Réception et mélange des grades PG

Transcription

1 PRÉSENTÉ PAR STÉPHANE TRUDEAU, ING. FORMATION TECHNIQUE DE BITUME QUÉBEC 2012

2 Réception et mélange des grades PG o Attestation de conformité o Qualité du bitume o Mélange de produits Vieillissement du bitume o Processus o Effet sur les paramètres o Durée de vie o Bitume polymère et HRD

3 Entreposage o o o o o Type de réservoir pour bitume et émulsion Agitation Température Chauffage et isolation Danger Chaleur Fumée Eau o o o o Filtre et résidu Hivernation Barils Échantillonnage Résumé

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5 Bitume juste* o Te et Tb : marge < 0,5 C; Exemple: PG 58,5-28,5 o Retour Élastique (RE) : marge < 5% Bitume avec marge* o Te et Tb : 0,5 C < marge < 2 C o Retour Élastique (RE) : 5% < marge < 15% Bitume fort* o Te et Tb : marge > 2 C o Retour Élastique (RE) : marge > 15% * Selon Stéphane Trudeau

6 Ajout de bitume PG dans un réservoir Réservoir vide o Bon pour tous types de bitume Réservoir presque vide (< 10%) o Conditions à respecter Le nouveau bitume doit être de grade égal ou plus faible que le bitume existant; Exemple : PG dans un réservoir de PG Avoir la capacité de brasser le réservoir.

7 Ajout de bitume PG dans un réservoir Réservoir qui contient un bitume (> 10%) o Le nouveau bitume doit être de même grade o Si les grades sont différents, il faut mélanger les bitumes avec un agitateur et il faut analyser le nouveau bitume. Un nouveau lot pourrait être créé.

8 Le vieillissement du bitume est principalement associé à un phénomène de durcissement de celui-ci. o Durcissement = Viscosité, Rigidité, TBA, Pénétration o Un durcissement peut être un bénéfice dans certaines circonstances, mais il favorise aussi la fissuration. La présence d oxygène, de rayons ultra-violets, la température et la perte de la composante volatile sont les facteurs qui influencent le plus le durcissement.

9 L oxydation du bitume est le facteur dominant qui influence le plus le durcissement. Il y a formation d hydroxyle, de composé carbonylé, d acide carboxylique, d ester et des sous-produits des réactions. Le taux d oxydation double au 10 C à partir de 100 C.

10 100% Saturés 80% Proportion en masse Aromatiques 60% Résines 40% 20% Asphaltènes 0% Bitume-2original Années de service

11 7 Indice de vieillissement ((η η o) ηa/η 6 Vieillissement durant la mise en service 5 Vieillissement dû au stockage, au transport et au compactage 4 3 Vieillissement dû au malaxage 2 ηa/ηo : C'est un ratio des paramètres suivants : la viscosité, la rigidité et la pénétration qui sont mesuré à différent moments original Bitume Années de service

12 L entreposage et le transport du bitume, faits dans de bonnes conditions, ne contribuent pas ou peu au vieillissement du bitume. Dans les conditions d entreposage, le vieillissement est principalement influencé par le phénomène d oxydation et à la dégradation des additifs. La température, la durée et l exposition à l oxygène sont les élément à surveiller.

13 Réservoir presque plein : Surface d air faible versus volume S oxyde peu Réservoir presque vide : Surface d air grande versus volume S oxyde beaucoup

14 Le polymère dans le bitume chaud se dégrade en fonction du temps et de la température. Advenant une dégradation, les caractéristiques du bitume seraient alors changées. Plus rarement, il peut y avoir séparation totale ou partielle du bitume et du polymère dans un réservoir non-agité.

15 La grande majorité des bitumes HRD contient des dopes d adhésivité. Les dopes d adhésivité sont efficaces dans le bitume pour une durée variant de quelques jours à quelques semaines. Ces produits se dégradent à haute température. En général, il ne faut pas attendre plus d une semaine. Le plus tôt est toujours le mieux.

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17 Vertical o Meilleure agitation o Chauffage plus efficace o Moins d oxydation o Moins de superficie utilisée Horizontal

18 Source : Heatec

19 Source : Heatec

20 Source : Heatec

21 Grosseur o Multiple de citerne de camion plus 10 m3. Exemple : = 50 m3 ou 2 x = 90 m3. o Évidemment, de plus gros réservoirs facilitent la gestion. Nombre o Dépend de la région, du type de projet et de la gestion de celui-ci. o En règle générale, les besoins sont de 3 réservoirs pour faire de l enrobé pour le provincial et le municipal.

22 Source: Les émulsions de bitumes, USIRF et SFERB

23 Un bel exemple o Vertical o Chauffé o Agité o Merlon

24 Les différentes sortes d émulsions ne se mélangent pas.

25 Il est préférable d avoir un agitateur pour les réservoirs de bitume. Dans le cas de bitumes polymères, l agitation est fortement recommandée. o Risque de séparation o Risque de dégradation Faute d avoir un agitateur le bitume doit être re-circulé par la pompe.

