11. Mit tud az aszfaltkeverő telepeken használatos „melegrostákról”? Ismertesse a berendezés működési elvét! Melegrosta a felmelegített kőanyag újraosztályozását végzi. Erre a gépegységre, és az alatta elhelyezett tároló rekeszekre azért van szükség, hogy a berendezés akár keverésenként eltérő szemcseméretű és szemszerkezeti összetételű aszfaltkeveréket tudjon előállítani. Ez azonban csak úgy teljesíthető, ha a szárítódobban felmelegített anyagot újraosztályozzák, és az egyes rekeszekből mérlegelik ki az aktuális összetételnek megfelelő pontos részmennyiségeket. A mechanikus osztályozás elve, hogy egy nyílásokkal ellátott lemezre kerülő anyagból a résnyílásnál kisebb szemek áthullanak, míg a nagyobbak fennmaradnak. Az osztályozás folyamatosságának feltétele, hogy a résnyílásnál nagyobb szemcsék a rostasíkon folyamatosan továbbhaladjanak, amit a szerkezet periodikus mozgatásával érnek el Az iparban többnyire tömegerő gerjesztésű vibrációs rostákat alkalmaznak. Ezekre jellemző, Hogy, a gerjesztő erőt egy, vagy két párhuzamos tengely körül forgó excentrikus tömeg centrifugális ereje hozza létre. Az egytengelyes gerjesztőmű körgerjesztést szolgáltat, míg a kéttengelyes változat azonos fordulatszám és excenteres tömegek, de ellentétes forgásirány esetén egyenes vonalú, irányított gerjesztést hoz létre. A vibrációs rostáknál a résnyílásnál nagyobb szemek haladó mozgása „mikrodobásos” áramlással valósul meg. E szállítási módnál a rosta mozgásjellemzőit úgy választják meg, hogy a szemcsékre átadódó tömegerő rostasíkra merőleges összetevője nagyobb legyen a szemcse súlyerejének a rostasíkra merőleges komponensénél. Ekkor ugyanis a szemcsék időszakosan elválnak a rostasíktól, és a pillanatnyi sebességük nagyságának és irányának megfelelő parabola pályán mozognak tovább, mindaddig, míg neki nem ütköznek a rostasíknak. A melegrosták jellegzetességei: − A vibrációs rostákkal általában csak 2 - 4 frakciót állítanak elő, míg a meleg rostákkal többnyire 5 – 7 szemcsecsoportot kell szétválasztani. − A szárítódobból kikerülő száraz anyag magas hőmérséklete miatt, csak acélból készült rostalemezek építhetők be a berendezésbe, a lényegesen nagyobb élettartamú gumi, vagy műanyag rostasíkok nem használhatók, valamint a szerkezet alátámasztására is csak acél csavarrugókat lehet alkalmazni. − A „vibrálás” nagy porképződéssel jár, ezért a környezet védelme érdekében az osztályozógépet zárt burkolattal kell ellátni, és a rosta légterét is be kell csatlakoztatni a keverőtelep porelszívó rendszerébe; − A feladógaratnál elhelyezett „rostakerülő” váltólap átváltásával osztályozás nélkül is el lehet juttatni az anyagot a rosta alatti tároló rekeszekbe. Ez az üzemmód olyan esetekben használható ki, amikor hosszú ideig változatlan minőségű aszfaltot kell készíteni, így a pontos szemszerkezeti összetétel a szárítódob előtti előadagolókkal is beállítható. A meleg üzemű rostáknál egyre több gépgyártó tér át a körgerjesztésről az irányított gerjesztésre. Ennek az az oka, hogy míg a körgerjesztésű gép gerjesztőművét, az állandó rezgésjellemzők érdekében, a rostaszekrény oldallemezében csapágyazva, a gép tömegközéppontjában célszerű elhelyezni, addig irányított rezgésnél a gerjesztés, a tömegközéppont, és az irányítási szög által kitűzött egyenes mentén, a rostaszekrény felett is elhelyezhető. Ez körülmény a meleg rostáknál (a csapágy kisebb hőterhelése miatt) egyértelműen az irányított gerjesztés előnyeként jelentkezik. Az irányított gerjesztésű melegrosták gerjesztésére vagy villamos motorral hajtott kéttengelyes gerjesztőegységet, vagy két darab egymással szembeforgatott elektromos vibromotort alkalmaznak. A vibromotorok olyan megerősített tengelyű, és csapágyazású aszinkron motorok, melyek tengelyének mindkét végén excentrikus tömegeket helyeznek el.
A gerjesztő tömegek rendszerint több részből készülnek, így azok egymáshoz viszonyított helyzetének megváltoztatásával gerjesztőerejük változtatható. 12. Hasonlítsa össze az aszfalt- és a betonburkolatok jellemző tulajdonságait!
