AT407746B

AT407746B - Bitumenemulsion

Info

Publication number: AT407746B
Application number: AT0116194A
Authority: AT
Original assignee: Vialit Gmbh Oesterr
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 2001-05-25
Also published as: ATA116194A; CZ288803B6; ITRM950375A0; SK75195A3; ITRM950375A1; CZ142595A3; FR2721043A1; DE19519539A1; FR2721043B1; IT1278091B1; DE19519539C2; SK281591B6

Description

Die Erfindung betrifft eine neue Bitumenemulsion zur Herstellung von Kaltmischgut bzw. Belägen für Strassen Wege mit einem Gehalt an Bitumen und einer Fluxkomponente sowie gegebenenfalls Zuschlagsstoffen, Haftmitteln, Emulgatoren, Sikkativen, Elastomere, vernetzungsfördernden Stoffen und dergleichen, wobei die Fluxkomponente Rapsöl oder ein davon abgeleitetes Rapsölderivat ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Kaltmischgut und ein Verfahren zur Oberflachenbe- handlung von Strassen, Wegen, Dämmen und dergleichen.

Für die Oberflächenbehandlung von Strassen, Wegen, Dämmen etc. werden seit langer Zeit Fluxbitumen verwendet. Diese bestehen üblicherweise aus Bitumen als Hauptinhaltsstoff und dem sogenannten Fluxmittel. Diese Fluxmittel sind bisher stets Mineralölprodukte gewesen, wie z. B.

Benzin, Kerosin, Petroluem, Gasöl, Heizöle verschiedener Siedebereiche, Spindel- und Schmierölfraktionen und dergleichen.

Diese oben genannten Fluxöle aus Mineralölprodukten haben den Nachteil der nicht optimalen Umweltverträglichkeit Durch Regenwasser können die Mineralöle in den Boden getragen werden und dort zu einer Beeinträchtigung von Bodenleben oder Grundwasser führen. Die Mineralfluxöle bewirken beim Auftragen des Fluxbitumens störende Dämpfe, die die bauausführende Mannschaft beeinträchtigen und die Luft mit Schadstoffen belasten. Weiters können die Mineralölprodukte mit niedrigen Flammpunkten ein sicherheitstechnisches Risiko darstellen.

Aus der EP 568 757 A1 ist ein bituminöses Bindemittel bekannt geworden, welches heiss anzuwenden ist und mindestens ein tierisches und/oder pflanzliches Fett oder Öl enthält. Unter den geoffenbarten pflanzlichen Fetten und Ölen ist nebenbei auch Rapsöl genannt. In der Praxis stellt es aber einen erheblichen Unterschied dar, ob Bitumen im Heissverfahren aufgetragen wird, oder ob Bitumenemulsionen zur Herstellung von Kaltmischgut dienen. Für die Herstellung oder Verwendung von kalt verarbeitbaren Bitumenemulsionen gibt dieser Vorhalt somit keinerlei Anregung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von kalt verarbeitbaren Bitumenemulsionen, sowie eines Kaltmischgutes, die eine verbesserte Umweltverträglichkeit aufweisen und die genannten Nachteile vermeiden.

Gemäss vorliegender Erfindung ist die eingangs genannte Bitumenemulsion dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 99 Masse% Bitumen und als Fluxkomponente 1 bis 50 Masse% Rapsöl oder Rapsölderivat wie dessen Fettsäureanteil oder Fettsäuregemisch, ein Umesterungsprodukt wie Rapsölmethylester oder alkydharzartige Derivate von Rapsöl vorgesehen sind, und diese Bindemittelphase in einer wässrigen Phase emulgiert ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die erfindungsgemäss einsetzbare Bitumenbasis besteht aus Destillationsbitumen unterschiedlicher Weichheitsgrade, oder aus polymermodifizierten Bitumen. Diese Bitumen entsprechen dem Stand der Technik und sind je nach Verwendungszweck und Verfügbarkeit vom Fachmann auszuwählen.

