Penetratiebitumen
Productie
De eisen voor penetratiebitumen zijn opgenomen in NEN-EN 12591. Tabel 17 toont een samenvatting uit deze norm. In de norm zijn drie soorten penetratiebitumen gespecificeerd, ingedeeld naar de grenzen voor de penetratie. De meest gebruikte soorten in de Nederlandse wegenbouw zijn de bitumina 40/60 en 70/100. Hardere bitumina zoals 35/50 of zelfs 10/20 worden in Nederland soms toegepast om een betere weerstand tegen spoorvorming te verkrijgen en zachte bitumina 100/150 en zelfs 160/220 worden vaak toegepast in asfaltmengsels met hogere percentages asfaltgranulaat.
In de asfaltwegenbouw wordt vrijwel uitsluitend het fabrieksmatig bereide penetratiebitumen toegepast. Dit bitumen is het residu van de vacuümdestillatie van de ruwe aardolie in de olieraffinaderijen, het zogenoemde vacuüm residu (zie Figuur 34). Bij het woord ‘Crude’ linksboven in de grafiek start het raffinageproces.
[ link ]
Figuur 34 Bereiding van bitumen uit aardolie
Bij het gebruik van een geschikte aardolie kan de raffinaderij verschillende bitumensoorten produceren enkel door variëren van de distillatietemperatuur in de vacuümkolom:
- Air rectification of licht geblazen bitumen. Om de stijfheid van het zachte bitumen te verhogen (of anders gezegd de penetratie te verlagen) kan men het residu licht aanblazen. Hierdoor worden sommige chemische eigenschappen licht gewijzigd waardoor het bitumen een lagere penetratiewaarde krijgt.
- Geoxideerde bitumensoorten. Hierbij wordt het bitumen behandeld in een oxidatie-eenheid. Het voornaamste doel is om de penetratie te verlagen en het verwekingspunt TR&K te verhogen. De wijziging van deze parameters is in sterke mate afhankelijk van temperatuur, luchthoeveelheid, druk en eventueel gebruik van een katalysator.
- Solvent de-asphalted (SDA) bitumen. Bij de productie van bepaalde smeeroliën wordt gebruikgemaakt van een proceseenheid waarbij de asfaltenen (zie 3.6.2) worden gescheiden van de andere residubestanddelen. Deze ‘de-asphalted’ olie kan verder worden behandeld om gebruikt te worden als smeerolie. Het ‘restproduct’ wordt dikwijls propaanasfalt genoemd, een hard materiaal met een penetratie die soms lager dan 10 kan zijn. In mengsels met zachte bitumen kan dit propaanasfalt worden gebruikt om een kleinere penetratie van het uiteindelijke mengsel te krijgen [36].
- Vacuum distilled thermal cracked residue. In veel raffinaderijen wordt gebruikgemaakt van een thermal cracker of ‘visbreaker’ om de productie van zware stookolie efficiënter te maken. Het uit het proces resterende product – normaal gebruikt voor de stookolie – kan echter opnieuw worden gebruikt als feed voor de vacuüm distillatie-eenheid. Hierbij kunnen nog meer bestanddelen worden onttrokken aan het visbreaker residumateriaal en kan een harde bitumensoort worden geproduceerd.
Omdat een raffinaderij geen onbeperkte mogelijkheden heeft worden er meestal maar enkele soorten bitumen geproduceerd die als basis dienen om door ‘blending’ of menging het uiteindelijke product te produceren. Het is mogelijk dat blenders verschillende componenten gebruiken om het bitumen ‘samen te stellen’. Hoewel deze praktijk valt onder de European Dangerous Preparation Directive is dit proces minder gecontroleerd dan voor bitumensubstanties geproduceerd in een raffinaderij. Een voorbeeld hiervan is REOB (Refined used Engine Oil Bottom). Volgens REACH (zie 3.6.1) moeten alle chemische substanties die in Europa worden gebruikt worden geregistreerd waarna ze een CAS-nummer (Chemical Abstracts Service) toegewezen krijgen (zie Figuur 34). Het blijkt nu dat REOB-producten niet zijn geregistreerd [35]. In de Verenigde Staten hebben REOB-producten wel een eigen CAS-nummer.
EisenDe eisen voor penetratiebitumen zijn opgenomen in NEN-EN 12591. Tabel 17 toont een samenvatting uit deze norm. In de norm zijn drie soorten penetratiebitumen gespecificeerd, ingedeeld naar de grenzen voor de penetratie. De meest gebruikte soorten in de Nederlandse wegenbouw zijn de bitumina 40/60 en 70/100. Hardere bitumina zoals 35/50 of zelfs 10/20 worden in Nederland soms toegepast om een betere weerstand tegen spoorvorming te verkrijgen en zachte bitumina 100/150 en zelfs 160/220 worden vaak toegepast in asfaltmengsels met hogere percentages asfaltgranulaat.