Verfahren zur Herstellung bituminösen Mischguts.
Im bituminösen Strassenbau sind in vielen FÏllen kalt einbaufÏhige Gemische erw nscht, weil diese geringere Aufwendungen f r Ma- schinen erfordern, leichter eingebaut werden können und weniger von der Witterung abhängig sind als heiss einzubauende Belagsmassen.
Für die Herstellung kalt einbaufähiger Belagsmassen sind verschiedene Wege m¯glich. Man kann zum Beispiel Auflösungen von Bitumen oder Teer in flüchtigen Lösungs- mitteln, wie sie etwa unter dem Namen Kaltbitumen bzw. Kaltteer geliefert werden, entweder von Hand oder in Mischanlagen mit dem Gestein mischen. Man kann das Ge stein aueh mit geeigneten Bitumen-bzw.
Teeremulsionen mischen und ansehliessend einbauen. Es sind ferner Emulsionen bekanntgewordcn, bei welchen der bituminöse Anteil mit L¯sungs- bzw. Verschnittmitteln versetzt ist. Schliesslich sind Verfahren vorge sehlagen worden, wonach das Gestein zuerst mit einem ¯ligen Stoff auf der Grundlage von Steinkohlenteer, Braunkohlenteer oder Bitumen überzogen, und das in dieser Weise vorbenetzte Gestein anschlie¯end mit einer Bitumenemulsion vermiseht wird.
Beim Mi- schen mit dem vorbenetzten Gestein wird die Emulsion zum Brechen gebraeht und das frei werdende Bitumen mischt sich mit dem auf den Gesteinsteilehen haftenden Olfilm. Das an sich zähe Bitumen wird dadurch weicher gemacht und das Mischgut kann infolgedessen in kaltem Zustand gelagert, transportiert und verarbeitet werden.
Diese bekannten Verfahren haben ver schiedene Nachteile. Kaltteer und Kaltbitumen sind wegen der betrÏchtlichen Menge Losungsmittel, welche sie enthalten, verhältnismässig teuer. Ausserdem entweichen die Losungsmittel aus dickeren Belagssehichten oft zu langsam ; der Belag bleibt dann zu lange weich und wird unter Umständen durch den Verkehr deformiert. Uberdies eignen sich Kaltteer und Kaltbitumen wenig zur Mi schung mit feuchtem Splitt, wie er besonders in der kühlen Jahreszeit die Regel bildet.
Sehon beim Mischen überzieht sich feuchter Splitt meist unvollkommen mit Kaltteer oder Kaltbitumen. Wird das Mischgut gelagert, so kann man häufig nach kurzer Zeit beobaeh- ten, dass der bituminöse Überzug sich auf der Oberfläche des Gesteinsmaterials mehr oder weniger zusammenzieht, so dass ein Teil der Oberfläche des Gesteins wieder frei wird.
Dies liommt daher, dass Wasser das Gestein in der Regel besser benetzt als bituminöse Stoffe und deshalb letztere von der Gesteinsoberfläche wieder zu verdrängen sucht. Man kann dieser Tatsache durch Zugabe von Netzmitteln etwas abhelfen, doch sind diese in der Regel teuer und zu wenig wirksam.
Bei Verwendung von losungsmittelfreien Bitumenemulsionen, wie sie als Kaltasphalt im Strassenbau gebräuchlich sind, ist es not- wendig, langsam brechende Emulsionen zu wählen, damit das Belagsmaterial gemiseht, transportiert und eingebaut werden kann, ehe die Emulsion bricht und das Mischgut dadurch fest wird. Während dieser Zeit ist das Mischgut empfindlich gegen Regen, welcher die Emulsion vom Gestein abwaschen kann.
Aber auch nach dem Einbau bleibt diese Empfindlichkeit noch lange bestehen, weil das Brechen der Emulsion von der luftberührten Oberfläche der Belagsschicht her einsetzt und nur langsam nach unten fortschreitet. Wäh- rend dieser Zeit bleibt die Mischung regen- empfindlich und ausserdem fehlt ihr jegliche Klebekraft, so dass keinerlei Verkehr darüber gehen kann.
Bei der Verwendung einer losungs-bzw. verschnittmittelhaltigen Emulsion sind manche dieser'Schwierigkeiten geringer, weil ihre Stabilität so gewählt werden kann, dass der Brechvorgang schon wÏhrend des Mischens einsetzt, denn das bituminöse Bindemittel ist ja infolge seines Versehnittmittelgehaltes flüssig, und das Mischgut bleibt deshalb auch naeh dem Brechen der Emulsion transportund einbaufähig. Die Erhärtung erfolgt im wesentlichen erst, wenn das Mischgut in verhältnismässig dünner Sehicht auf die Strasse aufgebracht ist und die Losungs-bzw. Verschnittmittel verdunsten können.