Beispielsweise wird auf folgende ÖNormen verwiesen :
B 3507 Fluxbitumen für den Strassenbau,
B 3610 Erdölbitumen für Strassenbauzwecke,
B 3613 Elastomermodifizierte Bitumen für den Strassenbau.

Die Fluxölbasis bestand gemäss bisherigem Stand der Technik aus Mineralölprodukten, z. B.

Testbenzin, Kerosin, Petroleum, Gasöl, Heizöle verschiedener Siedebereiche, Spindel- und Schmierölfraktionen. Eine typische Zusammensetzung eines Fluxbitumen als Bindemittel für Oberflächenbehandlungen ist z. B. die folgende:
Strassenbaubitumen, Penetration 70 bis 200 (1/10 mm) 80 bis 97 Masse%
Fluxöl oder Fluxölgemisch, z. B. Kerosin, Gasöl, Heizöl 3 bis 20 Masse%
Haftmittel oder Haftmittelgemisch auf Fettaminbasis des Typs
Alkylamidoamin oder Imidazolin 0,1bis 5 Masse%
Gemäss Erfindung werden Fluxöle auf der Basis Rapsöl, sowie daraus abgeleiteter Produkte, beispielsweise Fettsäuren und Fettsäuregemische oder Umesterungsprodukte von Ölen, z. B. Rapsölmethylester oder alkydharzartige Derivate verwendet. Für Sonderanwendungen ist der Einsatz von Ölen mit einem hohen Gehalt mehrfach ungesättigter Fettsäuren (z. B.

Linol- oder Linolensäure), beispielsweise Holzöl, Hanföl, Sojaöl, Tallbl oder Leinöl ratsam, oder eine Kombination von diesen "trocknenden Ölen" mit Rapsöl.

Je nach Einsatzzweck werden den erfindungsgemässen Zubereitungen weitere Stoffe, die zum Teil schon Stand der Technik sind, zugesetzt. Es sind dies haftverbessernde Zusätze (Fettamine, siliziumorganische Verbindungen), emulgierwirksame Stoffe, kriechverbessernde Zusätze, Sikkative oder andere vernetzungsfördernde Stoffe, diverse bitumenverträgliche Kunststoffe, vorzugsweise Elastomere wie Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Polychloropren und andere. Durch diese Zusätze wird einerseits verbessertes Haftverhalten auf Gestein, verbessertes Verhalten des Bindemittels in der Kälte (Abnahme der Sprödigkeit von Bitumen) sowie das Nachhärten der weichgefluxten Bitumenbasis erreicht.

Gemäss derzeitigem Stand der Technik sind Fluxöle auf Mineralölbasis nur durch destillative Vorgänge in der Lage, nach der Verarbeitung das Bindemittel für den erwünschten Gebrauchszustand nachzuhärten, was zu Luftbelastungen durch Kohlenwasserstoffemissionen führt und vermieden werden soll.

Ausführungsbeispiel gemäss Erfindung:
C. Fluxbitumenemulsion als Bindemittel für die Kaltmischgutherstellung
Strassenbaubitumen, Penetration 150 bis 250 (1/10 mm) 50 bis 85 Masse%
Fluxkomponente Rapsöl 10 bis 40 Masse%
Fluxkomponente Leinöl 0 bis 30 Masse%
Haftmittel auf Fettaminbasis 0 bis 5 Masse%
50 bis 70 Prozent dieser Bindemittelphase werden einer wässrigen Phase anionischer Seifenlösung (vorzugsweise auf Tallölbasis) oder in einer wässrigen Phase kationischer Fettaminlösung (vorzugsweise auf Taigfett-Propylendiaminbasis) emulgiert.

