AT370126B - Verfahren zur herstellung eines bituminoesen bindemittels fuer baustoffe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines bituminoesen bindemittels fuer baustoffe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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AT370126B
AT370126B AT0746677A AT746677A AT370126B AT 370126 B AT370126 B AT 370126B AT 0746677 A AT0746677 A AT 0746677A AT 746677 A AT746677 A AT 746677A AT 370126 B AT370126 B AT 370126B
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00Working-up pitch, asphalt, bitumen
    • C10C3/02Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction
    • C10C3/026Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction with organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe, welche als Zuschlagmaterial disperse Feststoffe überwiegend anorganischer Natur, wie Gesteinssplitte und Sande, enthalten, und insbesondere zur Herstellung von   Kompressions- und  
Gussdecken dienen, wobei zur Bildung des Bindemittels Bitumen und ein Polyolefinmaterial in einer
Heissmischanlage unter Schmelzen und Lösen des Polyolefinmaterials unter Rühren homogenisiert werden, wobei Polyäthylen und/oder Polypropylen dem Bitumen beigegeben wird und das Homogeni- sieren bei einer Temperatur, die zwischen 260 und 310 C, vorzugsweise bei etwa 290 C, liegt, vorge- nommen wird,

   bis unter Molekülabbau des Polyolefinmaterials ein über den mit der Aufheizung der Masse einhergehenden Abfall der Viskosität hinausgehender Viskositätsabfall der Bitumen-Poly- olefin-Masse auftritt, und wobei das Polyäthylen und/oder Polypropylen vorzugsweise in einer
Menge, die mindestens 10% der Bitumenmenge beträgt, eingesetzt wird gemäss Patent Nr. 365257. 



   Durch die Zugabe von Polyolefinen zu Bitumen können die Eigenschaften bituminöser Bindemit- tel für Baustoffe, insbesondere Strassenbelagsmaterialien, ganz erheblich verbessert werden. Ins- besondere kann dabei die Kohäsion, die für die Belastungsfähigkeit ausschlaggebend ist, und auch die Lebensdauer sowie die Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse erhöht werden, ohne dass es dabei zu einer nachteiligen Versprödung bei tiefen Temperaturen kommt.

   Die an sich durch die
Beigabe von Polyolefinmaterial zu Bitumen sich ergebende Erhöhung der Steifigkeit kann durch die vorerwähnte Vorgangsweise, bei der der Homogenisierungsprozess bis zu einem Abfall der Viskosi- tät fortgeführt wird, der über den normalen Viskositätsabfall, der mit der Aufheizung einer
Bitumen-Polyolefin-Masse einhergeht, hinausgeht, verhältnismässig gering gehalten werden, so dass ohne weiteres ein Einbau von Baustoffen, die mit einem solchen Bitumenbindemittel gebunden sind, durch die herkömmliche Walzasphalt-Technik vorgenommen werden kann. 



   Bei einem solchen Homogenisieren der Bitumen-Polyolefin-Masse bis zum erwähnten Viskositäts- abfall ist nun festzustellen, dass der Homogenisierungsprozess, im Zuge dessen de facto ein Bindemittel mit neuen Eigenschaften entsteht, häufig sehr lange Zeit beansprucht, so dass mit einer Mischvorrichtung vorgegebener Grösse manchmal nur eine geringe Produktionsleistung erzielt werden kann. Hiezu ist festzustellen, dass der Homogenisierungsprozess nicht nur von Zeit und Temperatur abhängig ist, sondern auch von der Intensität des Mischens bzw. Durcharbeitens der Masse und von deren Zusammensetzung, wobei hinsichtlich der Zusammensetzung sowohl die Art des Bitumens als auch des Polyolefinmaterials und ganz besonders das gegenseitige Mengenverhältnis Bitumen : Polyolefin ins Gewicht fallen. 