13. Jellemezze a különböző bitumen-fajtákat! Milyen szempontok alapján rendszerezhetők az aszfaltburkolatok? Az útépítésben, és a burkolat felújítási munkák során többféle bitumen fajtát alkalmazhatnak. Ezek felhasználási területét egyrészt a keverék előállítási módja (pl. keverés, vagy permetezéses eljárás), másrészt a burkolat gyártási technológiája, és azon belül is a terítési hőmérséklet (hideg-, félmeleg-, meleg-, vagy forró eljárás) határozza meg. − Az útépítési bitumen vagy útibitumen szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú anyag. Elsősorban kevert aszfaltokhoz, a meleg- és forró eljárásos technológiáknál használják. − A modifikált bitumen a normál útépítési bitumentől annyiban különbözik, hogy különböző adalékanyagokkal (polimerek, gumiadalékok) megváltoztatják a bitumen egyes tulajdonságait. Például a töréspont lecsökken, de a modifikáló szerek jobb kohéziós és tapadási tulajdonságokat is kölcsönöznek a kötőanyagnak. − A hígított bitument is útépítési bitumenből állítják elő oly módon, hogy magas hőmérsékleten oldószert (gázolaj, petróleum, kerozin, stb.) kevernek a bitumenhez. A hígított bitumen nem köt azonnal a bedolgozás és lehűlés után, hanem csak akkor, ha a higítóanyag elpárolgott. A higított bitumen elsősorban hideg, vagy félmeleg eljárásokhoz (pl.: aszfaltmakadám, felületi bevonatok) és javítási munkákhoz használható, de a hígításhoz felhasznált oldószer tűzveszélyessége miatt, valamint a bitumenemulzió egyre szélesebb körű elterjedése következtében viszonylag ritkán alkalmazzák.
− A bitumenemulzió szobahőmérsékleten folyékony, kis viszkozitású diszperz rendszer, amely 50 - 65 tömeg% mennyiségű, 1 - 5 mikron nagyságú cseppekre oszlatott bitumenből és 35 - 50 tömeg% vízből áll. Az emulziót kolloidmalmokban, emulgeálószer (szénhidrogén láncból felépülő szerves vegyület) jelenlétében állítják elő. A bitumenemulzió kationaktív, azaz a bitumenrészecskék pozitív töltésűek. Az emulzió „megtörik” (azaz a bitumen és a víz szétválik), ha a bitumenemulzió ásványi anyaggal érintkezik. Mivel a zúzaléknak „kvázi negatív töltése” van, az emulzióban lévő bitumen tapadását elektrokémiai kötés is segíti. A bitumenemulziók egyik legfontosabb jellemzője a törési idő, melyet az emulgeáló szer mennyiségével lehet befolyásolni. A törési idő alapján megkülönböztetnek gyorsan, közepesen és lassan törő emulziókat. Az aszfaltokat közös tulajdonságaik és legfontosabb megkülönböztető jegyeik alapján többféle módon lehet rendszerezni: • A burkolati réteg funkciója, ill. helye alapján lehetnek: alap-, kötő- vagy zárórétegek; • Az adalékanyag összetételtől függően lehetnek: − Folytonos, vagy kihagyásos szemeloszlásúak (az előbbiek tömör, az utóbbiak forgalom alatt utántömörödő aszfaltot eredményeznek); − Különböző maximális szemcseméretűek (a max. szemcseméret az aszfalt megnevezésében is szerepel, pl. az AB-20 jelű aszfaltbetonnál dmax = 20 mm); • A burkolatianyag készítésnél alkalmazott hőmérséklettől függően lehetnek: − Hideg eljárással a permetezéses, szórásos technológiájú felületi bevonatok, valamint a hidegen kevert önterülő felületi bevonatokat készíthetők. Kötőanyaguk: bitumenemulzió, vagy modifikált bitumenemulzió. − Félmeleg eljárással felületi bevonatok, ill. aszfalt alaprétegek (aszfaltmakadámok) készíthetők. Erre az eljárásra jellemző a 80 - 120 °C közötti keverési, vagy permetezési hőmérséklet, valamint a bitumenemulzió, vagy hígított bitumen használata. − Meleg eljárással, 160 - 210 °C hőmérsékleten gyártják az ún. hengerelt aszfaltokat (lásd: 2. táblázat). Kötőanyaguk: útépítési bitumen vagy modifikált bitumen. − Forró eljárással (180 - 240 °C) készülnek az öntöttaszfaltok. Erre a burkolat típusra jellemző, hogy az ásványi alapanyagok hézagtérfogatát meghaladóan, 1 - 2 tömeg% bitumen felesleget is tartalmaznak, ezért önterülők, így velük szabálytalan felületek jól kialakíthatók. A felületét többnyire zúzalékkal érdesítik. • Az alapanyagok keverési technológiája alapján megkülönböztethetünk keveréses eljárással készülő, ill. permetezéses (vagy szórásos) eljárással készülő burkolatokat. 14. Melyek az útépítési betonok minőségét meghatározó legfontosabb tényezők? Az útépítési betonoknál nagyon fontos kopásállóság mértékét az ú.n. Böhme-féle vizsgálattal ellenőrzik. Ehhez egy előírt méretű próbatestet készítenek, majd azt forgómozgású tárcsára helyezve előírt időtartamig korund porral koptatnak. A mérést a beton 28 napos kora után szárazon és vizes közegben is elvégzik. A kopásállóság mértékét a próbatest térfogatveszteségének mm3-ben kifejezett értékével jellemzik. A kopásálló betonok összetételére és a készítéséhez felhasználható alapanyagokra vonatkozó előírásokat a „beton szabvány” rögzíti. Ez tartalmazza a felhasználható adalékanyagra vonatkozó követelményeket, az alkalmazható legnagyobb víz/cement tényezőt, és a cement minőségét, valamint a legkisebb cementtartalmat is. Ugyanakkor a kopásálló beton felületek készítésekor – az összetételre vonatkozó irányelvek betartása mellett – fokozott gondosságot igényel a beton tömörítése, felületképzése és utókezelése.
