Zelena-Slovenija-logo

Portal za trajnostni razvoj

Kontakt:

Kontaktirajte nas na e-naslov info@zelenaslovenija.si ali pokličite na 03 42 66 700.

Poiskali bomo ustrezno rešitev za vas.

Odlične torne lastnosti asfaltov iz črne žlindre - EOL 68

Gradbeni odpadki | Zvonko Cotič, doc. dr. Ana Mladenovič Darko Kokot |
 
Povzetek Agregat iz črne jeklarske žlindre iz elektroobločnih peči se v svetu uporablja v asfalterstvu kot zamenjava za najkvalitetnejše naravne agregate, ki jih Slovenija sicer uvaža iz sosednjih držav. V prispevku so podane informacije o izgradnji in lastnostih asfaltnega testnega polja, izvedenega v letu 2008 na avtocesti AC Razdrto–Postojna, z vidika rezultatov sukcesivnega spremljanja stanja in kronološkega razvoja tornih lastnosti ter primerjave z odsekom iz naravnega agregata.
 

1. Postopek pridobivanja agregata iz črne žlindre
»Črna žlindra« je stranski proizvod pri proizvodnji surovega nelegiranega jekla v elektroobločnih pečeh (EOP). Tvori se na površini raztaljenega jekla in odteka pod peč, kjer se talina prične strjevati. Na eno tono pridobljenega jekla nastane približno 150 kg žlindre. Žlindro se nato odpelje na ustrezne deponije pred jeklarno, kjer se začne prva faza staranja, sestavljena iz močenja in prelaganja, in traja 15 dni. S tem se žlindra počasi in kontrolirano ohlaja, pri čemer se izoblikuje ustrezna mikrostruktura žlindre, poleg tega pa pride do transformacije CaO in MgO v stabilno obliko. V drugi fazi staranja se žlindro izpostavi atmosferskim vplivom še za nadaljnjih 30 dni. Sledijo postopki mehanske predelave, kjer se z magnetno separacijo najprej izloči železo, nato pa z drobljenjem in frakcioniranjem pridobi agregat določenih nazivnih frakcij.

2. Agregat iz žlindre
Aprila 2008 je bila izvedena rekonstrukcija avtocestnega odseka AC A1/0056 Postojna–Razdrto, pri čemer je bila vgrajena asfaltna obrabna plast z agregatom iz črne jeklarske žlindre.

Slika 1: Testno polje na AC Postojna–Razdrto (odcep Razdrto v smeri proti Kopru)
Slika 1: Testno polje na AC Postojna–Razdrto (odcep Razdrto v smeri proti Kopru)

Za agregat iz črne jeklarske žlindre je značilna visoka vrednost odpornosti agregata proti zglajevanju (poliranju), ki v praksi predstavlja sopomenko za visoko varnost uporabnikov cest. Za obrabne plasti voznih površin je namreč odpornost uporabljenih kamnitih zrn proti zglajevanju odločilnega pomena za torne lastnosti vozne površine v mokrem stanju. Pri uporabljeni žlindri je količnik odpornosti proti zglajevanju (angl. »Polished Stone Value« – PSV) v skladu s SIST EN 1097-7 znašal 61. Pomemben parameter je tudi odpornost proti drobljenju, ki je pokazatelj žilavosti in dolgoročne obstojnosti materiala. Količnik odpornosti proti drobljenju po postopku Los Angeles v skladu s SIST EN 1097-2 je pri uporabljeni žlindri znašal 17.

3. Asfaltna zmes iz žlindre
Asfaltna zmes drobirja z bitumenskim mastiksom SMA 11 je bila proizvedena v asfaltni bazi Primorja v Lažah. Uporabljene frakcije agregata v asfaltni zmesi so bile sestavljene iz agregata iz črne jeklarske žlindre (frakcije 2/4, 4/8 in 8/11 mm) ter iz apnenčevega agregata iz kamnoloma Laže (frakcija 0/2 mm). Posebnosti proizvedene vroče asfaltne zmesi, v kateri je agregat iz črne jeklarske žlindre, se v primerjavi s konvencionalnimi asfaltnimi zmesmi odražajo v:
boljših tornih sposobnostih;
primerljivih lastnostih glede:
odpornosti asfaltne zmesi proti nastanku kolesnic (visokim temperaturam),
odpornosti proti nastanku razpok (nizkim temperaturam);
približno 25 % večji prostorninski masi (zaradi večje prostorninske mase žlindre).
Rezultati proizvedene asfaltne zmesi iz črne jeklarske žlindre so skladni z zahtevami standarda SIST EN 1038-5 za odseke z izredno težko, zelo težko in težko prometno obremenitvijo, kar potrjuje smiselnost uporabe žlindre kot nadomestka naravnega agregata v najkvalitetnejših materialih v voziščnih konstrukcijah.