   Es ist nun ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die Homogenisierung bis zum erwähnten Viskositätsabfall in kurzer Zeit durchgeführt werden kann, wobei auch zusätzlich darauf zu achten ist, dass ein hochwertiges Bindemittel entstehen soll, und demgemäss beim Homogenisierungsvorgang keine den Gebrauchswert der Komponenten schädigenden Einflüsse auftreten sollen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumen-Polyolefin-Masse unter Schmelzen und Quellösen einem Zwangsmischvorgang mit Mischwerkzeugen, die unter Bildung eines Spalts von weniger als 3 mm Spaltbreite gegeneinander bewegt werden, unterworfen wird, und hiebei auf die Masse in diesem Spalt eine hohe Scherbeanspruchung ausgeübt wird, wobei vorzugsweise die unter Zwangsmischung erfolgende Homogenisierung unter Luftabschluss vorgenommen und gegebenenfalls im Polyolefinanteil für die Bitumen-Polyolefin-Masse neben Polyäthylen und/oder kristallinem Polypropylen ataktisches Polypropylen eingesetzt wird. 



   Durch die vorgenannten Massnahmen vermag der vorstehend angeführten Zielsetzung gut entsprochen zu werden, und man erhält mit geringem Verarbeitungsaufwand in kurzer Zeit ein sehr hochwertiges Produkt, so dass sich auch eine hohe Produktionsleistung der zur Herstellung dieses Produkts eingesetzten Vorrichtungen ergibt. 



   Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird dabei trotz des stark unterschiedlichen Charakters von Bitumen einerseits und Polyolefinen anderseits in kurzer Zeit eine homogene Substanz gebildet, da im Zwangsmischvorgang unter der hohen Scherbeanspruchung eine weitgehende Angleichung der Scherkräfte-Verhältnisse in dem an sich strukturviskosen, unpolaren Polyolefinmaterial einerseits und dem polaren-amorphen Bitumen anderseits erfolgt und demgemäss in Verbindung mit der Wärmezufuhr ein rasches Ineinanderfliessen und Lösen dieser beiden Substanzen herbeigeführt wird, 

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 Die Mischvorrichtung war weiter mit einer aussen angeschlossenen Umlaufleitung versehen, deren beide Enden in der unteren Hälfte des Behälters der Mischvorrichtung mündeten,

   und es war im Zuge dieser Umlaufleitung eine Schraubenpumpe und ein Wärmeaustauscher mit einem Rohrbündel, das mit heissem Öl beheizt wurde, vorgesehen. Sobald nun im Zuge der Füllung des Mischbehälters mit Bitumen und Polyolefin der Behälter etwa zur Hälfte gefüllt war, wurde durch Einschalten der Pumpe das Umwälzen der Bitumen-Polyolefin-Masse durch den äusseren Umlaufweg begonnen, und es wurde dieser Umlauf auch noch nach Abschluss des etwa 5 min dauernden Füllvorgangs weiter fortgesetzt, bis die Masse durch Wärmezufuhr über den Wärmeaustauscher eine Temperatur von 290 bis 300 C erreicht hatte. Weiter wurde ergänzend zu dieser Wärmezufuhr der Masse durch Heizschlangen, welche im Mischbehälter angeordnet waren, Wärme zugeführt, wobei aber letztere Wärmezufuhr ein geringeres Ausmass hatte als die ersterwähnte Wärmezufuhr über den Wärmeaustauscher.

   Nach zirka 30 minütigem Durcharbeiten der Bitumen-Polyolefin-Masse mittels der in der Umlaufleitung angeordneten Schraubenpumpe konnte makroskopisch ein homogener Zustand der Bitumen- 
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Masse, die im übrigen auch durch das im Mischbehälter befindliche Rührwerk fortlaufend durchge- mischt wurde, laufend überwacht.

   Es wurde dabei zunächst ein leichter Anstieg der Viskosität, der durch das quellende Lösen des Polyolefins im Bitumen erklärt werden kann, festgestellt, und danach ein deutliches Absinken der Viskosität, was durch den auftretenden Abbau der Polyolefin- moleküle erklärbar ist. 30 min nach dem Vorliegen eines makroskopisch homogenen Erscheinungs- bilds der Bitumen-Polyolefin-Masse bzw. zirka 1 h nach dem Beginn der thermischen Behandlung wurde der Homogenisierungsprozess beendet, wobei in manchen Fällen zwecks Einstellung des Poly-   olefingehalts   der Bindemittelmasse auf vorgegebene Werte weiteres Bitumen zugesetzt wurde-z. B. 



