMB 32-fallet cirka ett dygn enligt uppgift från Nynäs.)

Vid ett motsvarande långtidsuppvärmningsförsök enligt BRO 94, för mastix med direkt inblandning av polymeren i tillverkningsprocessen, bör representativt nollprov kunna tas ut, för återvinning och jämförande analys med bindemedel från långtidsuppvärmt prov, eftersom ursprungligt bindemedelsprov saknas som jäm-förelse. Den totala tiden för långtidsuppvärmningen (60 timmar) bör beräknas från det homogent O-prov erhållits.

Vid aktuella utförda långtidsuppvärmningsförsök enligt ovan har tillverkaren avgjort när produkten enligt hans bedömning varit homogen och färdigblandad. Den metodik som legat till grund för bedömningen har varit formstabilitetsprov-ning. Nollprov har vid angiven tidpunkt tagits ut, och långtidsuppvärmning och provtagning har sedan utförts i enlighet med BRO 94, bilaga 9-14. Redovisade resultat indikerar att stämpelbelastningsvärdet varierat kraftigt, att en successiv ökning av bindemedelshalten under polymerens inarbetning i massan påverkat provningsresultaten samt att lång blandningstid krävts för att produkten ska bli homogen och färdigblandad.

Försök har utförts också med inblandning av annan polymer än SBS direkt i tillverkningsprocessen (jfr. avsnitt 2, EVA-modifierad asfaltmastix). Förutom ovan nämnda svårigheter , med att fastlägga när produkten är homogen och färdigblandad, kan ny analysmetodik behöva utvecklas. Jämförande studier krävs för att fastlägga funktionella egenskaper hos en sådan asfaltmastixprodukt samt för karaktärisering av asfaltmastixprodukt och ingående polymerbindemedel. I det fall metodik saknas måste sådan tas fram.

3.3 Utförda Iångtidsuppvärmningsförsök

Ett antal långtidsuppvärmningsförsök har utförts under perioden 1991-1995. De två inledande försöken utfördes för asfaltmastix med polymerbindemedel PMB 32, vid Binab Akalla. Erhållna resultat och erfarenheter från dessa två lång-tidsuppvärmningsförsök har tillsammans med utförd laboratorieprovning för pro-dukten och begränsad användning sedan 1986 legat till grund för de specifika-tioner som införts för polymerasfaltmastix i BRO 94.

Under 1995 har ytterligare ett antal långtidsuppvärmningsförsök utförts i enlig-het med fastlagda krav i BRO 94, Bilaga 9-14. Mot bakgrund av dessa försök har kraven i BRO 94 ytterligare preciserats.

Figur 10 Långtidsuppvärmning av polymerasfaltmastix vid Akalla i september 1 993

4

CEN TC 314 - Europeiskt harmoniseringsarbete

CEN TC 314 Mastic Asphalt for waterproofing behandlar som titeln anger asfaltmastixprodukter för isoleringsändamål. Den tekniska kommitténs Scope är: Preparation of European standards on mastic asphalt watelproofing for building and civil engineering.

Arbetet_ startades upp 1994 på initiativ från Frankrike som också innehar sekretariatet. Följande work items och arbetsgrupper är aktuella:

W100314 001 Definitions and components WG 1

WI 00314 002 Products and product requirements WG 2

WI 00314 003 Test methods WG l

WI 00314 004 Transport WG 3

WI 00314 005 Application WG 3

WI 00314 006 Conformaty WG 2

Sverige har sedan harmoniseringsarbetets start aktivt medverkat i samtliga tre arbetsgrupper.

Arbetet har koncentrerats kring en produktstandard. Draft nr 12 av denna standard är daterad februari 1996.

Provningsmetoder ingår (enligt ovan) som en work item för WGl, men be-handlades inledningsvis inte alls i WG 1. Att referera till WI 227126 (cabe test method) och WI 227127 (plate test method) för TC 227 ansågs (speciellt av franska och engelska delegater) tillräckligt.