26 Plus basse température possible Températures normales d utilisation : o Selon les recommandations du manufacturier o Bitume PG avec polymère : 140 à 175 C o Bitume PG sans polymère : 140 à 180 C Limite pour pomper : T (2 Pa s) + 10 C Température pour entreposage prolongé o Proche de la limite pour pomper Ne jamais dépasser 230 C

27 Entreposage Court terme Moyen terme Long terme Durée < 24 h Durée < 7 jours Durée < 30 jours Température max Température max Température max Bitume 180 C 155 C ou 150 C T max du malaxage Bitume polymère 175 C 168 C ou 150 C T max du malaxage Bitume HRD 175 C T max du malaxage Périmé à moins d un avis contraire du manufacturier Une bonne pratique : après une semaine d entreposage, un échantillon de contrôle devrait être pris pour analyse.

28 Plusieurs systèmes existent pour les réservoirs à bitume. L huile thermique est l un des meilleurs et des plus utilisés. Le bitume est un mauvais conducteur thermique et il faut éviter des systèmes qui surchauffent localement le bitume. Sinon, il y aura dégradation prématurée du bitume. Un système de chauffage qui utilise une chaleur vive requiert des précautions pour conserver la qualité du bitume et pour éviter les risques d explosion et d incendie.

29 Une bonne isolation autour des réservoirs de bitume permet : o de réduire les pertes énergétiques; o d améliorer l environnement; o d économiser sur l énergie. En général, 6 d isolant sont suffisants.

30 Le plus grand risque avec le bitume est la brûlure. Le bitume est très chaud, souvent autour de 150 C. C est lors des chargements et des déchargements que le risque de brûlure est le plus élevé, où la majorité des accidents et incidents se produit lors de ces activités. Les équipements de protection individuelle doivent être appropriés. Source: The Shell Bitumen Handbook, Fifth edition

31 La fumée commence à être visible à partir d environ 150 C et elle double aux C. Elle est composée principalement d hydrocarbure et de petites quantités de H2S. L odeur de soufre ou d œufs pourris vient du H2S. Inhaler la fumée de bitume est très dangereux. Il faut toujours se positionner à l extérieur de la fumée.

32 L eau ne doit pas être mise en contact avec du bitume chaud. L expansion de l eau en vapeur est d environ 1700 fois. L eau mêlée au bitume chaud dans un réservoir peut créer une explosion ou un déversement. D extrêmes précautions doivent être prises lorsqu il faut mettre du bitume chaud dans un réservoir où il y a présence d eau.

33 Source: Vidéo de l Asphalt Institute

34 Il est recommandé de filtrer le bitume au déchargement et/ou avant l injection dans l enrobé.

35 Coke o Particules de bitume cuit sur les parois des réservoirs et sur les éléments chauffants. o Particules dures composées essentiellement de carbone. Grains de polymère o Une mauvaise solubilisation ou une séparation partielle du polymère peut amener à faire des grains de polymère. o Particules molles et caoutchouteuses.

36 Période idéale pour faire l entretien des réservoirs. Il est possible de conserver du bitume tout l hiver. Certaines précautions doivent être prises : o Garder le bitume froid durant l hiver o Chauffer doucement durant une très courte période o Avoir de la marge sur la Tb et sur le RE o Les bitumes polymères sont plus problématiques o Malgré les bonnes précautions, il est préférable de faire un contrôle sur le bitume au printemps

37 Le bitume peut être livré en baril pour les très longues distances. Le bitume en baril se conserve en excellente condition pendant des années. Il faut faire fondre le bitume avant l utilisation. Il y a donc plusieurs manipulations à faire.

38 Il faut suivre les consignes d ASTM D140. Règle générale, 4 litres de bitume doivent être purgés avant l échantillonnage. Le type de valve influence grandement la qualité de l échantillonnage. Une valve à échantillon n a pratiquement pas besoin de purge.

39 Quand? o Aux 3000 tonnes d enrobé o Bonnes pratiques : chaque citerne de camion Où? o Sur la ligne vers la balance o À la décharge de la citerne o Le réservoir à l occasion

40 Bien comprendre les caractéristiques qui aident à faire les bons choix lors de sa manipulation. À cause du vieillissement du bitume, tout entreposage supérieur à une semaine requiert une attention spéciale. La température et le temps sont les principaux paramètres à surveiller pour éviter le vieillissement du bitume. L échantillonnage doit être bien exécuté pour garantir la représentativité des analyses.

41 Merci de votre attention STÉPHANE TRUDEAU, ING. S.T.E.B. DÉCEMBRE 2012