   500 kg-und es konnte bei dieser abschliessenden Zugabe von Bitumen eine leichte Vermengbarkeit zu einer völlig homogenen Masse von entsprechend geringerem Polyolefingehalt festgestellt werden. 



   Beispiel 2 : Bei einer Variante der vorgenannten Vorgangsweise wurde zusätzlich 500 kg
Bitumen in die Mischvorrichtung bzw. in den Mischkessel eingefüllt, sobald die Bitumen-Polyolefin- - Masse ein makroskopisch homogenes Aussehen hatte, wobei gleichfalls sehr rasch das zusätzlich hinzugefügte Bitumen von der bereits homogenisierten Masse aufgenommen wurde, und dann die weitere Homogenisierungsbehandlung zu Ende geführt. 



   Bei dieser Homogenisierungsbehandlung, bei der 3500 kg Bitumen B 100,400 kg Polyäthylen- abfälle und 80 kg ataktisches Polypropylen durchgearbeitet wurden, wurden nach Feststellung eines makroskopisch homogenen Erscheinungsbilds der Bitumen-Polyolefin-Masse, was etwa 30 min nach Beginn des Füllens des Mischbehälters der Fall war, der Masse in Abständen von 5 min Proben entnommen und die Viskosität derselben mit einem 1 1-Masse fassenden   Auslaufviskosimeter,   dessen Auslaufbohrung einen Durchmesser von 6, 5 mm hatte, bestimmt. Hiebei wurde zunächst vor der Messung die Temperatur der jeweiligen Probe auf 190 C gebracht.

   Es ergab sich dabei bei der ersten Messung eine Auslaufzeit von 280 s, bei der zweiten Messung gleichfalls eine Auslaufzeit von 280 s, bei der dritten Messung eine Auslaufzeit von 290 s, bei der vierten Messung eine Auslaufzeit von 265 s, bei der fünften Messung eine Auslaufzeit von 240 s, bei der sechsten Messung eine Auslaufzeit von 235 s und bei der siebenten Messung eine Auslaufzeit von 225 s. Danach wurde die Behandlung abgebrochen. Es sei erwähnt, dass bei einer Vergleichsmessung, die mit reinem Bitumen B 100 durchgeführt wurde, eine Auslaufzeit von zirka 60 s bei 1900C der Probe gemessen werden konnte. 



   Im Zuge des Homogenisierungsprozesses, bei dem die vorerwähnten Viskositätswerte festgestellt werden konnten, wurde nach dem Erreichen des aus makroskopischer Sicht homogenen Erscheinungsbilds der Bitumen-Polyolefin-Masse diese Masse noch 7 bis 8 mal durch die Umlaufleitung geführt, ehe der Prozess abgebrochen wurde. 



   Das so erhaltene Bindemittel wurde dann mit vorerhitztem Split-Sand-Material gemäss Norm vermengt, und es wurden aus dieser Masse Proben entnommen und zu Marshall-Körpern verarbeitet, an denen die üblichen Kenngrössen, insbesondere die Spaltzugfestigkeit, bestimmt wurden. Die dabei erzielten Werte sind in Tabelle 1 angeführt. In Tabelle 2 sind Messwerte angeführt, die an Proben gemessen wurden, die unter Einsatz eines Bindemittels hergestellt wurden, das auf er- 

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 findungsgemässem Weg erhalten worden war, wobei das Bindemittel in vorstehend erwähnter Weise aus 44 Teilen Bitumen B 100 und 6 Teilen Polyäthylenabfällen hergestellt worden war.