I Sverige används som framgått av tidigare avsnitt i detta notat polymermodi-fierad asfaltmastix i stor omfattning, och provning för att fastlägga asfaltmastix-produktens egenskaper spelar en viktig roll i sammanhanget. Enligt svenska normer för asfaltmastix gäller bland annat:

- Stämpelbelastningsvärde provas, men inte i överensstämmelse med de prov-ningsmetoder som föreslagits i CEN TC 227. Kravspecifikationer fastläggs i BRO 94.

- Formstabilitet är en annan viktig provning som föreskrivs för polymermo-difierad asfaltmastix, med kravspecifikationer i BRO 94.

- Undersökningar kring polymermodifierade asfaltmastixprodukter och relevant provningsmetodik pågår inom uppdragsprojekt från Vägverket sedan

1993.

Mot denna bakgrund är det från svenskt håll viktigt att fokusera på provnings-metodik.

I draft 12 ingår nu (efter ett års påtryckningar från svenskt håll) också stämpel-belastningsmetod enligt svenskt förfarande samt formstabilitetsprovning (i ett Annex). Ytterligare metoder diskuteras för behandling i framtiden. En av dessa provningsmetoder är tre-punkts böjtest. (Bilagorna 10, 11 och 12)

5

Referenser

BRO 94. Allmän teknisk beskrivning för broar. Vägverket, Borlänge 1994. Colldin Y. SBS-bitumenmattors vidhäftning mot betong. Förslag till

kalibre-ringskurva för vidhäftningsprovning i fält. VTI notat V158, Linköping 1991.

Colldin_ Y. Isolering och beläggning på broar. Minnesanteckningar från besök vid BASt och Elf. VTI notat V216, Linköping 1993.

Colldin Y. & Salomonsson J. Isolering och beläggning på vägbroar. Polymer-modifierad asfaltmastix. Lägesrapport för 1993. VTI notat 14, Linköping 1994.

Colldin Y. Bituminösa bindemedel. Lägesrapport för 1994.VTI notat 21-1995, Linköping 1995.

Colldin Y. Isolering & beläggning på vägbroar. Polymermodifierad asfalt-mastix. Lägesrapport för 1994. VTI notat 26-1995, Linköping 1995.

Colldin Y. & Nilsson Å. Isolering och beläggning för Höga-Kusten bron. Provläggning på bro BD 1377 vid Pitsund - Laboratorieprovning på ut-lagda material. VTI notat 27-1995, Linköping 1995.

Diani E. & Cavaliere M. G. Polymer modified bitumens for improved road application. Proceedings of the 5th European Congress. Vol. 1A. Stockholm

1993.

Diebold T. Polymer modified bitumen SBS vs APP. Soprema S. A. Strasbourg 1988.

Molenaar J. M. M. Polymer modified bitumens. Functional properties and quality aspects. Proceedings of the International Symposium of Chemistry of Bitumens. Vol.II. Rom 1991.

Whiteoak D. The Shell Bitumen Handbook. Shell Bitumen U. K., 1991.

Zeng H. On the low temperature cracking of asphalt pavements. KTH-rapport, Stockholm 1995.

Bilaga 1

Bilaga 1 Sid 1 (1)

PMB 32

Allmänt

.

PMB 32 är ett polymermodiñerat bitumen med SBS. PMB 32 är speciellt utvecklat för att användas som bindedei i gjutasfalt. _

I jâmñrelse med omodiñerat bitumen har det bättre egenskaper sávâl i kyla som i värme. Därigenom uppnås bättre förmåga att uppta rörelser i t ex brokonstruktioner speciellt vid kyla.

'Egenskaper

Enhet

Typdata

Penetration vid -25 °C mm! 10 60 40°C mm/10 190 Kinematislr viskositet 180°C ' A mmz/s 300 Densitet vid 25°C (i 111%) g/cm 1.019

Flampunlrt PM

" ' 3-

*C

240

Brottöjning lmm/min

-15°c

rg. _

95

> 100

_zooc ...-4 ...5, . %_ 4,

Elastisk_återgång vid

+13°c

Tf'

\

'5.95 .i *1

85

Vilttñrlnst 'F

. .-'

_ .

