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Verfahren zur Herstellung künstlicher Massen aus natürlichen oder künstlichen bituminösen Stoffen.
Es ist bekannt, Baustoffe, insbesondere auch für Strassenbauzwecke durch Vermischen bituminöser und mineralischer Stoffe herzustellen. Als mineralische Steife sind bisher beispielsweise Kalk, Trass, Kieselerde, Dolomit und Tonschiefer vorgeschlagen worden. Ein befriedigender Erfolg ist den so hergestellten Produkten versagt geblieben. Es gelingt wold auf diese Weise,
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die Möglichkeit einer Aufarbeitung und Bearbeitung dieser bekannten Produkte in der Kälte zu erzielen.
Dieser Mangel ist darauf zuräckzuführen, dass die bisher bekannlen mineralischen Stoffe auf Bituma keine aktive Wirkung ausüben und dass Gemenge dieser Art kein homogenes Produkt darstellen. Demzufolge ist der Mangel an Bindemitteln, die den sämtlichen genannten Anforderungen entsprechen, ausserordentlich fühlbar.
Die Erfindung löst das Problem der Herstellung eines diese Anforderungen erfüllenden bituminösen Baustoffes dadurch, dass die Bituma mit fein verteiltem Bauxit vermengt werden.
Auf diese Weise gelingt die Herstellung eines völlig einheitlichen homogenen Produktes, das sich vor allem durch Härte, Elastizität. Wasserundurchlässigkeit und Dichtigkeit auszeichnet.
Die Verwendbarkeit des vorliegenden Baustoffes ist auf den Strassenbau nicht beschränkt :
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von elektrischen oder feuchtigkeitsisolierenden Materialien, hei der Herstellung von Fusshoden- belägen und anderen Verkleidungen, hei der Herstellung von Kleb- und Fugenfüllstoffen auch
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Herstellung von Kunststeinen und Anstrichen, bei der Dachpappenfabrikation usw.. d. h. mit einem Worte überall dort. wo wasserfeste, mechanisch widerstandsfähige, zähe, frost- bzw.
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Unter bituminösen Stoffen sollen hier alle flüssigen oder halbflüssigen oder festen, bei der Verarbeitung von Petroleum oder andern Kohlenwasserstonen. Verschwelungs. und Ver. kokungsprodukten.
Harzen, Ölen, sowie die ans deren Destillationsprodukten und Rückständen entstehenden Produkte verstanden werden, einschliesslich solcher, die mit Säuren oder Alkalien weiter behandelt sind.
Durch den Zusatz von Bauxit wird auch der technische Effekt erzielt, dass die Benutzung und Bearbeitung solcher natürlicher oder künstlicher bituminöser Stoffe ermöglicht ist, die bisher für die hier angegebenen Zwecke nicht mit entsprechendem Erfolg verwendet werden konnten, wie z. B. gewisse Pech-und Teerarten insbesondere der Braunkohlenindustrie.
Durch die Vermengung der Bitumina mit dem Bauxit gelingt, es aus denselben Produkte herzustellen, welche dem besten natürlichen Asplialt zum mindesten gleichwertig sind. Dabei wird nicht nur die Festigkeit der Produkte erhöht, und eine hervorragende Frostbeständigkeit erzielt, sondern es nimmt auch die Viskosität, Wasserfestigkeit. Elastizität, Wärmeisolierfähigkeit,
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Bauxit infolge seiner kolloidalen Beschaffenheit sich völlig gleichmässig im Bitumen verteilt.
Ferner ist die Verarbeitung der erfindungsgemässe hergestellten Produkte in der Kälte sehr erleichtert.
Diese Wirkung des Bauxits ist in erster Linie der kolloidalen Struktur und der grossen Aktivität desselben zuzuschreiben, über welche er insbesondere in fein verteiltem Zustande verfügt.
Die Vorbereitung der Bauxite für die Zwecke der Erfindung besteht in einer Feinvermahlung. Bei gewissen Bauxitsorten genügt es auch, wenn man die Bauxite längere Zeit an der Luft liegen lässt, wobei dieselben zu einem feinen Staub zerfallen, welcher die weitere mechanische Zerkleinerung überflüssig machen kann.
Diese Wirkung der Bauxite auf die verschiedenen Bitumina kann dadurch erhöht werden, dass die Bauxite vor ihrer Verwendung getrocknet oder kalziniert werden. Die Erhöhung der aktiven Wirkung des Bauxits durch Trocknen und Kalzinieren findet ihre Erklärung im folgenden.
Beim Trocknen und Kalzinieren entstehen an Stelle des sich verflüchtigenden, nicht gebundenen und gebundenen Wassers Hohlräume, wodurch die Oberfläche und entsprechend in gleichem Masse die Aktivität bzw. die Absorptionsfähigkeit des Bauxits sich erhöht. Durch Versuche ist es erwiesen, dass diese auf das Bitumen ausgeübte Aktivität des Bauxits-die mittels Erhöhung des Erweichungspunktes, der Viskosität, mit der Senkung des Erstarrungspunktes des Bitumens usw. gemessen werden kann-im Verhältnis der beim Kalzinieren verwendeten Temperatur sich erhöht und bei einer gewissen Temperatur das Maximum erreicht. Über diese Temperatur hinaus vermindert sich dann zwar die Aktivität des Bauxits ; dagegen steigt seine chemische Widerstandsfähigkeit.