   Zum Vergleich sind in Tabelle 3 Werte angeführt, die durch Messung an Proben erhalten wurden, deren Bindemittel reines Bitumen B 100 war, wobei das benutzte Steinmaterial jeweils das gleiche war. 
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Tabelle 1 Marshall-Körper aus bituminös gebundenem Material 
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 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> Zahl <SEP> der <SEP> Raumdichte, <SEP> g/cm3 <SEP> Verdichtungs- <SEP> Hohlraum- <SEP> Spaltzugfestigkeit <SEP> Stauchung
<tb> Schläge <SEP> grad <SEP> gehalt <SEP> N/cm2
<tb> pa <SEP> #pa <SEP> k, <SEP> % <SEP> Hbit, <SEP> % <SEP> #SZ <SEP> s#SZ <SEP> #h, <SEP> mm
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> 2,156 <SEP> 0,014 <SEP> 93,2 <SEP> 10,1 <SEP> 125 <SEP> 19 <SEP> 1,5
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 20 <SEP> 2, <SEP> 244 <SEP> 0, <SEP> 010 <SEP> 97, <SEP> 0 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 125 <SEP> 21 <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 40 <SEP> 2, <SEP> 290 <SEP> 0, <SEP> 006 <SEP> 99,

   <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 168 <SEP> 24 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 80 <SEP> 2, <SEP> 344 <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP> 101, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 187 <SEP> 11 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 100 <SEP> 2, <SEP> 355 <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> 101, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 178 <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 
 
Tabelle 2 Marshall-Körper aus bituminös gebundenem Material Bindemittel hergestellt aus :

   44 Teilen B 100 + 6 Teilen Polyäthylen   T =ian n    
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<tb> 
<tb> Zahl <SEP> der <SEP> Raumdichte, <SEP> g/cm3 <SEP> Verdichtungs-Hohlraum-Spaltzugfestigkeit <SEP> Stauchung
<tb> Schläge <SEP> grad <SEP> gehalt <SEP> N/cm2
<tb> #a <SEP> 2#a <SEP> k, <SEP> % <SEP> Hbit, <SEP> % <SEP> #SZ <SEP> s#SZ <SEP> #h, <SEP> mm
<tb> 2x10 <SEP> 2,111 <SEP> 0,006 <SEP> 91,7 <SEP> 12,0 <SEP> 115 <SEP> 26 <SEP> 1,8
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 20 <SEP> 2, <SEP> 182 <SEP> 0, <SEP> 011 <SEP> 94, <SEP> 7 <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> 121 <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 40 <SEP> 2, <SEP> 288 <SEP> 0, <SEP> 028 <SEP> 98, <SEP> 7 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 154 <SEP> 19 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 2x <SEP> 80 <SEP> 2, <SEP> 347 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 101, <SEP> 9 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 168 <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 100 <SEP> 2,

   <SEP> 362 <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP> 102, <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 195 <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 
 

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Tabelle 3 Marshall-Körper aus bituminös gebundenem Material Bindemittel : B 100 T =140  
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<tb> 
<tb> Zahl <SEP> der <SEP> Raumdichte, <SEP> g/cm3 <SEP> Verdichtungs- <SEP> Hohlraum- <SEP> Spaltzugfestigkeit <SEP> Stauchung
<tb> Schläge <SEP> grad <SEP> gehalt <SEP> N/cm"
<tb> Pa <SEP> s#a <SEP> k, <SEP> % <SEP> Hbit, <SEP> % <SEP> #SZ <SEP> s#SZ <SEP> #h, <SEP> mm
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 10 <SEP> 2, <SEP> 172 <SEP> 0, <SEP> 009 <SEP> 92, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 20 <SEP> 2, <SEP> 267 <SEP> 0, <SEP> 013 <SEP> 96, <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 9 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 40 <SEP> 2, <SEP> 310 <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP> 98,

   <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 80 <SEP> 2, <SEP> 377 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> 101, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> x <SEP> 100 <SEP> 2,380 <SEP> 0,002 <SEP> 101,4 <SEP> 0,8 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 3,0
<tb> 
 

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Aus einer andern Charge eines Bindemittels gemäss Beispiel 2 und entsprechendem Split-Sand- - Material wurden weitere Marshal-Körper hergestellt und an diesen konnten nachstehende Messwerte gemessen werden : 
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Hohlraumgehalt im Marshallprobe- körper   (Vol.-%)..........................   2,7 
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens.

   Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mischkessel aufweist, an den eine äussere Umlaufleitung mit ihren beiden Enden angeschlossen ist, und dass in diese Umlaufleitung eine Schrauben- oder Schneckenpumpe oder eine Knetvorrichtung, eingefügt sind. 



   Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass in die Umlaufleitung auch ein Wärmeaustauscher eingefügt ist. 



   Die Erfindung wird nun an Hand in den Zeichnungen dargestellter Beispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein Schema einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung und Fig. 2, gleichfalls in schematischer Form, eine zweite Ausführungsform derselben ; die Zeichnungen sind, im Interesse einer übersichtlichen Darstellung, nicht massstäblich gehalten. 



   Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein   Mischkessel-l-vorgesehen,   der mit einem Deckel --2-- verschlossen ist, welcher im wesentlichen luftdicht am oberen Rand des Kessels - aufsitzt. In diesem   Mischkessel --1-- ist ein Rührer --3-- angeordnet,   der von einem Motor - angetrieben wird. Eine   Zuflussleitung -5-- dient   zum Füllen des Kessels-l-mit Flüssigsub- 
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 abfällen, ist ein   Fülltrichter   --6-- am Deckel --2-- angebracht.

   Im Halsteil --7-- des Fülltrichters - ist eine von aussen betätigbare Ventilklappe --8-- angeordnet, mit der das Einfliessen des im   Fülltrichter --6-- befindlichen   Materials in den Kessel-l-steuerbar ist ; mit dieser Klappe ist aber auch in ihrer geschlossenen Stellung ein Zufluss von Luft in den   Kessel-l-unterbindbar.   



   Weiters befindet sich im Mischkessel --1-- eine Heizschlange --9--, welche an eine Zufuhrlei-   tung-10-und   eine   Abfuhrleitung -11-- für   hocherhitztes Heizöl angeschlossen ist. 



   Von der tiefsten Stelle des   Mischkessels-l-führt   eine Leitung --12--, die der erste Abschnitt eines ausserhalb des Mischkessels verlaufenden Umlaufwegs für das im Kessel befindliche Füllgut ist, zu einer Schraubenpumpe --13--, die von einem Motor --14-- angetrieben wird. Diese Schraubenpumpe weist einen sehr engen Spalt zwischen der Innenwand ihres   Gehäuses --15-- und   der rotierenden Schraube --16-- auf, wobei sich der Durchgang zwischen der Innenfläche des Gehäuses --15-- und der   Schraube -16-- in   der durch den Pfeil --17-- angedeuteten Förderrichtung 
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13-- fortlaufendpumpe --13-- eine grosse Scherwirkung erzeugt. 



   Auf die Schraubenpumpe --13-- folgt im Umlaufweg ein Dreiwege-Ventil-18-, welches vorzugsweise in Form eines pneumatisch betätigten Kugelhahns gebaut sein kann, an welches sich dann ein   Wärmeaustauscher --19--,   der als Bündelrohr-Wärmeaustauscher aufgebaut ist, anschliesst, von dem dann die Leitung --20-- in den Mischkessel -1- zurückführt. 



   Der   Wärmeaustauscher -19-- wird   über die Leitungen --10, 11-- mit hocherhitztem Heizöl gespeist und erhitzt im Durchfluss die den Umlaufweg --12, 13,18, 19,   20-passerende   Bitumen- - Polyolefin-Masse. 



   Der dritte Anschluss des Dreiwege-Ventils-18-- geht in die Leitung --21-- über, durch die das fertige Bindemittel nach abgelaufener Verfahrensreaktion entnommen werden kann. 



   Die   Pumpe --13-- muss   nicht unbedingt als Schraubenpumpe ausgebildet sein, sondern es kön- 

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 nen an dieser Stelle verschiedene Pumpen, wie z. B. Schneckenpumpen, Zahnradpumpen   od. dgl.,   welche das   Fördergut einer   starken Scherbeanspruchung unterwerfen, eingesetzt werden. Auch eine Kombination einer Pumpe mit einer Knetvorrichtung ist an dieser Stelle einsetzbar. 



   Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung ist auf eine bei gegebener Grösse möglichst hohe Ausbringung konzipiert, wobei getrachtet wurde, besonders die aufwendigen Teile der Vorrichtung, wie 
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 speist. 



