634.0.383
KATIONAKTÍV BITUMENEMULZIÓ AZ ERDÉSZETI ÚTÉPÍTÉSEKNÉL DR. KECSKÉS
KOSZTKA
SÁNDOR,
MIKLÓS
Az erdészeti útépítésnél és -fenntartásnál rendkívül lényeges, hogy olyan kötőanyagot használjunk, mely könnyen kezelhető, és a ve lük készített anyag egyszerű gépekkel beépíthető legyen. Az erdé szeti útépítésnél eddig legnagyobb mennyiségben használt hígított bitumen helyett egyszerűbb és hatékonyabb munkát tesz lehetővé a kationaktív bitumenemulzió, amely kedvező technológiai tulaj donságai mellett környezetvédelmi és energiagazdálkodási szem pontból is előnyös. Az útépítésben hasmáit e g y i k l e g f o n t o s a b b kötőanyag a b i t u m e n . S o k e l ő nyös tulajdonsága m e l l e t t néhány kedvezőtlen tulajdonsággal is r e n d e l k e z i k , m e l y e k hatása erősebben j e l e n t k e z i k a főprofilként n e m útépítéssel foglalkozó, ezért e g y s z e r ű b b gépekkel és berendezésekkel dolgozó erdőgazdaságoknál. A z e g y i k , számunkra hátrányos tulajdonság, h o g y a felhasználás m i n d e n területén a b i t u m e n t f e l k e l l melegíteni. E z speciális berendezést és e n e r g i a felhasználást igényel. A forró a n y a g balesetveszélyes, ezért az ó v ó és védő r e n d szabályok betartása n a g y o n fontos k ö v e t e l m é n y . „ S a v a s " és n e d v e s felületű kőzetekhez n e m , v a g y n e h e z e n t a p a d , ezért tapadásjavítókat k e l l a l k a l m a z n i és szárítással biztosítani a teljesen száraz felületet. A z adalékanyag szárítása energiaigényes, p o r - és koromképződéssel jár, a m i s z e n n y e z i a környezetet. A z így készített, v i s z o n y l a g n a g y értékű a n y a g o k j ó minőségű beépítése csak m e g felelő eszközökkel és a technológiai előírások p o n t o s betartásával történhet. A kezelhetőséget könnyíti a b i t u m e n n e k hígított f o r m á b a n történő h a s z n o sítása. E n n e k oldószere ásványolaj-származék, ezért energiahordozó-megtaka rítást n e m j e l e n t , a hígítószer lassú párolgása v i s z o n t é v e k i g tartó alakváltozást, utántömörödést t a r t f e n n , m i a l a t t a környezetet i s erősen s z e n n y e z i . A z oldószer gyúlékonysága m i a t t a tűzveszély f o k o z o t t óvatosságot igényel. A f e n t i hátrányokat küszöböli k i a b i t u m e n v i z e s emulziója, a m e l y n e k e n e r giagazdálkodási és környezetvédelmi hatása előnyös, de e m e l l e t t a felhaszná lást is könnyíti. Építéstechnológiai szempontból k ö n n y e n kezelhető, kiemelkedő a kedvező energiagazdálkodási é s k ö r n y e z e t v é d e l m i tulajdonsága. A bitumenemulzió, jellegét t e k i n t v e , kétféle l e h e t : — kationaktív (savas) és — anionaktív (lúgos), a m e l y e k közül a kationaktív emulzió a k e d v e z ő b b tulajdonságú. E z a negatív töltésű felületekhez (tehát a l e g t ö b b kőzet felületéhez) kémiai kötéssel t a p a d . M i v e l a fellépő kötőerő n a g y o b b , m i n t a v i z e t a szemcséhez tapasztó erő, ezért a z emulzió törésekor (kicsapódásakor) a n e d v e s felületről leszorítja a v i z e t és j ó l m e g t a p a d . A bitumenemulzió használatának előnye részletesebbben a z alábbiakban foglalható össze: 495
A kathnaktiv b/tumenemulzió
felépítése
A kationaktív bttumentmulzió kötése baztkus
R-NH^
HCI—RNH*
viztMTtR-nh^.
