Anova Régénération Evaluation©e... · Améliorer la Maniabilité et Réduire la ... Anova 1501...
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© 2015 Cargill, Incorporated. All rights reserved.www.cargill.com
Hassan Tabatabaee, Ph.D.
Yvonnick Brion
Hans MoolenaarCargill Industrial Specialties
Anova
Régénération
Evaluation
March 15, 2017
Paris, France
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Role de Cargill dans l’industrie du bitume• Cargill est un grand fournisseur de
produits pour l’agriculture,
l’alimentaire,le financement et les
marchés bio-industriels
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Agenda
•Définition de “Régénération”
•Evaluation analytique à l’échelle moléculaire
•Evaluation rhéologique du bitume
•Performances “équilibrées” de l’enrobé
•Conclusions
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Domaines d’emploi
7
Améliorer la
Maniabilité
et
Réduire la
Température
Faible
% AE
Fort
% AE
Enrobés
tièdes
Additif
Régénérant
Pas de fumées derrière
le finisseur!
Anova 1501 WMA
Durabilité et résistance
à la fissuration
Anova 1817
Rejuvenator
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Additif retenu dans cette présentation
Le régénérant Anova :
Description Point Eclair Viscosité à 60°C
Anova 1817(régénérant végétal)
>290°C 28.5 mPa.s
TFOT TFOT Visc Ratio
<1% 1.1
7
Régénérant Anova : applications
High RAP HMA/WMA
Rejuvenating Emulsions
Surface Treatment
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Définitions
Trois grands mécanismes pour traiter le bitume vieilli sontenvisagés:
1. Ramollisseur soluble:
Augmente le pouvoir solvant et agit comme diluant
2. Compatibilisant:
Interrompt les associations entre asphaltènes
3. “Non-balancing” ramollisseur:
Faible viscosité de la fraction générique “saturé” (SARA)
• “Régénération” est inexacte, mais un terme populaire.
• Un bon régénérant modifie l’impact de vieillissement sur les
performances du bitume, les propriétés et la durabilité.
• Besoin d’amélioter l’aspect économique en étant capable de
recycler à fort taux de AE !
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0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
SA
RA
Fra
cti
on
s
40hr PAV 40hr PAV + Anova™
Régénération des fractions bitume
Thin Layer Chromatography (TLC) using an Iatroscan 6
0%
5%
10%
15%
20%
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SA
RA
Fra
ctio
ns
Unaged 40hr PAV
Aging Rejuvenation
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Inversion de phase du bitume vieilliMicroscopie
(Image from Pauli et. al., 2014)
Au
gm
en
tatio
n d
es
pa
raffin
es
Extracted RAP 3x PAV
Bitume vieilli
Après
régénération
Au
gm
en
tatio
n %
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ph
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ice
co
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al
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Opposition au vieillissement Balance
Compositiongénérique
IC=𝐴𝑠𝑝ℎ𝑎𝑙𝑡𝑒𝑛𝑒𝑠+𝑆𝑎𝑡𝑢𝑟é𝑠
𝐴𝑟𝑜𝑚𝑎𝑡𝑖𝑞𝑢𝑒𝑠+𝑅𝑒𝑠𝑖𝑛𝑒𝑠
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
RAP Rej RAP RAP2xPAV
Rej RAP2xPAV
Indice d’instabilité colloidal
0.15
0.16
AE récupéré> RTFO > 1x PAV > 2xPAV
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Ramollissement vs. Régénération
• Reduire le module/la viscosité
• Rétablir l’équilibre des groupes génériques
• Rétablir l’indice de stabilité colloidal
• Réduire la fragilité à froid / fissuration
• Rétablir l’aptitude à l’autoréparation
• Egaler ou améliorer le comportement au vieillissement
vs le liant originel
Ramollissement
Ré
gé
né
ratio
n
5
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Bitume:
Evaluation rhéologique du
“Bitume régénéré”
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Le % d’AE autorisé est souvent établi en référence avec
une loi de mélange selon le PG, B&A et la pénétrabilité.
RAP Blend Charts
Extraction &
Recovery
High and Low
Temperature
Penetration
Softening Point FRAASS
Aging
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Performance de l’enrobé:
Compromis entre
fissuration et ornièrage
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• Le BBR a montré que le régérant améliore
significativemeny la résistance à la fatigue.
• L’enrobé régénéré répond aisémént aux
exigences demandées.
• L’enrobé régénéré avec un bitume mou
ne répond pas aux specs de
l’ornièrage.
Ornièrage vs. Fatigue #1
Rejuvenated 67% RAP
Pen 70-100 + RejPen 70-100 + Rej
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Fracture Energy
Ornièrage vs. Fatigue #2
Rejuvenated 100% RAP
Permanent Deformation
• HMA composé uniquement d’AE et de
régénérant.
• Le régénérant agit suffisammant pour
atteindre +500 J/m2 d’énergie d
efracture.
• Aucun phénomène d’ornièrage observé.
Consider Aging
Conditioning
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Ornièrage vs. Fatigue #3
100% Recycled Mix in
Netherlands
• HMA recyclé à partir de 100% d’AE et
76% de liant résiduel.
• Bon compromis entre fatigue et ornièrage.
• Excellentes résistance à l’ornièrage et le
désenrobage.
Test Standard Property Measured Result Specification
NEN-EN12697-12 Moisture Resistance TSR = 90% Tensile Strength Ratio (TSR) > 80%
NEN-EN12697-25 Rutting Fc = 0.20 µm/m/cycle < 0.2-1.4 µm/m/cycle
NEN-EN12697-26 Stiffness 7.4 GPa 4.5 – 11.0 GPa at 20°C, 8 Hz
NEN-EN12697-24 Fatigue ε6 = 108 µm/m >80-100 µm/m
www.pavetest.com
• Pas de problème de compacité : 100% d’AE des chaussées
rénovées en NL à 120°C.
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ConclusionsRAMOLLISSEMENTVS. REGENERATION
• La “régénération” demande simultanément un ramollissement et
un rééquilibre chimique des groupes génériques du bitume pour
différer l’oxydation (vieillissement)
• La “régénération” améliora la résistance à la fissuration et la
durabilité, sans engendrer des phénomènes d’exsudation ou
d’ornièrage.
• Le régénérant améliora les performances aux basses
températures et températures de service.
E26
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Additional Resources
REFERENCES:
• Tabatabaee, H.A. and Kurth, T.L., “Rejuvenation vs. Softening: Reversal
of the Impact of Aging on Asphalt Thermo-Rheological and Damage
Resistance Properties,” Proceedings of the International Society for
Asphalt Pavers, 2016, Jackson, WY, USA.
• Tabatabaee, H.A. and Kurth, T.L., “Critical Comparison Of Asphalt
Recycling Agents From Bio-based and Petroleum Sources,” Proceedings
of the 22° Encandro de Asfalto, 2016, Rio de Janeiro, Brazil.
• Tabatabaee, H.A. and Kurth, T.L., “Analytical Investigation of the impact
of a novel bio-based recycling agent on the colloidal stability of aged
bitumen,” Proceedings of EATA 2017, Switzerland.
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31% RAP + Anova™40% RAP + Anova™ 45% RAP + Anova™
50% RAP + Anova™ 67% RAP + Anova™ 100% RAP + Anova™
Hassan Tabatabaee, Ph.D.
Hans Moolenaar