Az útépítési betonokkal szemben fontos követelmény a fagyállóság, ami nemcsak az adalékanyag fagyállóságától, hanem a megszilárdult beton struktúrájától is függ, ugyanis a beton fagyállóságában kiemelt szerepe van a megszilárdult betonban lévő pórusok alakjának és méretének. A nedves környezet hatására a kapilláris pórusok – méretük és hajszálcsövességük miatt – telítődnek vízzel, és ha a hőmérséklet a fagypont alá süllyed a kapillárisokban lévő víz megfagy. A víz megfagyásakor bekövetkező közel 10 % térfogatnövekedés a beton pórusait szétfeszítheti, és ennek következtében repedezés, vagy feltáskásodás keletkezik. A víz megfagyásakor bekövetkező térfogatnövekedés miatti fagykár elkerülhető, ha a betonban elegendő mennyiségű vízzel ki nem töltött pólus áll rendelkezésre. Ezt mesterségesen bevitt, gömb alakú légbuborékokkal lehet biztosítani, melyek a hajszálcsöveket megszakíthatják, és a kapillárisokban megfagyó víz kiterjedésének teret adnak. A szándékosan előidézett pórusokat légpórusképző adalékszerekkel hozzák létre. Ennek hatására a betonban a levegő egyenletes eloszlásban, 50 - 300 µm átmérőjű, gömb alakú légbuborékok formájában megközelítőleg 3 - 6 térfogat %-ban van jelen. A légpórusok a beton szilárdsági jellemzőit ugyan kismértékben leronthatják, ugyanakkor a fagyállóságát jelentősen megnövelik. A hazai építőiparban felhasznált betonok adalékanyaga leggyakrabban természetes aprózódású (folyami, vagy bányából kitermelt) homok és homokos kavics, ugyanakkor az érdes felületű zúzalékból készült betonok egyes jellemzői (nyíró-, hajlítószilárdság, stb.) lényegesen kedvezőbbek, mint a kavicsbetonoké. Ezért a beton útburkolatok készítésével foglalkozó irányelvek előírják, hogy betonburkolatok készítésénél az útpálya terhelésétől függően milyen arányban lehet kavicsot, ill. zúzott adalékanyagot használni. Az útépítésnél használt betonok sajátos típusa a helyszínen, vagy keverőtelepen előállított „soványbeton” útalap, melynek összetételére és szilárdsági jellemzőire vonatkozó követelményeket nem a „beton szabvány”, hanem Útügyi Műszaki Előírások tartalmazzák. 15. Melyek a legfontosabb eltérések az aszfalt- és betonburkolatok szállítása és bedolgozása (terítés, tömörítés, stb.) között? − Sorolja fel, hogy milyen gépegységekből áll az aszfaltfiniser! − Sorolja fel, hogy milyen gépegységekből áll a betonfiniser! Mindkét burkolati anyag szállításával kapcsolatban követelmény, hogy a keverést követően a lehető legrövidebb időn belül be kell dolgozni: - Aszfaltnál a bedolgozhatósági időt a lehűlés korlátozza. Mivel a beépíthetőségi hő mérsékletének alsó határa ≈ 115 °C, a szállítást és a bedolgozást úgy kell ütemezni, hogy hőmérséklete a burkolat tömörítésekor a megadott határértéket még meghaladja. Az aszfalt lehűlési ideje függ a terítés rétegvastagságától, a burkolati anyag és a környezet hőmérséklettől és a szállítási módtól (takarás, szállítóeszköz hőszigetelése) is. - A beton szállítása az eltarthatósági idő révén befolyásolhatja a beton minőségét. A friss betonkeverék eltarthatósága szempontjából a beton kötési, ill. szilárdulási folyamatának a kezdete a mértékadó. Ennek időtartama függ a beton összetételétől, a környezeti hőmérséklettől, de a szállítás módja is befolyásolja értékét.