Ein grosser Nachteil aller bituminösen Emulsionen fiir Mischzwecke besteht aber darin, dass die Benetzung des Gesteins durch das bituminöse Bindemittel durch das beim Brechen aus der Emulsion frei werdende Wasser gestört wird.
Bei den ebenfalls erwähnten Verfahren, bei welchen das Gestein mit einem Netzmittel vorbehandelt und anschliessend mit einer Bi tumenemulsion vermischt wird, kann zwar ein ausreichender bituminöser Überzug auf dem Gestein erreicht werden, weil diese Netzmittel in der Regel so aufgebaut sind, dass sie das Gestein leichter benetzen als Wasser und deshalb durch die Feuchtigkeit des Gesteins und durch das hinzukommende Emulsionswasser nicht von der OberflÏche des Gesteins verdrängt werden. Die als Netzmittel verwendetenöligenStoffe bestehen jedoch vielfach aus phenolhaltigen Ölen, vor wiegend aus dem Brannkohlenteer stammend, welche mit Laugen gemiseht werden, wobei sogenannte Phenolate entstehen.
Diese besitzen ein an sich gutes Benetzungsvermo- gen, haben jedoch den Nachteil, dass sie in hohem Masse wasserunlöslich sind, eine Eigenschaft, die bei Strassenbaustoffen bzw. Bestandteilen davon denkbar unerwünscht ist.
Im übrigen hat die Verwendung von zwei Bindemittel-Komponenten, also beispielsweise eines das Gestein benetzenden 61s und einer Bitumenemulsion, die Naehteile, dass das Verfahren verhältnismässig umständlich ist und dass es unter den primitiven Verhältnissen der Baustelle in der Regel nicht möglich ist, die genauen 3Iisehungss-erhältnisse der beiden Komponenten einzuhalten. Wird aber zum Beispiel zu viel des ¯ligen Netzmittels zugegeben, dann wird der Belag zu weich und wird unter dem Drmck des Verkehrs deformiert.
Die genannten Naehteile werden bei dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung vermieden. Danach wird erreicht, dass das Gestein während des Misehvorganges sich vollständig mit dem bituminösen Bindemittel überzieht und während Lagerung, Transport und Einbau selbst bei ungunstiger Witterung nicht von der Oberfläehe des Gesteins verdrängt wird. Ausserdem weist das Verfahren weitere Fortsehritte auf, die naehstehend be schrieben werden.
Nach dem neuen Verfahren wird die gute Benetzung des Gesteins dadurch erzielt, dass dieses zunäehst mit fein verteilten anorganischen Stoffen, welche mit seifenbildenden Stoffen unlösliehe Seifen bilden, behandelt wird. In erster Linie kommen als solche Pul- ver oder Aufschlämmungen von Erdalkali- oxyden bzw.-hydroxyden oder anorganischen Stoffen, welche Oxyde oder Hydroxyde von Erdalkalimetallen enthalten, in Betracht.
Somit eignet sich für den vorliegenden Zweek beispielsweise gebrannter oder gelöschter Kalk, ferner Dolomitkalk, verschiedene Zementarten, wie zum Beispiel Portlandzement, Hüttenzement, Tonerdezement, Wasserkalke, gebrannter kalkhaltiger Sehiefer usw., jeweils in Pulverform oder als Auf schlämmung. Da es sich nur darum handelt, das Gestein mit einem hauchdünnen Überzug wu versehen bzw. einzustäuben, genügen dafür schon geringe Mengen von Kalkpulver usw., zum Beispiel unter 1 /o vom Gewieht des Gesteins. Auf der andern'Seite schadet ein Überschuss davon nicht.
Bei feuchtem oder nassem Gestein bildet sich bei der li- schung mit diesen Stoffen auf jedem Ge steinskorn ein d nner ¯berzug. Bei trockenem Gestein kann die Haftung des Pulvers durch vorheriges Anfeuehten des Gesteins verbessert werden. Das auf diese Weise vorbehandelte Gestein wird von Hand oder in einer geeig- neten Mischmaschine mit emulgiertem Bi-. tumen und emulgierten Verschnittmitteln ver miseht. Die in solchen Emulsionen als Emul- gatoren enthaltenen Kali-oder Natronseifen von Fettsäuren, Harzsäuren oder andern seifenbildenden Stoffen werden an der Oberfläche des vorbehandelten Gesteins sofort unter Bildung von Kalk-bzw. Erdalkaliseife zerlegt.