.' " ...J-1173.5_

maxi

Penen-ation "

-

40°C >

j _

150

21mm: återgång vid

+13°c

<

- fixa_

80

Leveransbetingelser

Leverans sker itankbil till verk med egen mottagningscisnernl Vid behov finns en

verkscontainer om ca 10 nu3 att hyra. Denna är försedd med

omrörare och elektrisk

mjukvärme for skonsam varmhallning.

Lagring vid verk

PMB 32 år känsligt för högtemperamr. Långvarig lagring bör undvika då polymertillsatsen

påverkas särskilt av vårmeytor med hög yttemperamr samt av alltför god luftkontakt. Vid

längre tids lagring rekommderas en maximal temperamr av 160°C. '

Lagringstid vid 160°C i max 3 veckor

' Lagringstid vid '

180°C

max 3 dygn

Maximal lagringstemperamr max 200'C

Tillverkning och hantering av giutasfalt

.

Temperaturen vid tälverkning av gjutasfalt bör hållas så låg som praktiskt är möjligt. Gjutasfaltmassan bör ej utsättas för temperamr högre än 220'C. Utlâggning bör ske inom 10 timmar från tillverkning.

Har gjutasfalten hanterar: under längre tid vid olika temperaturer kan dess kondition

bestämmas med formstabüitetstest. Utlâggning måste ske inom 78 timmar från tillverkning. Maximalt under 10 av dessa timmar får massan ha temperatur högre än 190'C.

Nylin Human AI 0 Huvudkontor: Hvddlogovlgon to: 0 [0110" 0 12123 Johanneshov 0 Tokina-60212 e ?Miu-817973 '

' A n n a -nu. . . -. ø-e . . -. a n y. .. .. . . .. . .. , r-. .

Bilaga 2

Bilaga 2 Sid 1 (2)

Styrelf 13-SORTEN

Dos Styrelf-Verfohren führT zu Bindemiñeln, die einen deutiichen Mehrbereichseffekt oufweisen. Die domi'r hergesfellien Aspholte zeigen in der Wörme und in der Köl're über-Iegene Eigenschofren. Zur Optimierung der Verorbeitborkeii und zur Anpossung on besondere Anforderungen wurde in enger Zusommenorbeir mir Boufirmen und techni-schen Behörden die Styre|f13-Produkrpo|eife enrwickeif.

Styrelf 13-150

Styrelf 13-80

Styrelf 13-60

Styrelf 13-40

Styrelf 13-18 HS

wird vornehmlich für die Hers'reHung von Mischguf für Aspholr-Dünnschichtbelöge undSpezioiemulsionen eingeseiz'r.

ist dos Produkt mir der gröiören Einsoizbreiie. Es findef Verwen-dung bei Aspholibefon, Splirtmosiixospholf, Asphoitbinder und Aspholfmosiix.

wird vornehmlich für Guöospholt, Spliifmosfixospholt, Drön-osphol'r sowie ondere Verschleiöschichren mir besonderen Anfor-derungen on die Siondfesrigkeii eingeseizf.

isf dos Produkt für Deck- und Binderschichien, die extreme Anfor-derungen on Verschieiiö- und Stondfesrigkeir hoben. Es hot sich ouch in Guñosp

isf dos bewöhrre Produkt beim Einsorz in hoch beonspruchien Bin-derschichien.

ho en bewö h rT.