cr
1. ábra.
cr
— p o n t o s adagolása
is kezetekhez
hígíthatósága
miatt
Kationaktív építése
bitumenemulzió és kötése
fel
még k i s mennyiségekben i s m e g
oldható, — v é k o n y b e v o n a t o k készítésére a l k a l m a s , — n e d v e s felületre jól t a p a d , — alkalmazása széles körű, — f a g y p o n t f e l e t t i m i n d e n hőmérsékleten beépíthető, — tárolása, kezelése egyszerű, — energiatakarékos építési m ó d o k a t tesz lehetővé (1. táblázat), — k ö r n y e z e t v é d ő , m e r t a z o l d ó a n y a g víz, a keveréskor p o r és k o r o m n e m képződik, —• a melegítés elmaradása m i a t t a balesetveszély m i n i m u m r a csökken. A b i t u m e n e m u l z i ó egyszerűen kezelhető. Szállításra a l k a l m a s m i n d e n o l y a n tartálykocsi, a m e l y f o l y é k o n y a n y a g o k szállítására is m e g f e l e l . A szállítási távolság t e c h n i k a i l a g tetszőleges, de a 4 0 % víztartalom ( b i t u m e n t a r t a l o m e l ő állításakor 60%) m i a t t a gazdaságos szállítás határa m i n t e g y 80—100 k m . A m í g az előállító ü z e m e k hálózata k i n e m a l a k u l , a d d i g tehát korlátlan. J e l e n l e g az országban h á r o m h e l y e n — Z a l a e g e r s z e g e n , B a r c s o n , B u d a p e s t e n — gyárt ják. Tárolására b á r m i l y e n a n y a g b ó l (beton, acél stb.) készült tartály m e g f e l e l . Melegítőberendezésre n i n c s feltétlenül szükség, de f a g y p o n t a l a t t i tároláskor hőszigetelésről és fűtésről g o n d o s k o d n i k e l l . A tartályban gyártási h i b a , s z e n y nyeződés stb. m i a t t megtört bitumenemulziót is csak felmelegítés után lehet a tartályból eltávolítani. Hosszú tárolás következtében, a bitumenszemcsék ülepedése m i a t t az emulzió önmagától is megtörhet, ezért tárolás k ö z b e n a z emulziót hetenként át k e l l k e v e r n i . E z z e l m e g a k a d á l y o z z u k a z e m u l z i ó megtörését és m i n t e g y h á r o m h ó 1.
táblázat
A z előállítás, bedolgozás energiaigénye 1 t o n n a k e v e r é k e n e r g i a i g é n y e ( a n y a g + k e v e r é s -f- b e d o l g o z á s ) 103 j
Keverék
l i t e r fűtőolaj
433 397 Kavicsaszfalt 550 208 Cementbeton 78 515 Emulziós k a v i c s 909 792 HB-kötőzúzalék 132 546 Emulziós kötőzúzalék 1 m felületi b e v o n á s e n e r g i a i g é n y e ( a n y a g + b e d o l g o z á s ) Hígított b i t u m e n k ö t ő a n y a g 13 117 Bitumenemulzió kötőanyag 2 470
11,72 14,90 2,10 24,60 3,60
2
496
0,355 0,067
2. táblázat Bitumenemulzió
Jellemző Bitumentartalom eltérés Viszkozitás Homogenitás 0,630 m m szitán 0,160 m m szitán Törési i n d e x pH
t% t% Engler-fok t t
%max %max
összetétele
gyors R
Törési sebesség közepes E
lassú S
60 (65, 68) + 1,5 6—10
60 + 1,5 4—10
60 + 1,5 4—10
0,10 0,25 80 2— 5
0,10 0,25 60—120 2— 5
0,30 0,30 120 2— 5