Dies sind wasserunlösliche Stoffe, welche die Eigenschaft haben, das Gestein gut zu benetzen und aueh nicht mehr durch Wasser verdrängt zu werden. Auf diesem so entstehenden hauehdünnen ttberzug von wasserunlösliehen Erdalkaliseifen haftet das bi tuminöse Bindemittel der Emulsion sehr gut und wird nicht durch Regen und Feuchtigkeit bzw. durch das frei werdende Emulsions- wasser verdrängt, wie es ohne Vorbehandlung des Gesteins der Fall wÏre.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es im Interesse einer guten Umhüllung des Gesteins zweckmässig ist, die gut benetzenden Stoffe des in der Emulsion enthaltenen Gemisches aus Bitumen und Verschnittmitteln heraus- zunehmen und sie gegebenenfalls zusammen mit andern, die Benetzung noch zusätzlich l ördernden Stoffe zu emulgieren. Erstere sind vor allem die üblicherweise für solche Bitumenversehnitte verwendeten Teerole. Als zusätzliche, die Benetzung fördernde Stoffe kommen vor allem verseifbare Stoffe, wie zum Beispiel'Fettsäuren, I3arzsäuren usw., in Frage, die auf der Oberfläche des Gesteins mit den erdalkalischen Stoffen die benetzungsfördernden Erdalkaliseifen bilden.
Emulgiert man die gut benetzenden Stoffe für sieh allein und mischt sie im geeigneten Verhält- nis mit einer normalen lösungsmittelfreien Bitumenemulsion, dem sogenannten Kaltasphalt, dann erreicht man bei der Verarbeitung dieses Emulsionsgemisches mit Gesteinsmaterial, dass sich die emulgierten Benet zungsforderer zuerst auf dem Gestein niederschlagen und dieses übe-rziehen. Darauf bildet sich dann nach dem Breehen der Bitumenemulsion der Uberzug aus Bitumen, welches sich in den Versehnittmitteln löst und dadurch erweicht wird. Der flüehtige Teil des Verschnittmittels bewirkt durch Verdunstun. g unter dem Einfluss der Witterung das Festwerden des Belags.
Als Hauptbestandteile einer solchen Emulsion kommen die f r den Verschnitt von Bitumen üblichen Teeröl-bzw.
Mineralolfraktionen in Frage.
Neben den verarbeitungstechnischen Vorzügen bietet das Verfahren auch Vorteile bei der Herstellung. Es ist nämlich leiehter, reine Bitumina als mit Ölen verschnittene Bitumina zu emulgieren, und insbesondere sind Emulsionen aus letzteren verhältnismässig wenig lagerbeständig. Dagegen ist es verhält nismäRig leicht, beide Stoffe f r sich zu emulgieren und sie anschliessend in einem einfaehen Arbeitsvorgang zu mischen.
Es ist ein Erfordernis bei der Herstellung solcher kalt einbaufähigen Belagsmischungen, dass die Bitumenemulsion wÏhrend des Mischvorganges das'Gestein zunächst vollständig überzieht, dann aber mögliehst rasch bricht, damit sich der Bindemittelfilm auf dem Gestein bildet, denn die nicht gebro- chene Emulsion würde beim Lagern des Mischgutes nach unten ablaufen und insbesondere durch Regen herausgewasehen werden. Um das Gestein mit der Emulsion in der gewünschten Weise mischen zu können, bedarf diese einer gewissen Anfangsstabilität, die aber während des Mischvorganges m¯g lichst nachlassen soll, damit bestimmt der Brechvorgang noch während des Misehens erfolgt.
Diese gewissermassen gleitende'Stabili- tät wird dadurch erzielt, dass als Emulgatoren neben den üblichen Kali-oder Natronseifen mit flüchtigen Basen, wie zum Beispiel Ammoniak, hergestellte Seifen verwendet werden.