SORTENUBERSICHT

SorTe Erweichungs- Peneiroiion Brechpunki enispr.

punkt RuK bei 25°C noch Frooñ der

oC mm/i0 mox. OC TL PmB Styrelf 13-150 42-48 120-150 -20 80 A Styrelf13-8O 49 -55 60 - 80 - 18 65 A Styrelf 13-60 56-63 30 - 50 - 13 45 A Styrelf13-4O 63 - 68 20 - 40 - 10 -Sfyrelf13-18 H5 65 - 70 20 - 30 - 8

-Bilaga 2 Sid 2 (2)

PRODUKTEIGENSCHAFTEN

VON Styrelf13-SORTEN

Some _{13-150 13-80 13-60 13-40 13-18 HS}

Prüfverfahren gem. Dimension Bereich Bereich Bereich Bereich Bereich

DIN min max min max min 1max min max min max

Erweichungspunki RUK 52011 °C 42 48 49 55 56 63 ' 63 68 65 70 Nadelpeneiration bei 25°C 52010 mm/10 120 150 60 80 30 50 20 40 20 30

Brechpunkt nach FraaÖ 52012 °C -20 -18 -13 -10 -8

Flammpunkf coc ISO 2592 °C 240 250 250 250 250

Dukiiliföt bei 7°C 52013 cm 100

Dukiilitöt bei 13°C 52013 cm 100

Duktilitöt bei 17°C 52013 cm 100

Dukfilitö'r bei 25°C 52013 cm 50 50

Elasiische Rücksfellung * 0/0 60 60 60 60 60

Stabilitöt gegen Entmischung *

Differenz der Erweichungspunkte K 2 2 2 2 2

Unlösliches 52014 Gew. - /0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Aschegehalt 52005 Gew. - % 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Nach thermischer Beanspruchunq im rotierenden Kolben

relative Gewichtsabnahme 52016 Gew. - % 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Anstieg RuK 52011 K 5 5 5 5 5

Abnahme RuK 52011 K 2 2 2 2 2

Änderung der Penetrafion 52010

Abnahme' 0/0 30 30 30 30 30 Ansiieg 0/0 10 10 10 10 10 Duktilitöt bei 7°C 52013 cm 50 Dukiilitöf bei 13°C 52013 cm 50 Duktilitöt bei 17°C 52013 cm 50 Duktilitöf bei 25°C 52013 cm 50 20 Elastische Rücksiellung * 0/0 50 50 50 50 50

Bilaga 3

Bilaga 3 Sid 1 (5)

POLYMERBINDEMEDEL -Erhållna provningsresultat för polymerbindemedel Pmb 32 (VTI nr 93-28-1) respektive Styrelf 13/60 (VTI nr 93-29-1)

Provning Bindemedel Pmb 32 Styrelf 13/60 Penetration (mm/ 10) vid 25 °C 54 39 (53 54 54) (39 39 39) vid 40 °C 172 155 (173172171) (156 155 155)

Mjukpunkt, Kula &Ring (OC) 89 59

(89,1 89,4) (59,2 59,4) Brytpunkt, Fraass (°C) -15 -16 (-15 -16-15) (-16 -15 -16) Duktilitet (cm) vid 25 °C 98 >100 (97 98) (>100 >100) vid 17 °C >100 72 (>100 >100) (71,5 72,0) Flampunkt (°C) 259 259 (260 258) (260 258) Elastisk återgång (%) vid 25 °C 98 97* 68 64* (99 98) (97 97)* (69 67) (64 64)* vid 13 °C 84 66 (85 83) (66 66) Kompatibilitet med SBS -bitumenmatta; YEP 3,5 mm Mjukpunkt (°C) efter 3 mån vid 50°C 90,2 61,6 (91,3 89,0) (61,8 61,3) referens prov 90,3 67,0 (92,0 88,3 ; 91,7 89,0) (66,9 67,0) Mjukpunktsförändring 0 5 (mjukpunkt för YEP 3,5 mm) (131,0 131,1) (129,6 129,2)

Bilaga 3 Sid 2 (5)

POLYMERBINDEMEDEL - Erhållna provningsresultat för polymerbindemedel Pmb 32 (VTI nr 93-28-1) respektive Styrelf 13/60 (VTI nr 93-29-1) efter upphettning 5 timmar vid 163°C, TFOT