Da die optimale Kalzinierungstemperatur, von dem Gesichtspunkte der Aktivität aus betrachtet, bei jeder Bauxitart verschieden ist und sogar bei ein und demselben Bauxit zufolge der verschiedenartig verlaufenden Kalzinierung sich eine scharfe Grenzlinie der Temperatur nicht ziehen lässt, kann dieselbe nicht mit allgemeiner Giltigkeit, sondern bloss von Fall. zu Fall durch Versuche, dem Ziel und dem Ausmass der angestrebten Wirkung gemäss
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Der Unterschied zwischen der aktiven und stabilisierenden Fähigkeit eines rohen und derjenigen eines kalzinierten Bauxits erhellt aus folgendem Beispiel :
Wird nach der Erfindung eine Masse erzeugt, die aus 400/0 Petrolpech, dessen Erweichungpunkt nach Krämer-Sarnow bei 450 C liegt und aus 60010 Bauxit besteht, so wird der Erweichungspunkt dieser Masse nach Krämer-Sarnow bei 55'6 C liegen. Enthält aber diese Masse 60% bei 600-7000 C kalzinierten Bauxit, so wird der Erweichungspunkt der Masse bei 590 C liegen.
Die Vereinigung des feinen Bauxits mit den bituminösen Stoffen erfolgt auf die Weise, dass die letzteren geschmolzen werden, der Bauxit aber der Schmelze, die je nach der Beschaffenheit des Bitumens eine Temperatur von 120-800 C aufweisen soll, vorsichtig zugesetzt und das Gemisch ständig so lange gerührt wird, bis der Bauxit vollkommen aufgeschlossen ist, d. h. der Bauxit im Bitumen so gleichmässig verteilt ist, dass das hergestellte Produkt eine vollständig homogene Masse bildet.
Das Mengenverhältnis der bituminösen Stoffe und des Bauxits ist je nach der Beschaffenheit des verwendeten Bitumens und des verwendeten Bauxits und'je nach dem Zweck, welchem die Masse dienen soll, verschieden. Für eine Ausgussmasse zur Ausfüllung der Fugen von Pflastersteinen bewährt sich z. B. sehr gut eine Masse, die 50% Petrolpech mit einem Erweichungpunkt von 450 nach Krämer-Sarnow und 50% eines kalzinierten Bauxits mit einem Mindestgehalt von ca. 40 % Ab 03 enthält.
Aus der gemäss der Erfindung hergestellten Masse können durch Walzen, Pressen, Stampfen usw. Formstücke hergestellt werden.
Werden die Massen für Strassenbauten verwendet, so kann aus ihnen z. B. Stampfasphalt, Gussasphalt, Plattenasphalt, Walzasphalt, Asphaltbeton, Topeka usw. hergestellt werden.
Die Massen können ferner auch zur Herstellung von imprägniertem oder gemischtem Makadair oder auch zur Herstellung von Oberflächenüberzügen verwendet werden.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung von Sandasphalt mit Bauxit gegeben. Eine gewisse Menge Bitumen, beispielsweise ein Petrolpech, das einen Erweichungspunkt von 450 C nach Krämer-Sarnow aufweist, wird geschmolzen und dann demselben in kleinen Partien bei ständigem Rühren so viel gemahlener Bauxit zugesetzt, bis das Gemisch 60% Bauxit enthält. Das Kochen des Gemisches bei zirka 180 C wird so lange fortgesetzt, bis dessen Schäumen nicht gänzlich aufhört und keine vom Bitumen unaufgeschlossene Bauxitkörner enthält, wovon man sich durch Verschmieren einer dem Gemisch entnommenen Probe überzeugt.
Das fertige Gemisch wird dem Sandgemisch, das keinerlei Füllstoffe enthält, zugeführt und des weiteren nach der üblichen Art vorgegangen.
Versuche haben ergeben, dass die Einwirkung des Bauxits auf die Bitumina in vielen Fällen viel schneller vor sich geht, als man das bei so trägen Stoffen, wie es die Bituma sind,
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Process for the production of artificial masses from natural or artificial bituminous substances.
It is known to produce building materials, in particular for road construction purposes, by mixing bituminous and mineral substances. Lime, trass, silica, dolomite and clay slate, for example, have been proposed as mineral stiffeners. The products manufactured in this way have failed to achieve satisfactory success. It succeeds in this way
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the possibility of reconditioning and processing these well-known products in the cold.
This deficiency is due to the fact that the previously known mineral substances have no active effect on Bituma and that mixtures of this type are not a homogeneous product. As a result, the lack of binding agents that meet all of the requirements mentioned is extremely palpable.