   Die vom Bodenbereich der   Mischkessel-la   und lb-- ausgehenden Leitungen-12a und   12b-- führen   zu Dreiwege-Ventilen-24 und 25-, von denen   Leitungen-26, 27-ausgehen,   die 
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    --la, 1b-- angehören.- 28-,   an das auch eine   Leitung -29-- zum   Einspeisen von flüssigem Füllgut, z. B. erhitztem Bitumen, angeschlossen ist, zu einer Pumpe-30--, die das Füllgut einer Zwangsmischung unterwirft und die gegebenenfalls auch als Knetvorrichtung oder als Kombination einer Pumpe mit einer Knetvorrichtung ausgebildet sein kann. Eine sehr einfache Realisierung der   Pumpe -30-- ist   die Ausbildung als Schraubenpumpe.

   An die   Pumpe --30-- schliesst   der   Wärmeaustauscher --19-- an,   der vorteilhaft als Bündelrohrwärmeaustauscher ausgebildet ist, und über die Leitungen --10,   11-mit   Heizöl versorgt wird. Vom   Wärmeaustauscher-19-- führt   die Leitung --31-- zu einem weiteren Dreiwege-Ventil-32-, mit dem die im vorliegenden Umlaufweg zirkulierende Masse über Leitungen-33 bzw. 34-in den Kessel-la-oder in den Kessel --1b-- zurückgeführt werden kann. 



   Der zweite, vom Dreiwege-Ventil --25-- ausgehende Umlaufweg führt über die Leitung -   27-zur Pumpe-35-,   welche das Fördergut gleichfalls einer Zwangsmischung unterwirft, und 
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    Dreiwege-Ventil-37-,- 38-,   das   Dreiwege-Ventil-39-und Leitungen-40, 41-in   den Kessel --la-- oder in den Kessel --1b-- zurückfliesst. Im Zuge der Leitung-38-kann dabei vorteilhaft ein weiterer Wärmeaustauscher-42-angeordnet sein. 



   Vom Dreiwege-Ventil-37-geht auch eine Leitung-43-aus, die zum Lagertank --4-- führt und durch die die behandelte Masse aus den Mischkesseln-la und   1b-- abgezogen   werden kann. 



  Dieser   Lagertank-44-ist   mit einer Umwälzpumpe --45-- ausgestattet, die über Leitungen --46, 47-an den Lagertank-44-angeschlossen ist. 



   Die bei der Vorrichtung gemäss Fig. 2 vorgesehene Konzeption ermöglicht eine sehr gute Ausnutzung insbesondere der für hohe Leistungen zu dimensionierende Anlageteile, wie   z. B.   der Zwangsmischpumpe-30-und des   Wärmeaustauschers-19-,   welche ja im Hinblick auf das am Beginn des Prozesses notwendige Aufheizen und im Hinblick auf die am Beginn des Prozesses noch hohe Steifigkeit der Masse zu dimensionieren sind. Die nach Erreichen einer geringeren Viskosität mögliche Durcharbeitung der Masse mit geringerem Energieaufwand kann dann von entsprechend kleiner dimensionierten Elementen, wie   z. B.   einer kleiner dimensionierten Zwangsmischpumpe - und einem kleiner dimensionierten   Wärmeaustauscher -42--,   erfüllt werden.

   Gegebenenfalls 
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 ja die Wärmekapazität der zu behandelnden Masse verhältnismässig gross ist und über die Heiz-   schlangen-9-ohnedies   eine der eintretenden Abkühlung entgegenwirkende Zufuhr von Wärme vorgenommen werden kann. 



