AT396138B - Verfahren zur vornahme von oberflaechenauftraegen fuer strassen od. dgl. und daraus erhaltene beschichtungen - Google Patents

Description

AT 396138 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche mit wässerigen Emulsionen von Bitumen, wobei durch Emulgieren von Bitumen in einer wässerigen Lösung eine wässerige Emulsion zubereitet wird und ein Mittel zum Brechen der Emulsion zubereitet wird, bei Umgebungstemperatur die Emulsion auf die Oberfläche und gleichzeitig das Mittel zum Brechen der Emulsion aufgebracht werden, wonach Splitt auf die Emulsion gestreut wird, sowie daraus erhaltene Beschichtungen.

Die CH-PS 152 535 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lagerbeständigen, leicht brechbaren wässerigen Emulsionen von Teerprodukten mit einverleibten Bitumina und Stoffen von saurem Charakter, welche Mischung in Wasser eingerührt ist, welches Emulgierungsmittel und Alkali gelöst enthält.

Gegenstand der CH-PS 298 445 ist ein Verfahren zur Herstellung von für Straßenbeläge geeigneten Baustoffen durch Vermischung von Emulsionen bituminöser Stoffe mit mineralischen Zuschlägen sowieeinem das Brechen da Emulsion fördernden Netzmittel. In diesem Fall ist somit das Mittel zum Brechen der Emulsion bereits vor dem Aufträgen zugesetzt. Hiefiir eignen sich die sogenannten Phenolatlaugen.

Die CH-PS 338 265 bezieht sich auf eine umkehrbare Emulsion vom Wasser-in-Öl-Typ, die zum Überziehen mineralischer Aggregate oder anderer fester Materialien mit einer dünnen, an denselben gut haftenden hydrophoben Schicht geeignet ist und aus einer Ölphase, die ein Kohlenwasserstofföl enthält, Wasser, einem Lösungsvermittler phenolischer Art und einem Aminsalz oder quaternären Ammoniumsalz, das ein kationaktiver Emulgator ist, zusammengesetzt ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der genannten Emulsion, wonach das einen kationaktiven Emulgator darstellende Aminsalz oder quaternäre Ammoniumsalz mit dem Lösungsvermittler vermischt, diese Mischung in Wasser dispergiert und anschließend die Ölphase zugef&gt wird.

Gegenstand der CH-PS 544 728 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierschicht zum Abdichten von Bauwerken durch gleichzeitiges und getrenntes Aufbringen einer gegebenenfalls mit Polymeren modifizierten Bitumen- oder Teerdispersion sowie einer Substanz, welche die Dispersion bricht, auf eine Unterlage, wobei als die Dispersion brechende Substanz feindisperse feste Stoffe eingesetzt werden.

Die DD-PS 206 491 offenbart ein kaltverarbeitbares Gemisch für Straßenbauzwecke aus Mineralbaustoffen, Zusätzen und Bitumenemulsionen mit einem Anteil von nicht mehr als 5 Massen-% von Salzen teritäreralkoxylierter Amine mit der in der Patentschrift angegebenen Formel. Ähnlich wie im Falle der bereits vorher abgehandelten CH-PS 298 445 soll hiebei das Mittel zum Brechen der Emulsion bereits vor dem Auftragen beigemischt werden.

Aus der DE-OS 1 800 829 sind Oberflächenbeläge sowie Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt, wobei die verwendete Mischung außer Bitumen zwingend auch Zement und/oder Kalk enthält.

Die DE-OS 28 16 567 bezieht sich auf Bitumenemulsionen mit kontrollierter Stabilität, wobei es sich um wässerige Emulsionen von Bitumen und Vinylchloridpolymeren handelt

Im Bitumen- und Asphalt-Taschenbuch, 3. Aufl., 1964 sind auf Seite 83 im Kapitel 1.2. das Brechen und das Abbinden der Emulsion erläutert und diese Ausführungen sind auf Seite 84 fortgesetzt Auf den Seiten 88 bis 91 sind die Eigenschaften von anionischen Bitumenemulsionen, kationischen Bitumenemulsionen und Sonderemulsionen beschrieben und daran anschließend sind die Verwendungsmöglichkeiten der Bitumenemulsionen tabellarisch angegeben.