Anwendungsbeispiele
1. Herstellen einer Oberflächenbehandlung:
Je nach Verkehrsbelastung, Klima, Zustand der Unterlage, verwendete Splittkörnung u. a., werden 0,8 bis 1,5 kg/m2 wirksame Menge eines erfindungsgemässen Bitumenemulsion bei einer Verarbeitungstemperatur von 130 bis 170 C (oder kalt als Bitumenemulsion) mit einem Rampenspritzgerät auf die Unterlage aufgesprüht. Danach wird dieser etwa 1 mm dicke Bindemittelfilm mit einem Splittstreugerät gleichmässig und möglichst einlagig abgesplittet. Derart hergestellte Oberflächenbehandlungen werden nach mehreren Walzübergängen sofort für den Verkehr (geschwindigkeitsbeschränkt) freigegeben. Nach wenigen Tagen wird der Überschusssplitt abgekehrt und die Strasse für den ordentlichen Verkehr freigegeben.

Die wesentlichen Vorteile gegenüber dem bisherigen Fluxbitumen sind :
Geringe Fluxöldampfemissionen bei der Verarbeitung (Arbeitsmannschaften!)
Höhere Sicherheit bei der Verarbeitung aufgrund der höherliegenden Flammpunkte der erfindungsgemässen Fluxölkomponenten
Geringstmögliche Umweltbeeinträchtigung durch flüchtige Kohlenwasserstoffe bzw. durch Regenwasser eluierbare Inhaltsstoffe im Vergleich zu bisherigen Bindemitteln
Optimale Bitumenverträglichkeit der erfindungsgemässen Fluxöle und damit gute Alterungsbeständigkeit des Bindemittels
Importunabhängigkeit durch die Möglichkeit der Verwendung heimischer nachwachsender pflanzlicher Rohstoffe
2.

Herstellen von Kaltmischgut:
Je nach verwendetem Kornaufbau des zu verwendenden Gesteinsmaterials werden 6 bis 10 % der erfindungsgemässen Bitumenemulsion (Ausführungsbeispiel C) in einer geeigneten Mischanlage mit dem Gestein gemischt. In der Schlussphase des Mischens können emulsionsbrechende Zusätze (beispielsweise Salze, Alkalien, Säuren) beigemengt werden, damit wird erreicht, dass klares Wasser abfliesst und keine Verunreinigungen des Mischplatzes durch ungebrochene Emulsionsreste sichergestellt wird. Derart hergestelltes Kaltmischgut ist längere Zeit lagerfähig und kalt verarbeitbar und wird vorzugsweise, lose auf LKW verladen oder in Säcken verpackt, für Reparaturzwecke (Schlaglöcher, Künettenverschluss etc. ) in der kalten Jahreszeit eingesetzt.

Der beson-

dere Vorteil des erfindungsgemässen Bindemittels gegenüber herkömmlichen Bindemitteln ist die Umweltfreundlichkeit. Beim herkömmlichen Bindemittel können infolge Einwirkung von Regenwasser umweltschädliche, grundwassergefährdende Mineralölkomponenten eluiert werden, beim erfindungsgemässen Bindemittel werden höchstens biologisch vollständig abbaubare, unschädliche Naturöle frei. Die günstige Möglichkeit des erwünschten Nachhärtens des Bindemittels (trocknende Öle unter dem Einfluss des Luftsauerstoffes ist ein weiterer erheblicher Vorteil des erfindungsgemässen Systems.

Gemäss vorliegender Erfindung lassen sich unter anderem folgende Produktgruppen auf Bitumenbasis herstellen:
Bitumenemulsionen als Bindemittel zur Kaltmischgutherstellung, für Oberflächenbehandlungen, als Bindemittel für Schlämmebauweisen (Slurry sealing sowie kalteinbaufähige Dünnschichtdekken), Bitumenemulsionen für Landschaftsbegrünungsverfahren, Bitumenemulsionen als Bindemittel für Baustoff-Recyclingverfahren. Bei letzterem erfolgt der Wiedereinbau von Asphaltaufbruchmaterial oder Fräsgut sowie andere Recyclingbaustoffe, mit oder ohne Zementzusatz.