n a p i g minőségromlás nélkül tárolhatjuk. A z átkeverést a tárolótartályhoz csat lakozó oentrifugálszivattyúval lehet m e g o l d a n i , m e l y a z emulzió átszivattyúzására is felhasználható. A bitumenemulzió a felhasználás előtt tetszőlegesen hígítható, de a pH-értékét m i n d i g 2—5 között k e l l t a r t a n i . E z sósavadagolással oldható m e g . A kationaktív bitumenemulziókat törési sebességük és felhasználási m ó d j u k szerint osztályozhatjuk. A törési sebesség szempontjából v a n n a k : g y o r s a n , k ö zepesen és l a s s a n k ö t ő bitumenemulziók. E z e k jellemzőit a 2. táblázat t a r t a l mazza. A f e n t i választékok közül a megfelelő bitumenemulziót a felhasználás teljes körű vizsgálata alapján lehet kiválasztani. E h h e z i s m e r n i k e l l : — a felhasználás módját (permetezés, keverés stb.), — a z adalékanyag minőségét, — a z a l k a l m a z o t t berendezéseket és az — időjárási v i s z o n y o k a t . A felhasználható ibituimenemulziókról a 3. táblázat nyújt tájékoztatást. A z emulzió megtörése után visszamaradó b i t u m e n n e k a z o n o s jellemzői lesz nek, m i n t amelyből a z emulziót gyártották. E n n e k jelentősége a z , h o g y a m e g törés után n e m k e l l várni a teljes kötőképesség kialakulására — m i n t a hígí tott b i t u m e n e k esetében — , h a n e m a z a törés i d e j e a l a t t teljesen k i a l a k u l . 3. táblázat Bitumenemulzió
F e l h a s z n á l á s területe Permetezési technológia Felületi b e v o n a t o k Itatásos m a k a d á m K i s felületek javítása Ragasztás Cementstabilizáció utókezelése Emulziós h i d e g keverék Kötőzúzalék Emulziós hidegaszfalt Stabilizáció készítéséhez
felhasználási
területei
R
E
S
+ + + + +
— —
0 0 0 0 0
a)
—
(3) (3) (1)
0 0 0
0
— 0
+
— —
.
+ —
Megjegyzés
(2) (2)
(3)
Jelmagyarázat: + — 0 (1) (2) (3)
legalkalmasabb közetfajtától függően alkalmazható nem alkalmas helyi körülményektől függően esetleg vízzel l / l a r á n y b a n hígítva kőzethez beállítva .
497
2. ábra. Bitumenemulzió permetezése
A bitumenemulzió kötőanyaggal készült b u r k o l a t i rétegek előállítása e g y szerű gépekkel megoldható. A b i t u m e n permetezéséhez az e d d i g is a l k a l m a z o t t bitumenszóró k o c s i használható a szóróhíd fúvókáinak k i s e b b r e állítása után (2. ábra). K e v e r é k e k készítésére a l k a l m a s m i n d e n o l y a n k e v e r ő g é p , m e l y b e n az adalék a n y a g , a víz és a f o l y é k o n y kötőanyag p o n t o s adagolása megoldható (3. ábra). Ezeknél a berendezéseknél a szoros illesztésű, új, m é g b e n e m k o p o t t fogas kerék-szivattyúk o k o z h a t n a k o l y a n üzemzavart, h o g y leállítás után bennük a z emulzió megtörik és e m i a t t b e r a g a d n a k . I l y e n esetben újraindításkor a s z i vattyút f e l k e l l melegíteni. Permetezéskor a p e r m e t e z e t t felületnek, i l l e t v e keveréskor az adalékanyag n a k n e m k e l l száraznak l e n n i , sőt g y o r s a n törő emulziók esetében b i z o n y o s víztartalom előnyös, m e r t i l y e n k o r az emulzió törése l e l a s s u l . Esőben a p e r metezéssel történő építést célszerű leállítani, m e r t a z emulzió megtörése előtt, a kiszórás után 15—20 p e r c c e l , a lehulló eső — intenzitástól függően — a z emulziót l e m o s h a t j a . Csendes, lassú esőben a z o n b a n a munkákat n e m k e l l h i r telen megszakítani, bár a hibás kivitelezés veszélye fennáll. A z emulzió előnyei közé t a r t o z i k az is, h o g y a z alaptól a felületi záróréteg készítéséig m i n d e n réteg építésére felhasználható. Permetezéssel készíthető az aszfaltrétegek ragasztására, v a l a m i n t cement b e t o n v a g y cementstabilizáció utókezelésre használt v é k o n y bitumenréteg. R e pedezett felületű a s z f a l t b u r k o l a t o k i d e i g l e n e s állagmegóvására használható az