Das Aufbringen von Oberflächenaufträgen stellteine wirtschaftliche Maßnahmedar, um bestimmteOberflächen-eigenschaften, insbesondere Undurchlässigkeit und Rauhigkeit bei abgenutzten Straßenbelägen oder dergleichen wiederzuerlangen. Die Aufträge sind aus kohlenwasserstoffhaltigen Bindemitteln zusammengesetzt die zum Vergießen entweder inForm von wässerigen Emulsionen oder durch Zusatz von leichten Bitumenfraktionen aus der Petroleum- oder Öldestillation fluidisiert sind. Die Mischungen aus Bitumen· und Kohlenwasserstoffprodukten, die wasserfreie Aufträge darstellen, werden bei erhöhter Temperatur im allgemeinen zwischen 120 und 160 °C auf den Boden aufgetragen, während die wässerigen Bitumenemulsionen bei etwa 70 °C oder sogar bei Umgebungstemperatur aufgetragen werden, worin einer ihrer Vorteile besteht Allerdings erfolgt das Erhärten der wasserfreien Aufträge schneller und sicherer als im Falle der Aufträge auf der Basis wässeriger Emulsionen, deren Erhärten oder Abbinden zudem stark durch die Temperatur- und Umgebungsfeuchtigkeitsbedingungen beeinflußt werden, da in diesem Fall das Erhärten die Verdampfung von Wasser, das in der aufgebrachten Emulsion enthalten ist erfordert Diese Verdampfungsphase, die den Zusammenbruch der Emulsion impliziert ist auch insofern wichüg, als sie die Fixierung von Körnern auf der Straßenoberfläche bedingt Diese Probleme haben zur Herstellung von Oberflächenaufträgen aus einer Bitumenemulsion geführt die aus zwei Schichten zusammengesetzt sind, wodurch es ermöglicht wird, die behandelte Straße schnell wieder dem Verkehr zu übergeben. Derartige zweischichtige Aufträge sind jedoch aufwendig und teuer, weshalb es wünschenswert ist, weniger teuere, einschichtige, im Bereich der Umgebungstemperatur auftragbare und schnell und sicher erhärtende oder abbindende Oberflächenaufträge hersteilen zu können, das heißt solche, die zu Oberflächenbeschichtungen führen, die nicht brüchig oder spröde, sehr kohärent und kurze Zeit nach dem Aufträgen benutzbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Vornahme von Oberflächenaufträgen, das darin besteht, daß auf einer Straße gleichzeitig eine klassische wässerige Bitumenemulsion und ein die Emulsion aufbrechendes -2-

AT 396 138 B

Mittel aufgetragen werden, und zwar unter solchen Bedingungen, daß das Auf brechen der Emulsion schnell in der Gesamtheit der aufgebrachten Masse stattfindet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die wässerigeEmulsion durch Emulgieren einer Mischung von reinem Bitumen mit einer Penetration von 180/220 und flüssigem Bitumen mit einer Viskosität von 0/1 °E (etwa 0 bis 5 8 mm^/s) in einer wässerigen Lösung eines Alkylamin-Hydrochlorids mittels einer Homogenisieieinrichtung zubereitet wird, wobei das Bitumen mit einer Temperatur von etwa 130° und die wässerige Lösung mit einer Temperatur von etwa 50 °C in die Homogenisieieinrichtung eingebracht werden, daß das Mittel zum Brechen der Emulsion aus starken anorganischen Basen, anionischen oberflächenaktiven Mitteln oder Mischungen hievon ausgewählt wird und in Form einer wässerigen Lösung eingesetzt wird und daß die Emulsion mittels eines Balkens 10 mit an diesem in der Nähe der Oberfläche angebrachten Schlitzdüsen gleichzeitig mit der wässerigen Lösung des

Mittels zum Brechen der Emulsion unter einem Auftreffwinkel von 60° bis 10° aufgebracht wird. Damit das Auf brechen der Emulsion in der Masse stattfindet, kann man das die Emulsion brechende Mittel auf den sich vertikal von der Auftragsvonichtung erstreckenden Emulsionsstrahl, etwa auf den unteren Teil dieses Strahls und vorzugsweise in der unteren Mitte, aufsprühen. Der Auftreffwinkel ist eine Funktion der Stärke des Strahls, aus dem die 15 Emulsion aufbrechenden Mittel, der verwendeten Produkte und der atmosphärischen Bedingungen; er liegt im allgemeinen zwischen 10° und 60° und kann leicht entsprechend den spezifischen Arbeitsbedingungen aufgrund vorheriger Proben eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, ein Bitumen einer Penetration von 180/220 (wiein derNorm NFT65-001 definiert) in Mischung mit vorzugsweise5 bis 15 Gew.-% flüssigem Bitumen ein»1 Viskosität zwischen 0 und 1 gemäß ENGLER zu verwenden; der Bindemittelgehalt der Emulsion kann 20 zwischen 65 und 75 Gew.-% liegen und ihr pH-Wert größer 3 sein.