Diese bewirken eine an sich gute Stabilität t der Emulsion und ermöglichen deshalb eine einwandfreie Mischung mit dem Gestein. Da der Ammoniakanteil bei Berührung mit dem erdalkalischen Film auf dem Gesteinsmaterial sofort ausgetrieben wird, nimmt beim Alises- vorgang die Stabilität schlagartig ab, und die Emulsion bricht in dem Augenblick, wo sie das Gestein überzogen hat. Diese sogenannte gleitende Stabilität ermöglicht es aueh, ein und dieselbe Emulsionenmischung mit verhältnismässig hoher Anfangsstabilität f r verschiedene Gesteinsarten, die an sich eine versehiedene Stabilität erfordern würden, zu verwenden.
Die Mitverwendung der flüehtigen Basen hat ausserdem den Vorteil, dass nach deren Austreibung keine freie Lauge, wie zum Beispiel Natron-oder Kalilauge, zurückbleibt.
Dadurch ist die Anwesenheit wasserlöslicher Stoffe und damit zusammenhängend die Gefahr der Rückemulgierung mit ihren schädlichen Folgen vermieden. Das beschriebene Verfahren lϯt sich aueh in abgeänderter Weise derart durchführen, dass dem vorbehandelten Gestein zuerst die Emulsion des Versehnittmittels und ansehliessend die normale Bitumenemulsion beigemischt wird.
F r die Vorbehandlung des Gesteins ge- mäss ¯ der weiter vorn gegebenen Besehreibung sind neben den vorzugsweise geeigneten erdalkalischen Verbindungen auch Stoffe, wie zum Beispiel Aluminiumverbindungen sowie Verbindungen anderer Metalle, wie zum Beispiel Kupfer, Zink usw., geeignet, welche die Eigenschaft haben, mit Fettsäuren und Harzsäuren wasserunlösliche Seifen zu bilden.
Bei der Herstellung von Kaltasphalt- Mischgut mittels Bitumenemulsion waren seit- her staubfeine Anteile insofern unerw nscht, weil diese rasch koagulierend auf die Emul- sion einwirken, so da¯ diese unter Umstanden vorzeitig bricht. WÏhlt man aber eine so stabile Emulsion, dass durch den Gehalt an n staubfeinem Material kein vorzeitiges Brechen der Emulsion verursacht wird, so bindet das auf der Strasse ¯e eingebaute Mischgut sehr langsam ab ; die Emulsion kann also noch lange Zeit nach dem Einbau des Belages durch NiederschlÏge ausgewasehen werden.
Dem erfindungsgemässen Mischgut können Füllstoffe einverleibt werden, besonders anor ganische Stoffe, welche neben andem anor ganischen Verbindungen noeh einen mehr oder weniger gro¯en Anteil an Erdalkalioxyden oder-hydroxyden enthalten, wie zum Beispiel gebrannter kalkhaltiger Schiefer, Romanzement usw. Auf diese Weise ist es m¯glieh, bei gleichbleibendem Gehalt an Erd- alkalioxyden bzw.-hydroxyden weclselnde Mengen anorganische pulverf¯rmige Stoffe in die Mischung mit aufzunehmen, die darin als Füller wirken. Zur Erzielung einer guten Benetzung mag beispielsweise ein Zusatz von 1/2 Gewichtsprozent von Erdalkalioxyden ge- nügen.
Es ist dann möglich, die für die Füllerwirkung zusätzlieh benotigten beispielsweise 8 /o an pulverf¯rmigen Gesteinsmitteln dem Misehgut einzuverleiben, indem man ein anorganisches gepulvertes AIaterial mit einem Gehalt von zum Beispiel rund 6 lo an Calciumoxyd verwendet.
Auf die beschriebene Weise ist es m¯glich, kalteinbaufähige Strassenbelagsmischungen einfaeh und billig herzustellen. Die Ar beitsweise ist einfach, weil praktisch nur ein Mischvorgang n¯tig ist an Stelle des doppelten bei Anwendung eines öligen Netzmittels und anschliessend einer Emulsion. Fehlerm¯g lichkeiten durch nient genaue Abstimmung der beiden Komponenten entfallen hier.
Vor allem sind die strassenbauteehnischen Eigen- sehaften einer so hergestellten Belagsmischung besonders gut und andern Verfahren sehon dadurch überlegen, dass keinerlei wasserlös- liche Stoffe mitverwendet werden, wie es sonst vielfach der Fall ist ; im Gegenteil, die mitverwendeten erdalkalihaltigen anorgani- sehen, pulverformigen Stoffe wirken als F llstoff in dem bituminösen Bindemittel und bewirken dadurch eine höhere Stabilität und bessere Formbeständigkeit des Strassenbau- belages,
An Stelle von Bitumenemulsionen können aueh Teeremulsionen verwendet werden.