Provning > Bindemedel Pmb 32 Styrelf 13/60 Viktförlust (%) 0,0981 0,0412 (0,0934 0,0990 0,1018) (0,0386 0,0384 0,0466) Penetration (mm/ 10) vid 25 °C 43 29 (43 43 43) (29 29 29) vid 40 °C 138 110 (139 138 138) (111 110 110)

Mjukpunkt, Kula &Ring (°C) 65 63

(65,1 64,9) (63,4 63,2)

Brytpunkt, Fraass (OC) -11 -14

(-12 -11 -11) (-14 -14 -15) Duktilitet (cm) vid 25 °C >100 71 (>100 >100) (70 71) vid 17 °C 81 35 (82 80) (35 35) Elastisk återgång (%) vid 25 °C 80 78* 68 62* (80 81) (76 79)*< (68 68) (61 62)* vid 13 °C 80 AV (81 79) * Resultaten efter 30 minuter, enligt DIN 52013.

Bilaga 3 Sid 3 (5)

POLYlVIERBINDEMEDEL - Erhållna provningsresultat for polymerbindemedel Pmb 32 respektive Styrelf 13/60 samt konventionellt bindemedel, efter återvinninglr mastix (VTI nr 93-28-2, VTI nr 93-29-2 och VTI nr 94-53-1)

Provning Bindemedel ' Pmb 32 Styrelf 13/60 konv Penetration (mm/10) vid 25 °C 60 40 36 (61 60 60) (39 40 40) (36 36 36) vid 40 °C 193 148 154 (194193193) (148 148 149) (155 154 154) Mjukpunkt, (°C) 68 61 57 Kula &Ring (68,3 68,1) (61,2 60,9) (57,2 57,2) Brytpunkt, (°C) -17 -12 -12 Fraass (-17-17 -16) (-13 -11 -12) (-12 -12 -12) Duktilitet (cm) vid 25 °C >100 >100 >100 (>100 >100) (>100 >100) enkelprov vid 17 °C >100 48 35 (>100 >100) (49 47,5) enkelprov Flampunkt (°C) 195 197 193 (194 196) (198 196) (194 192) Elastisk återgång (%) vid 25 °C 86 82* 68 63* (86 87) (82 83)* (68 68) (63 63)* vid 13 °C 81 77* 63 56* (81 82) (77 76)* (63 63) (56 55)*

POLYMERBINDEMEDEL - Erhållna provningsresultat för polymerbindemedel Pmb 32 respektive Styrelf 13/60 samt konventionellt bindemedel, efter återvinninglil mastix som uggvärmts extra på laboratoriet= 6 timmar vid 220°C VTI nr 93-28-2, VTI nr 93-29-2 och VTI nr 94-53-1) Provning Bindemedel Pmb 32 Styrelf 13/60 konv Mjukpunkt, (°C) 69 65 57 Kula &Ring (69,4 69,3) (64,7 64,9) (57,2 56,8) Brytpunkt, (°C) -11 -5 -4 Fraass (-11 -12 -10) (-6 -5 -5) (-2 -4 -5 -4) Duktilitet (cm) vid 25 °C 56 >100 >100 (5656) (>100 >100) (>100 >100) Elastisk återgång (%) 85 65 6 vid 25 °C (85,0 85,0) (65,0 65,0) (6,0 6,0)

Bilaga 3 Sid 4 (5)

BBR-lågtemperaturprovning vid -18°C

Prov VTI nr Styvhet, S m-värde

(MPa)

93-28-2 - ursprungligt bindemedel 316 0,311

PMB 32 (291 340) (0,294 0,327)

- efter TFOT 351 0,286

(302 399) (0,252 0,320) - efter återvinning ur mastix 287 0,400

(287 287) (0,382 0,418)

- efter återvinning ur mastix 211 0,419

som vårmts 6 tim vid 220°C (205 216) (0,414 0,424)

93-29-2 - ursprungligt bindemedel 492 0,304

Styrelf 1360 (429 555) (0,294 0,314)