3. ábra. Keverőtelep bitu menemulziós keverékek ké szítéséhez 498
emulziós rétegre n e d v e s h o m o k hengerlésével készített felületi (pórus-) zárás, i l l e t v e j ó minőségű k ő b ő l készült zúzalék behengerlésével egyszeres v a g y két szeres felületi b e v o n á s (4. ábra). A z i t a t o t t m a k a d á m b u r k o l a t o k készítése bitumenemulzió kötőanyaggal l é nyegében m e g e g y e z i k a hígított b i t u m e n n e l készített s z e r k e z e t t e l (5. ábra). A z ií-típusú, g y o r s a n kötő emulzióval történő építés előnye j e l e n esetben az, h o g y törés után a z o n n a l rendelkezésünkre áll a b i t u m e n teljes kötőképessége. Emulzióval készült h i d e g k e v e r é k a bitumenstabilizáció, a tárolható h i d e g fenntartási keverék és a h i d e g k a v i c s a s z f a l t . E z e k e l ő n y e a z új pályaszerkezetek esetében az, h o g y h e l y i a n y a g o k felhasználásával, teljes pályaszerkezet épít hető, a z útfenntartásoknál p e d i g a kátyúzóanyag h o s s z a b b i d e i g tárolható m i n t a félmeleg eljárással készült, hígított b i t u m e n e s a n y a g . E z e k a s z e r k e z e t e k g y a k o r l a t i l a g n e m utántömörödő jellegűek, és lehetővé válik b o n y o l u l t a b b gépek alkalmazása nélkül, a h e l y i a n y a g o k széles körű f e l használásával o l y a n pályaszerkezetek építése, a m e l y e k a z e r d e i u t a k forgalmá n a k megfelelőek. U g y a n e z e k a tulajdonságok teszik alkalmassá a r r a , h o g y a z e r d e i u t a k korszerűsítésénél a burkolatszélesítések anyagaként kerüljenek b e építésére (6. ábra). A bitumenemulzió kötőanyaggal készített fenntartási a n y a gok (póruszáró, kátyúzóanyag stb.) széles körű elterjedése p e d i g n a g y b a n h o z zájárulhatna a h h o z , h o g y e r d e i útjaink állapotát v i s z o n y l a g egyszerű eszközök k e l , gazdaságosan f e n n t a r t s u k , i l l e t v e javítsuk. Helyzetünk a z országos úthálózat burkolatépítésével s z e m b e n s o k k a l n a g y o b b körültekintést kíván, m i v e l a döntéshez szükséges paraméterek szórásának 499
6. ábra. Burkolatkészítés bi tumenemulziós keverékek kel (hideg kavicsaszfalt)
o b j e k t í v é r t é k e l h e t ő s é g e n e h e z e b b . M i n d e z e k e t f i g y e l e m b e v é v e , a z erdőfeltárás céljaival
összhangban, a gazdasági k é r d é s e k
mérlegelése a l a p j á n
nyílik
lehe
tőség a teljes vonalvezetés m e l l e t t a b u r k o l a t i rétegek megválasztására, a h a s z nált a n y a g o k kiválasztására. Erdészeti és m e z ő g a z d a s á g i úthálózatunk m i n ő s é g b e n , de
mennyiségben
kü
lönösen, e l m a r a d a k ö r n y e z ő s z o c i a l i s t a országok feltáróhálózatától. E g y e s ese tekben
már
tennünk
a
jobb
munkák
i d ő b e n i elvégzését
is a k a d á l y o z z a . T ö b b e t
g a z d á l k o d á s u n k é r d e k é b e n , elmaradásunk
kell
mielőbbi
tehát
felszámolá
sára.