   Im Zuge eines Behandlungszyklus kann man dabei bei der Vorrichtung nach Fig. 2 zunächst den Umlaufweg mit der   Pumpe -30-- und   dem   Wärmeaustauscher --19-- einsetzen,   danach auf den andern Umlaufweg, der über die   Pumpe --35- führt,   umschalten, und den ersten Umlaufweg zur beginnenden Behandlung der im andern Mischkessel befindlichen Masse einsetzen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe, welche als Zu- schlagmaterial disperse Feststoffe überwiegend anorganischer Natur, wie Gesteinssplitte und Sande, enthalten, und insbesondere zur Herstellung von Kompressions-und Gussdecken dienen, wobei zur Bildung des Bindemittels Bitumen und ein Polyolefinmaterial in einer Heissmischanlage unter Schmel- zen und Lösen des Polyolefinmaterials unter Rühren homogenisiert werden, wobei Polyäthylen und/oder Polypropylen dem Bitumen beigegeben wird und das Homogenisieren bei einer Temperatur, die zwischen 260 und 3100C, vorzugsweise bei etwa 2900C, liegt, vorgenommen wird,
    bis unter Molekülabbau des Polyolefinmaterials ein über den mit der Aufheizung der Masse einhergehender Abfall der Viskosität hinausgehender Viskositätsabfall der Bitumen-Polyolefin-Masse auftritt, und wobei das Polyäthylen und/oder Polypropylen vorzugsweise in einer Menge, die mindestens 10% der Bitumenmenge beträgt, eingesetzt wird, gemäss Patent Nr.
    365257, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumen-Polyolefin-Masse unter Schmelzen und Quellösen einem Zwangsmischvorgang mit Misch- werkzeugen, die unter Bildung eines Spalts von weniger als 3 mm Spaltbreite gegeneinander bewegt werden, unterworfen wird, und hiebei auf die Masse in diesem Spalt eine hohe Scherbeanspruchung ausgeübt wird, wobei vorzugsweise die unter Zwangsmischung erfolgende Homogenisierung unter Luftabschluss vorgenommen und gegebenenfalls im Polyolefinanteil für die Bitumen-Polyolefin-Masse neben Polyäthylen und/oder kristallinem Polypropylen ataktisches Polypropylen eingesetzt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung in einer in das Mischgefäss bzw. den Mischkessel eingebauten Zwangsmischvorrichtung durchgeführt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumen-Polyolefin-Masse fortlaufend dem Mischgefäss bzw. Mischkessel entnommen und über eine Umlaufleitung wieder in das Mischgefäss bzw. den Mischkessel zurückgeführt wird, und hiebei im Zuge des Passierens dieses Umlaufwegs ausserhalb des Mischgefässes einer Zwangsmischung unterworfen wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsmischung im Umlaufweg mit einer in der Bitumen-Polyolefin-Masse eine Scherwirkung erzeugenden Pumpe ausgeführt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsmischung mit einer Schrauben- oder Schneckenpumpe ausgeführt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsmischung mit einer Schraubenpumpe, deren Durchgang zwischen dem die rotierende Schraube umgebenden Gehäuse und der Schraube in Förderrichtung kleiner wird, ausgeführt wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsmischung mit einer im Umlaufweg angeordneten Knetvorrichtung ausgeführt wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung in einer Mischvorrichtung durchgeführt wird, bei der die Spaltbreite zwischen den gegeneinander bewegten Mischwerkzeugen, z. B. einer Pumpenschraube oder einer Schaufel und einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Leiste oder Rippe, kleiner als 1 mm ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ataktisches Polypropylen in einer Menge, die zwischen 10 und 25% der gesamten Polyolefinmenge liegt, eingesetzt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyolefinanteil 5 Teile Polyäthylen und 1 Teil ataktisches Polypropylen eingesetzt werden.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bitumen-Polyolefin-Masse aus 44 Teilen Bitumen B 100,5 Teilen Polyäthylen und 1 Teil ataktischem Polypropylen eingesetzt wird.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Zwangsmischung erfolgende Homogenisieren der Bitumen-Polyolefin-Masse nach dem Erreichen eines makroskopisch homogenen Aussehens noch 15 bis 45 min bei einer Temperatur von zirka 3000C unter Luftabschluss fortgesetzt wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumen-Polyolefin-Masse <Desc/Clms Page number 9> nach dem Erreichen eines makroskopisch homogenen Aussehens noch mindestens fünfmal durch den Umwälzweg geführt wird.
    14. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mischkessel aufweist, an den eine äussere Umlaufleitung mit ihren beiden Enden angeschlossen ist, und dass in diese Umlaufleitung eine Schrauben-oder Schneckenpumpe oder eine Knetvorrichtung eingefügt ist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in die Umlaufleitung auch ein Wärmeaustauscher eingefügt ist.
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