The invention solves the problem of producing a bituminous building material that meets these requirements by mixing the bituma with finely divided bauxite.
In this way, a completely uniform, homogeneous product can be produced, which is characterized primarily by hardness and elasticity. It is characterized by impermeability and tightness.
The usability of this building material is not limited to road construction:
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of electrical or moisture-insulating materials, ie the production of floor coverings and other coverings, and also the production of adhesives and joint fillers
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Manufacture of artificial stone and paint, in the manufacture of roofing felt, etc. d. H. in a word everywhere there. where waterproof, mechanically resistant, tough, frost or
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Bituminous substances here include all liquid, semi-liquid or solid, in the processing of petroleum or other hydrocarbons. Charring. and Ver. coking products.
Resins, oils, as well as the products resulting from their distillation products and residues are understood, including those that are further treated with acids or alkalis.
The addition of bauxite also has the technical effect that the use and processing of such natural or artificial bituminous substances is made possible, which could not previously be used for the purposes specified here with appropriate success, such as. B. certain types of pitch and tar, especially the lignite industry.
By mixing the bitumina with the bauxite, it is possible to manufacture it from the same products which are at least equivalent to the best natural Asplialt. This not only increases the strength of the products and achieves excellent frost resistance, but also decreases their viscosity and water resistance. Elasticity, heat insulation,
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Due to its colloidal nature, bauxite is distributed evenly in the bitumen.
Furthermore, the processing of the products produced according to the invention in the cold is very much easier.
This effect of bauxite is primarily to be ascribed to its colloidal structure and its great activity, which it possesses, especially in a finely divided state.
The preparation of the bauxite for the purposes of the invention consists of a fine grinding. With certain types of bauxite it is also sufficient if the bauxite is left to lie in the air for a long time, during which it disintegrates into a fine dust, which can make further mechanical grinding superfluous.
This effect of the bauxites on the various bitumens can be increased by drying or calcining the bauxites before they are used. The increase in the active effect of bauxite through drying and calcining is explained below.
During drying and calcining, instead of the volatilizing, non-bound and bound water, cavities are created, which increases the surface and, accordingly, the activity and absorption capacity of the bauxite to the same extent. Experiments have shown that this activity of the bauxite exerted on the bitumen - which can be measured by increasing the softening point, the viscosity, with the lowering of the solidification point of the bitumen, etc. - increases in proportion to the temperature used during calcining and at a reaches the maximum at a certain temperature. Beyond this temperature, the activity of the bauxite then decreases; on the other hand, its chemical resistance increases.
Since the optimal calcination temperature, viewed from the point of view of activity, is different for every type of bauxite and even with one and the same bauxite, due to the different course of calcination, a sharp boundary line of the temperature cannot be drawn, the same cannot be generally valid, but only from Case. in case of trials, according to the goal and the extent of the desired effect
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The difference between the active and stabilizing ability of a raw and that of a calcined bauxite becomes clear from the following example:
If, according to the invention, a mass is produced which consists of 400/0 petrol pitch, the softening point of which according to Krämer-Sarnow is 450 ° C, and which consists of 60010 bauxite, then the softening point of this mass according to Krämer-Sarnow is 55,6 ° C. But if this mass contains 60% bauxite calcined at 600-7000 C, the softening point of the mass will be 590 C.
The combination of the fine bauxite with the bituminous substances takes place in such a way that the latter are melted, but the bauxite is carefully added to the melt, which, depending on the nature of the bitumen, should have a temperature of 120-800 C, and the mixture is always like that stirring is continued for a long time until the bauxite is completely open, d. H. the bauxite in the bitumen is so evenly distributed that the manufactured product forms a completely homogeneous mass.
The proportion of the bituminous substances and the bauxite is different depending on the nature of the bitumen and the bauxite used and the purpose for which the compound is to serve. For a pouring compound to fill the joints of paving stones z. B. very good a mass that contains 50% petroleum pitch with a softening point of 450 according to Krämer-Sarnow and 50% of a calcined bauxite with a minimum content of about 40% Ab 03.
Moldings can be produced from the mass produced according to the invention by rolling, pressing, tamping, etc.
If the masses are used for road construction, then z. B. rammed asphalt, mastic asphalt, slab asphalt, rolled asphalt, asphalt concrete, Topeka, etc. can be produced.
The masses can also be used for the production of impregnated or mixed macadair or for the production of surface coatings.
An exemplary embodiment for the production of sand asphalt with bauxite is given below. A certain amount of bitumen, for example a petroleum pitch, which has a softening point of 450 C according to Krämer-Sarnow, is melted and then so much ground bauxite is added to it in small batches with constant stirring until the mixture contains 60% bauxite. The mixture continues to boil at around 180 C until it foams completely and does not contain any bauxite grains that have not been digested by the bitumen, as can be seen by smearing a sample taken from the mixture.
The finished mixture is added to the sand mixture, which does not contain any fillers, and the usual procedure is followed.
Tests have shown that the action of the bauxite on the bitumens is much faster in many cases than is the case with such inert substances as the bitumens.
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