Zur Veransehaulichung der Erfindung sind naehsthend einige Beispiele genannt.
Beispiel 1 :
In einer Mischtrommel werden 1000 kg Basaltsplitt der Körnung 3/12 mm mit 20 kg Portlandzement vermiseht. Hierauf werden 120 kg einer verschnittmittelhaltigen Bitu menemulsion zugegeben, welche durch Vermischen von
50 Gewichtsteilen Petroleumpech, 9"Teerol des, Siedebereiches
260 bis 350¯ C,
2"Fettsäure, 1 Gewiehtsteil Kalilauge, 5 Gewichtsteilen Ammoniak und
33 " Wasser erhalten wurde.
Beim Mischvorgang überzieht sich das Gestein zunÏchst mit der Emulsion, die aber unter Einwirkung der erdalkalischen Bestandteile rasch bricht und das Wasser abscheidet, wobei sieh das Gestein mit einer bituminö- sen Haut überzieht. Das Mischgut kann sofort eingebaut oder auch gelagert und später verarbeitet werden.
Beispiel 2 :
1000 kg gebrochener Porphyr der Körnung 5/20 mm wird in einer Mischtrommel zunächst mit 10 kg gelöschtem Kalk gemischt.
Hierauf werden 30 kg einer Emulsion zugegeben, welche durch Vermischen von
20 Gewichtsteilen ÍlsÏure, 50"Teerol des Siedebereiehes 260 bis 350 IC,
10 " Ammoniak und 20 Wasser erhalten wurde.
Naehdem das Gesteinsmaterial mit dieser Emulsion gut vermischt ist, werden 100 kg einer handelsüblichen Bitumenemulsion mit 60"/o Bindemittel zugemischt.
Zur Vereinfachung des Misehvorganges ist es möglich, die beiden Emulsionen vor der Zugabe in die Mischtrommel bzw. schon in der Fabrik miteinander zu mischen und die gebrauchsfertige Mischung zum Gestein zu geben.
Beispiel 3 : 600 kg Basaltsplitt der Körnung 12/20 mm werden mit 300 kg gewaschenem Kalksteinsplitt der Körnung 3/15 mm, 150kg Brechsand 0/3 mm, 50 kg Schiefermehl und ; 50 kg Tonerdezement in eine Mischtrommel gegeben. Nachdem die Bestandteile gut vermiseht sind, werden 150 kg verschnittmittelhaltige Bitumenemulsion, welche durch Vermischen von
48 Gewichtsteilen Petroleumpech, 7"Teeröl des Siedebereiches
200 bis 2150 C 2 Rohwollfett,
1 Gewichtsteil Natronlauge und
42'Gewichtsteilen Wasser erhalten wurde, zugegeben.
Dure, gründliches weiteres Mischen entsteht ein Asphaltmisehgut, das zum Kalteinbau von Belägen auf Strassen usw. geeignet ist.
Das Verfahren kann nicht nur im Strassenbau, sondern auch zur Herstellung von Belagsmassen für andere Zweeke benützt werden.
Process for the production of bituminous mix.
In bituminous road construction, mixtures that can be paved cold are often desired because they require less expenditure on machines, can be paved more easily and are less dependent on the weather than hot paving compounds.
Various methods are possible for the production of covering compounds that can be installed cold. For example, bitumen or tar can be dissolved in volatile solvents, such as those supplied under the name cold bitumen or cold tar, either by hand or in mixing systems with the rock. You can stone the Ge with suitable bitumen or.
Mix tar emulsions and then incorporate. Emulsions are also known in which the bituminous portion is mixed with solvents or blending agents. Finally, methods have been proposed according to which the rock is first coated with an oily substance based on coal tar, lignite tar or bitumen, and the rock pre-wetted in this way is then mixed with a bitumen emulsion.
When mixing with the pre-wetted rock, the emulsion is brewed to break and the bitumen released mixes with the oil film adhering to the rock. The bitumen, which is inherently tough, is made softer and the mix can be stored, transported and processed in a cold state.
These known methods have various disadvantages. Cold tar and bitumen are relatively expensive because of the considerable amount of solvent they contain. In addition, the solvents often escape too slowly from thicker layers of covering; the surface then remains soft for too long and may be deformed by traffic. In addition, cold tar and cold bitumen are not very suitable for mixing with damp grit, which is the rule, especially in the cooler months of the year.