Slika 2: Videz vozne površine po izdelavi testnega polja
Slika 2: Videz vozne površine po izdelavi testnega polja


4. Meritve torne sposobnosti
Torna sposobnost vozne površine (odpornost proti drsenju) predstavlja vpliv sestave in kakovosti kamnitih zrn materiala na vozni površini ter njene drobne geometrijske oblikovanosti (hrapavost) na velikost in sposobnost prenosa delujočih sil (oprijemljivost) pnevmatike na vozišče, s tem pa tudi na varnost vožnje.
Zavod za gradbeništvo Slovenije je s pomočjo posebne merilne naprave, imenovane Scrimtex, pri hitrosti 80 km/h izvedel meritve torne sposobnosti vozišča (meritve potekajo v pogojih, ki so za vožnjo po vozni površini kritične, tj. v mokrih pogojih).
Meritve so bile izvedene na testnem polju z žlindro in za primerjavo na odseku pred in za testnim poljem, kjer je uporabljen konvencionalni naravni agregat, in sicer v časovnem obdobju od septembra 2008 do julija 2010. Rezultati meritev torne sposobnosti so brezdimenzijske vrednosti, korigirane v odvisnosti od nihanja hitrosti pri izvedbi meritev in od temperature vozne površine.

5. Rezultati meritev
Že začetne meritve so pokazale, da je odpor proti drsenju na odseku s črno jeklarsko žlindro ne samo primerljiv z rezultati odsekov pred in za testnim poljem z vgrajenimi naravnimi kamnitimi zrni (55 oz. 54 enot), pač pa celo nekoliko višji (61 enot) – slika 3.

Slika 3: Rezultati meritev torne sposobnosti pred, na in za testnim poljem Torna sposobnost pri 80 km/h
Slika 3: Rezultati meritev torne sposobnosti pred, na in za testnim poljem Torna sposobnost pri 80 km/h


Po skoraj enoletni uporabi odseka so meritve v marcu 2009 že pokazale izrazito razliko v odporu proti drsenju v prid odseka z žlindro (70 enot). Zadnje prikazane in večkrat izvedene meritve iz julija 2010 so nakazale, da je stanje odseka pred in za testnim poljem praktično enako stanju v septembru 2008 (53 oz. 51 enot). Nasprotno pa je bil ugotovljen bistveno višji odpor proti drsenju (77 enot) na samem testnem polju (glej sliko 3), kjer se odlične torne sposobnosti vhodnega agregata (žlindre) odražajo tudi v končnem vgrajenem proizvodu.
V skladu s kriteriji, ki so podani v »Tehničnih specifikacijah za ceste TSC 06.620: Lastnosti voznih površin – Torna sposobnost«, lahko stanje vozne površine na odseku z naravnim agregatom ob prvi in zadnji meritvi opredelimo kot dobro do zelo dobro. Na odseku z žlindro je bilo stanje ob vseh treh meritvah v različnih časovnih obdobjih vedno zelo dobro (linearni trend naraščanja vrednosti).

6. Zaključek
Leta 2008 je bilo na avtocestnem odseku AC Razdrto–Postojna prvič v Sloveniji izvedeno poskusno polje, kjer asfaltna obrabna plast sestoji iz agregata iz črne jeklarske žlindre. Torna sposobnost vozne površine na testnem polju iz jeklarske žlindre v primerjavi s konvencionalnimi asfaltnimi zmesmi izkazuje boljše lastnosti glede varnosti. Tudi po treh letih stalne uporabe pod največjimi prometnimi obremenitvami to izkazuje odlično stanje vozne površine, ki je hkrati tudi brez vsakršnih znakov poškodb.
Članek je nastal v okviru projekta ReBirth – Promocija recikliranja industrijskih in gradbenih odpadkov in njihove uporabe v gradbeništvu, ki ga finančno podpirajo Evropska komisija (program LIFE+) v vrednosti 422.772 EUR, Ministrstvo za kmetijstvo in okolje v vrednosti 165.454 EUR in partnerji projekta. Celotna vrednost projekta je 845.543 EUR. Čas trajanja projekta je od 1. 10. 2011 do 31. 12. 2014. Partnerji projekta so Zavod za gradbeništvo Slovenije (koordinator), Gospodarska zbornica Slovenije, PKG Šprinzer Mirko, s. p., Primorje, d. d., Klaro, d. o. o., in Mayer McCann, d. o. o. Več novic o projektu in njegovih aktivnostih najdete na spletni strani www.re-birth.eu.