A jugoszláviai erdészeti és faipari szervek e g y e s ü l t k ö z g y ű l é s é n m e g t á r g y a l t á k az o r s z á g e r d e i n e k á l l a p o t á t és fejlesztését a f a f o g y a s z t á s és m á s e r d e i h a s z o n v é t e l e k szükségleteinek kielégítése szempontjából. E n n e k során megállapították a követ k e z ő k e t : J u g o s z l á v i á b a n a z é v i 13,5 m i l l i ó m fafogyasztás 1985. é v i g 21,2 m i l l i ó r a n ő , a 2000. é v i g p e d i g e l ő r e l á t h a t ó a n 33,2 m i l l i ó m - r e n ő . A z é v e n t e k i t e r m e l t f a 20 m i l l i ó m . A z o r s z á g n a k c s a k n e m a f e l e e r d ő . E n n e k a z o n b a n c s a k a 7 8 % - a fás n ö v é n y z e t t e l b o r í t o t t , 2 2 % - a fátlan, k o p á r és karsztterület, a m i t e r d e i t e r m ő h e l y k é n t t a r t a n a k n y i l v á n . M é g a 7 8 % - b ó l i s t ö b b m i n t 4 0 % - a r o n t o t t , sarjerdő. I l y m ó d o n c s a k 21 m i l l i ó m - t t e s z k i a z összes é v i f a n ö v e d é k , v a g y i s 2,4 m / h a . E z e k a l a p j á n a z o r s z á g a z e u r ó p a i e r d ő g a z d a s á g i s o r r e n d b e n c s a k a z 5., i l l e t v e a 7., sőt a n ö v e d é k t e k i n t e t é b e n c s a k a 24. h e l y e n áll. A f e n t i e k r e t e k i n t e t t e l a z o r s z á g o s e r d ő g a z d á l k o d á s fejlesztési c é l k i t ű z é s e i t a k ö v e t k e z ő k b e n h a t á r o z t á k m e g . 1. M é g e b b e n a z é v s z á z a d b a n b e l t e r j e s e b b e r d ő g a z d á l k o d á s r a k e l l rátérni a g a z d a sági e r d ő k b e n , e z 500 000 m é v i n ö v e d é k t ö b b l e t e l é r é s é t e r e d m é n y e z h e t i . 2. A r o n t o t t és s a r j e r d ő k j a v í t á s á v a l e l é r h e t ő n ö v e d é k t ö b b l e t 3 m i l l i ó m . 3. A k o p á r é s ü r e s t e r ü l e t e k b e e r d ő s í t é s é v e l e l é r h e t ő n ö v e d é k t ö b b l e t 1 m i l l i ó m 3
3
3
3
3
3
3
3
4. G y o r s a n
n ö v ő , l o m b o s fafajú
ültetvények
létesítésével
a növedéktöbblet 3 millió
3
m . 5. P e n y v e s ü l t e t v é n y e k l é t e s í t é s é v e l e l é r h e t ő n ö v e d é k t ö b b l e t é v i 2 m i l l i ó m . 6. A t e r v e k m e g v a l ó s í t á s á h o z é v i 3,8 m i l l i á r d d i n á r s z ü k s é g e s . E b b ő l c s a k 2 5 % b i z t o s í t h a t ó a z e r d é s z e t i és f a i p a r i ü z e m e k f o r r á s a i b ó l , 4 5 % - o t j u g o s z l á v és k ü l f ö l d i b a n k h i t e l e k k e l , 3 0 % - o t a társadalmi s z e r v e k útján l e h e t előteremteni. (Topola, 1979. I — V I . R e f . : A b o n y i I J 3
500
t
