MAA
Tallinna Tehnikaülikooli magistritöö
„ “. Bituumeni osaline asendamine ligniiniga Viimsi Randvere tee katselõigu asfaltsegude näitel Juhendaja: Kristjan Lill
Sissejuhatus lame ajal, mil maailm on otsimas fossiilsete kütuste E kasutamise vähendamiseks alternatiivseid lahendusi. Üks kolmest enimkasutatavast fossiilsest toormest on nafta, mis moodustab ligi kolmandiku kogu tänapäeval kasutusel olevate fossiilsete kütuste mahust. Teedeehituses on naftal väga oluline roll. Toornafta rafineerimisel saadakse kaasuvana asfaltsegude jaoks olulist sideainet bituumenit. Maailmas toodetakse praegu fossiilsetest allikatest umbes 102 miljonit tonni bituumenit, millest umbes 85% kasutatakse asfaltsegudes. Paraku suurendab fossiilsete bituumenite kasutamine kasvuhoonegaaside eraldumist Maa atmosfääri, mis omakorda ohustab meie elukeskkonda. See- tõttu on viimasel kümnendil tehtud mitmeid teadus- ja arendustöid, mille eesmärk on leida alternatiivseid sideaineid või vähendada bituumeni osakaalu asfaltsegudes. Alternatiivsete lahenduste rakendamine toob kaasa nii tehnilisi kui ka majanduslikke välja- kutseid. Üheks proovikiviks on leida sideaine, mille kasutamine vähendaks süsihappegaasi heitmeid, säilitades samal ajal bituumenile omased tugevusomadused. Eesti kliimas on tugevus- likest parameetritest kõige olulisem just vastupidavus temperatuuri kõikumistele. Oluline arengusuund on puidu töötlemisel tekkiva ligniini kasutamine sideainena. Ligniini kasutamist asfaltsegudes on teaduslikult uuritud ning jõutud järeldusele, et materjal sobib osaliselt asendama nafta baasil toodetud bituumenit. Katselõik Viimsi Randvere teel Uuringu praktiline osa viidi läbi Viimsisse rajatud Randvere tee katselõigul. Tegemist on suure liikluskoormusega teelõiguga, kus ööpäevane liiklussagedus ületab 10 000 sõidukit. Selline koormus loob head eeldused uute materjalide tegelike tööomaduste hinda- miseks. Enne rekonstrueerimist oli teekate amortiseerunud ning defektide- ga (nt praod ja ebatasasused). Projekti käigus uuendati nii katend kui ka sellega seotud taristu, luues sobiva keskkonna eri asfalt- segude võrdlemiseks. Katselõigu rajamisel paigaldati paralleelselt nii ligniini sisaldavad kui ka tavapärased asfaltsegud, mis võimaldas nende omaduste otsest võrdlust. Uuritud asfaltsegud ja kasutatud materjalid Katselõigul kasutati Fibenoli toodetud ligniini, mille kaubanduslik nimetus on Lignova™ Crude. Tegemist on termomehaaniliselt töö- deldud hüdrolüüsitud ligniiniga, mis omadustelt sobib asfaltsegu- des kasutamiseks. Uuritavad asfaltsegud hõlmasid nii kulumis- kui ka sidumiskihte. Katsetati kolme ligniini sisaldavat segu: AC 8 surf, AC 16 surf ning SMA 12. Võrdluseks kasutati samu segusid ka ligniinita, mis võimaldas hinnata ligniini mõju nende omadustele.
Oliver Pajus Tallinna Tehnikaülikooli vilistlane
Seguretseptide arendamine ja optimeerimine Enne katselõigul kasutatavate asfaltsegude tootmist oli vajalik läbi viia katsetootmine, mille eesmärk oli kontrollida laborikatsed edu- kalt läbinud seguretseptide sobivust tegelikes tootmistingimustes. Katsetootmise käigus saadud segud viidi laboratoorsetele katse- tustele, mille tulemuste põhjal hinnati nende vastavust nõutud omadustele. Seguretseptide aluseks võeti Riigikantselei tellimusel välja töötatud asfaltseguretseptid, mille eesmärk oli arendada Eesti tingimustesse sobivaid süsinikneutraalseid asfaltsegusid. Katse- tulemuste põhjal tuli seguretsepte korrigeerida. Näiteks ilmnes AC 8 surf ligniini sisaldava asfaltsegu esimestel katsetootmistel, et segu peenosiste sisaldus oli liiga väike ning jääv- poorsus ületas lubatud piirväärtusi. Probleemi lahendamiseks suu- rendati järk-järgult filleri osakaalu, et saavutada standardis nõutud kvaliteediga segu. Nõutud segukvaliteet saavutati neljandal katse- tootmisel, kus olid täidetud kõik vajalikud parameetrid. Sarnane protsess toimus ka teiste ligniini sisaldavate asfaltsegude puhul. AC 16 bin ligniini sisaldav segu saavutas nõutud omadused pärast kolmandat katsetootmist.
SMA 12 segu puhul osutus esialgne retsept sobivaks juba esimesel katsel.
Iteratiivne lähenemine näitas, et ligniini kasutamine asfaltsegudes eeldab täpset retseptiarendust ning segu koostist kohandamata ei ole võimalik bituumenit ligniiniga asendada. Katsepaigaldus ja tööprotsessi eripärad Enne lõplikku paigaldust katselõigule viidi läbi katsepaigaldus, mille eesmärk oli hinnata segude käitumist reaalses ehitusprotsessis. Katsepaigalduse käigus selgus, et ligniini sisaldavad segud käituvad üldjoontes sarnaselt tavapäraste asfaltsegudega. Nende laotamine ja tihendamine ei nõudnud olulisi muudatusi tööprotsessis. Pärast rullimist olid segude pinnad visuaalselt ühtlased ning võrreldavad traditsiooniliste katenditega.
62
TEEJUHT / NR 18
Powered by FlippingBook