PATENTANSPRÜCHE:
1. Bitumenemulsion zur Herstellung von Kaltmischgut bzw kalt verarbeitbaren Belägen (Kaltbelägen) für Strassen oder Wege mit einem Gehalt an Bitumen und einer Fluxkompo- nente sowie gegebenenfalls Zuschlagsstoffen, Haftmitteln, Emulgatoren, Sikkativen, Ela- stomeren, vernetzungsfördernden Stoffen und dergleichen, wobei die Fluxkomponente ein pflanzliches Öl ist, dadurch gekennzeichnet, dass 50-99 Masse% Bitumen und als Flux- komponente 1-50 Masse% Rapsöl oder Rapsölderivat wie dessen Fettsäureanteil oder
Fettsäuregemisch, ein Umesterungsprodukt wie Rapsölmethylester oder alkydharzartige
Derivate von Rapsbl vorgesehen sind, und diese Bindemittelphase in einer wässrigen
Phase emulgiert ist.

Claims

2. Bitumenemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bindemittelphase zu dem Rapsöl oder Rapsölderivat 0,1 bis 30 Masse% eines weiteren Pflanzenöls, insbe- sondere Leinöl, und 0,1 bis 5 Masse% (bezogen auf die Bindemittelphase) eines Haftmit- tels, wie Haftmittel auf Fettaminbasis, vorgesehen sind.

3. Bitumenemulsion nach Anspruch 1 als Bindemittel für Oberflächenbehandlungen und für die Schlämmebauweise von Strassen, Wegen, Dämmen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel-Phase folgende Komponenten enthält: Strassenbaubitumen 75 bis 97 Masse% Rapsöl oder Rapsölderivat 2 bis 25 Masse% und gegebenenfalls Haftmittel oder Haftmittelgemisch auf Fettaminbasis oder siliziumorganischer Basis 0,1bis 3 Masse% wobei bei der Bitumenemulsion 50 bis 70 Masse% dieser Bindemittelphase in einer wäss- rigen Phase anionischer Seifenlösung oder in einer wässrigen Phase kationischer Fett- aminlösung emulgiert sind 4 Bitumenemulsion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bindemittelphase als Strassenbaubitumen ein polymermodifiziertes Strassenbaubitumen mit 85 bis 95 Masse% und Rapsöl oder Rapsölderivat in Mengen von 4 bis 15 Masse% enthalten sind.

5. Bitumenemulsion nach Anspruch 1 als Bindemittel für Kaltmischgut, dadurch gekennzeich- net, dass die Bindemittelphase aus folgendem Gemisch besteht: Strassenbaubitumen 50 bis 85 Masse% Rapsöl oder-derivat 10bis 40 Masse% sowie gegebenenfalls Leinöl 0,1bis 30 Masse% und Haftmittel auf Fettaminbasis 0,1bis 5 Masse% wobei bei der Bitumenemulsion 50 bis 70 Masse% dieser Bindemittelphase in einer wäss- rigen Phase anionischer Seifenlösung oder in einer wässrigen Phase kationischer Fett- aminlösung emulgiert sind. <Desc/Clms Page number 4>

6. Kaltmischgut dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelphase gemäss Anspruch 5 in einer Menge von 3 bis 10 Masse% mit 90 bis 94 Masse% Gesteinsplitt, gegebenenfalls mit emulsionsbrechenden Zusätzen wie Salze, Alkalien oder Säuren, vermischt ist 7. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Strassen, Wegen, Dämmen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumenemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 5 einer Menge von 0,8 bis 1,5 kg wirksames Bindemittel pro m2 Fläche auf die Unterlage aufgesprüht, dann Gesteinsplitt aufgetragen und gegebenenfalls gewalzt und der Über- schuss abgekehrt wird.

KEINE ZEICHNUNG