Diverse Mittel zum Aufbrechen von Kohlenwasserstoffemulsionen sind bekannt Ihre Wirkung resultiert im allgemeinen aus einer Neutralisationsreaktion oderauch aus einem Niedraschlagen des emulgierten Milieus. Die Art des Mittels hängt wesentlich von dem emulgierten Bitumen und dem Emulgiermittel ab. Im Falle einer kationischen Emulsion mit einem pH-Wert größer2,5 und 60 bis 75 Gew.-% bituminösesBindemittel undO.l bis0,5 Gew.-% eines 25 Emulgiermittels vom Typ Fettsäureamin- oder Imidazolinchlorhydrat enthaltend, kann das die Emulsion aufbrechende Mittel eine wässerige Lösung einer starken anorganischen Base in einer Konzentration zwischen 5 und 25 % sein, etwa Natriumhydroxid, oder ein anionisches oberflächenaktives Mittel, wie Alkyl-(C jg-C^Sulfat, oder Mischungen hievon. Die Lösungsmenge des die Emulsion aufbiechenden Mittels, das aufgesprüht wird, entspricht 0,2 bis 1 Gew.-% Mittel bezogen auf das Gewicht der behandelten Emulsion. 30 Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß auf die Oberfläche 1,0 bis 2,5 kg/m^ wässerige Emulsion und 5 bis 30 g/m^ Mittel zum Brechen der Emulsion aufgebracht werden, wobei in besonders bevorzugterWeise 8 l/m^ Splitt 6/10 auf die Emulsion aufgebracht werden. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensfiihrung wird die wässerige Emulsion von Bitumen etwa 2 h bei einer Temperatur von etwa 15 °C gehärtet

Die Art und Weise, in der das Mittel und die Emulsion miteinander in Kontakt gebracht werden, ist ebenfalls für 35 das erfindungsgemäße Verfahren wichtig. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn das Mittel auf die Oberfläche einer bereits auf den Boden aufgebrachten Emulsion aufgebracht wird, das Auf brechen der Emulsion nicht in der Masse stattfindet und die Erhärtung oberflächlich erfolgt was zur Bildung einer Haut und einer Beschichtung mitschlechter Qualität führt.

Fig. 1A zeigt eine bevorzugte relative Orientierung des Emulsionsstrahls (E) und des die Emulsion aufbrechen-40 den Mittels (R) in bezug auf den Boden (S).

Fig. 1B zeigt den vorstehend erwähnten Fall des nachfolgenden Auftrags, der zur Ausbildung einer Haut führt

Fig. IC zeigt schematisch ein Verfahren zum gleichzeitigen Aufträgen, das im allgemeinen keine brauchbaren Resultate ergibt aufgrund der Desorganisation des Emulsionsstrahls (E), der auf den Boden fällt In diesem Fall ist der Mittelstrahl (R) gegen den oberen Teil des Emulsionsstrahls (E) nahe dem Austritt aus der Auftragseinrichtung 45 gerichtet und trifft auf den Strahl (E) in der oberen Hälfte hiervon.

Das Verfahren zur Vornahme von Oberflächenaufträgen auf der Basis von bituminösen Emulsionen gemäß der Erfindung kann unter Verwendung klassischer Auftragsbedingungen für Oberflächenaufträge unter Verwendung des die Emulsion aufbiechenden Mittels eingesetzt werden. Die Pumpenleistung für die Verteilung der Emulsion, die Auftragseinrichtung und deren Vorschubgeschwindigkeit, ebenso wie die Menge an aufgebracht» Emulsion auf 50 eine gegebene Fläche, sind nicht geändert, was einen weiteren Vorteil (kr Erfindung darstellt, so daß nur die Bedingung»! der Pulverisierung des dieEmulsion aufbrechenden Mittels in Funktion von derNatur der verwendeten Masse und der spezifischen Arbeitsbedingungen anpassen muß.

Die Beschichtungen, die erhalten werden, sind charakterisiert durch eine schnelle Erhärtung bei Umgebungstemperatur verbunden mit guten Oberflächeneigenschaften. -3- 55

Claims (5)