- efter TFOT 367 0,195

(342 391) (0,182 0,207) - efter återvinning ur mastix 606 0,277

(717 495) (0,307 0,246) - efter återvinning ur mastix 403 0,335 som värmts 6 tim vid 220°C (404 402) (0,333 0,337)

94-53 - efter återvinning ur mastix 501 0,339

Konventionell mastix som värmts 6 tim vid 220°C (486 516) (0,342 0,335)

Bilaga 3 Sid 5 (5)

Provningsresultat för återvunnet bindemedel från EVA-modifierad

asfaltmastix PMX, VTI nr 95-77. (Långtidsuppvärmningsförsök)

Provning Återvunnet bindemedel efter långtidsuppvärmning

10 tim 68 tim Penetration (mm/10) 25 °C 82 76 74 (83 80 84) (75 77 76) (74 73 74) 40 °C 320 317 (322321317) (317318317) Mjukpunkt (°C) 50 50 (49,8 49,6) (49,7 49,9) Brytpunkt (°C) -16 -15 (-l6-l9-14) (-12-23-18-15-11-12) Duktilitet (cm) 25 °C >100 >100 (>100 >100) (>100 >l00) 17 °C >100 (>100 >100)

Elastisk återgång (%)

25 °C _<_8 _<_5* (4 0,5 8 8) (2 0 5 5)* 13 °C 18 15* (1818) (1515)* Flampunkt (°C) 195 (194 196) Viktförlust (%) 0,304 (0,304) Kemisk kompatibilitet med

SBS- bitumenmatta, 3 mån vid 50 °C Mjukpunkt (°C) 53 (52,6 52,6) Referensprov, mjukpunkt (°C) 49 (49,4 49,4) Mjukpunktsförändring (°C) 4

Bilaga 4

Bilaga 4 Sid 1(4)

FLUORESCENSMIKROSKOPI PMB 32

Bild 1

' Förstoring 200X Brottyta av asfaltmastix.

4

Polymeren framträder ej tydligt.

V De ljusgrå oregelbundna partierna 'I är stenmaterial.

Vid uppvärmning framträder polymeren tydligare (Bild 2).

Bild2

Färstoring 200X

- Brottyta av asfaltmastix, samma bit som Bild 1, men provet har nu varmts i ugn IOOOC 15 minuter.

Polymeren framträder nu som

tydliga runda ljusa prickar i det mörka bitumenet.

i Bitumen har vid uppvärmningen

.

trängt upp till ytan och döljer

' E stenmaterialet.

Bilaga 4 Sid 2(4)

FLUORESCENSMIKROSKO

MB 32

Bil 3 ' '

' H

A

N

' 4' > '

Fstrig 45X

Bindemedel ursprungligt.

POlymeren bildar ett ej sammanhängande mönster av oregelbmzdna partiklar i bitamenet.

Bild 4 Förstoring 245X

Bindemedel efter TFOT.

Polymeren bildar nu ett tätare mönsterjämfört med ursprungligt bindemedel (Bild 3).

Bilaga 4 Sid 3(4)

FLUORESCENSMIKROSKOPI PMB 32

Bild5

"'

'

'

V ' toring24

Bindemedel återvunnet.

Polymeren bildar ett tätt prickmönster i bitumenet.

Bilaga 4 Sid 4(4)

FLUORESCENSMIKROSKOPI EVA

Bild 6 Förstoring 200X Brottyta av asfaltmastix PMX, polymeren framträder ej. De ljusa partierna är stenmaterial. Vid

uppvärmning framträder polymeren tydligare (Bild 7).

Bild 7

Förstoring 200X

Brottyta av asfaltmastix PMX, samma bit s0m Bild 6, men provet har nu värmts i ugn IOOOC

15 minuter. Polymeren framträder nu sam mycket små runda ljusa I : prickar i det mörka bitamenet. De

ljusa lite större partierna är stenmaterial.

Bild 8

Förstoring 400X

1 « Bindemedel, återvunnet. Polymeren : framträder tydligt i hög förstoring

som ljusa prickar.

Bilaga 5