1. AT396138B Beispiel 1 a. Wäßrige Bitumenemulsion Es werden 650 kg einer Mischling emulgiert, die 600 kg reines Bitumen 180/220 (gemäß Norm NFT 65-001) und 50 kg flüssigen Bitumens 0/1 enthält, und zwar mit 350 kg einer wäßrigen Lösung eines Diaminchlorhydrats 5 (resultierend aus der Einwirkung von 2,6 g wäßriger Lösung von 32 Gew.-%-iger HCl auf 4kg Fettdiamin), wobei die Emulgierung in einer Homogenisiereinrichtung vom Typ COLAS vorgenommen wird, in die der Bitumen mit einer Temperatur von 130 °C und die wäßrige Phase mit einer Temperatur von 50 °C eingeführt wird. b. Emulsionaufbrechendes Mittel 10 Esbestehtaus einer wäßrigen Lösung, enthaltend 10 Gew.-% Natriumhydroxid und 2 Gew.-% NatriumlaurylsulfaL c. Auftrag Mit Hilfe ein» Rampe für die Emulsion, ausgerüstet mit einer Strahldüse, die 25 cm über dem Boden angeordnet ist, werden bei Umgebungstemperatur 1,8 bis 1,9 kg/m^ Emulsion erhalten, gemäß a. auf eine Straße und gleichzeitig 15 unter einem Auftreffwinkel von 60 bis 25 Grad 50 g/m^ des Mittels, erhalten gemäß b., aufgetragen; anschließend wird Splitt 6/10 auf dem Boden in einer Menge von 8l/m^ verteilt. Das Verfestigen der Beschichtung »folgt bei einer Temperatur von 15 °C in etwa 2h. In diesem Moment kann die erneute Aufnahme des Verkehrs auf der beschichteten Straße vorgenommen werden. Auf die gleiche Weise, wie vorstehend beschrieben, wird eine einschichtige Beschichtung mit zweifachem Splittauftrag und mit 2,1 bis 2,4 kg/m^ Emulsion gemäß a. und 7 bis 91/m^ Splitt 20 10/14 sowie 4 bis 7l/m^ Splitt 4/6 hergestellt. Die Erhärtung findet in etwa 2 h statt Beispiel 2 Unter labormäßigen Bedingungen werden Beschichtungen von Metallplatten hergestellt, indem die wäßrige Bitumenemulsion gemäß Beispiel 1 in Anwesenheit oder unter Fehlen des Mittels gemäß Beispiel lb. verteilt und 25 auf der derart erhaltenen Beschichtung Splitt verteilt wird (Adaption des globalen Adhäsionsversuches an derVialit- Platte). Es wurde der Prozentsatz der Splitteilchen gemessen, die an der Metallplatteklebenbleib»i, nach Umdrehen hiervon zu verschiedenen Zeitpunkten nach ihrem Aufbringen. Die erhaltenen Resultate, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, zeigen, daß das Erhärten oder Abbinden der Emulsion sehr viel schneller in Anwesenheit des die Emulsion aufbrechenden Mittels erfolgt 30 Tabelle 1 Dauer % des Erhärtens der Emulsion bei 22 °C 1) ohne mit Mittel gern. Beispiel lb. 30 min 0% 45% lh 12% 54% 2h 17% 59 % -4- 1 gemessen in bezug auf die Anzahl der Splitteilchen, die an der Platte klebenbleiben, im Verhältnis zur 45 Gesamtzahl der aufgebrachten Splitteilchen. 50 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche mit wässerigen Emulsionen von Bitumen, wobei durch Emulgieren von Bitumen in einer wässerigen Lösung eine wässerige Emulsion zubereitet wird und ein Mittel zum Brechen der Emulsion zubereitet wird, bei Umgebungstemperatur die Emulsion auf die Oberfläche und gleichzeitig das Mittel AT396 138 B zum Brechen der Emulsion aufgebracht werden, wonach Splitt auf die Emulsion gestreut wird, dadurch gekenn· zeichnet, daß die wässerige Emulsion durch Emulgieren einer Mischung von reinem Bitumen mit einer Penetration von 18Q/220und flüssigem Bitumen mit einer Viskosität von 0/1Έ (etwa 0 bis 8 mm^/s) in ein»- wässerigen Lösung eines Alkylamin-Hydrochlorids mittels einer Homogenisiereinrichtung zubereitet wird, wobei dasBitumen mit einer Temperatur von etwa 130° und die wässerige Lösung mit einer Temperatur von etwa 50 °C in die Homogeni-siereinrichtung eingebracht werden, daß das Mittel zum Brechen der Emulsion aus starken anorganischen Basen, anionischen oberflächenaktiven Mitteln oder Mischungen hievon ausgewählt wird und in Form einer wässerigen Lösung eingesetzt wird und daß die Emulsion mittels eines Balkens mit an diesem in der Nähe der Oberfläche angebrachten Schlitzdüsen gleichzeitig mit der wässerigen Lösung des Mittels zum Brechen der Emulsion unter einem Auftreffwinkel von 60° bis 10° aufgebracht wird.
2. 2. Verfahr»! nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche 1,0 bis 2,5 kg/m^ wässerige Emulsion und 5 bis 30 g/m^ Mittel zum Brechen der Emulsion aufgebracht weiden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 81/m^ Splitt 6/10 auf die Emulsion aufgebracht wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerige Emulsion von Bitumen etwa 2 h bei einer Temperatur von etwa 15 °C gehärtet wird.
5. 5. Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 beschichtet ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-