Even when mixing, damp chippings are usually covered imperfectly with cold tar or cold bitumen. If the mix is stored, it can often be observed after a short time that the bituminous coating more or less contracts on the surface of the rock material, so that part of the surface of the rock becomes free again.
This is due to the fact that water generally wets the rock better than bituminous substances and therefore tries to displace the latter from the rock surface again. This fact can be remedied somewhat by adding wetting agents, but these are usually expensive and ineffective.
When using solvent-free bitumen emulsions, such as those commonly used as cold asphalt in road construction, it is necessary to select slowly breaking emulsions so that the paving material can be mixed, transported and installed before the emulsion breaks and the mix becomes solid. During this time, the mix is sensitive to rain, which can wash the emulsion from the rock.
But even after paving, this sensitivity persists for a long time because the emulsion begins to break from the surface of the pavement layer in contact with the air and only progresses slowly downwards. During this time, the mixture remains sensitive to rain and, moreover, it lacks any adhesive force, so that no traffic can pass over it.
When using a solution or. With emulsions containing solvents, some of these difficulties are lower, because their stability can be selected so that the breaking process starts during mixing, because the bituminous binder is liquid due to its percentage content, and the mixed material can therefore be transported and installed even after the emulsion has broken . The hardening takes place essentially only when the mix has been applied to the road in a relatively thin layer and the solution or. By-products can evaporate.
A major disadvantage of all bituminous emulsions for mixing purposes, however, is that the wetting of the rock by the bituminous binder is disturbed by the water released when the emulsion breaks.
In the processes also mentioned, in which the rock is pretreated with a wetting agent and then mixed with a bitumen emulsion, a sufficient bituminous coating can be achieved on the rock because these wetting agents are usually structured in such a way that they lighten the rock wet as water and are therefore not displaced from the surface of the rock by the moisture in the rock and by the added emulsion water. The oily substances used as wetting agents, however, often consist of phenol-containing oils, mainly derived from coal tar, which are mixed with alkalis, whereby so-called phenolates are formed.
These have good wetting properties per se, but have the disadvantage that they are largely insoluble in water, a property which is conceivably undesirable in the case of road building materials or components thereof.
In addition, the use of two binding agent components, for example a 61s that wets the rock and a bitumen emulsion, has the following parts that the process is relatively cumbersome and that it is usually not possible under the primitive conditions of the construction site, the exact details -relations of the two components must be observed. If, for example, too much of the oily wetting agent is added, the surface becomes too soft and is deformed under the pressure of traffic.
The sewing parts mentioned are avoided in the method according to the present invention. This ensures that the rock is completely covered with the bituminous binder during the mixing process and is not displaced from the surface of the rock during storage, transport and installation even in unfavorable weather. In addition, the method has further steps that are described in the following.
According to the new process, good wetting of the rock is achieved by first treating it with finely divided inorganic substances, which form insoluble soaps with soap-forming substances. First and foremost, powders or slurries of alkaline earth oxides or hydroxides or inorganic substances which contain oxides or hydroxides of alkaline earth metals come into consideration as such.
Thus, for the present purpose, for example, burnt or slaked lime, dolomite lime, various types of cement, such as Portland cement, metallurgical cement, high alumina cement, water limes, burnt calcareous pine, etc., each in powder form or as a slurry, are suitable. Since it is only a question of providing or dusting the rock with an extremely thin coating, even small amounts of lime powder etc. are sufficient, for example less than 1 / o of the weight of the rock. On the other hand, an excess of it doesn't do any harm.
With damp or wet rock, when these substances are mixed up, a thin coating forms on every grain of rock. In the case of dry rock, the adhesion of the powder can be improved by moistening the rock beforehand. The rock pretreated in this way is mixed by hand or in a suitable mixer with emulsified bi. tumen and emulsified wastes. The potash or soda soaps of fatty acids, resin acids or other soap-forming substances contained in such emulsions as emulsifiers are immediately deposited on the surface of the pretreated rock with the formation of lime or. Alkaline earth soap decomposed.
These are water-insoluble substances, which have the property of wetting the rock well and also no longer being displaced by water. The bituminous binder of the emulsion adheres very well to this extremely thin coating of water-insoluble alkaline earth soaps and is not displaced by rain and moisture or by the emulsion water released, as would be the case without pretreatment of the rock.
It has also been shown that, in the interests of a good coating of the rock, it is advisable to remove the well-wetting substances from the mixture of bitumen and solvents contained in the emulsion and, if necessary, to add them together with other substances that additionally promote wetting emulsify. The former are mainly the tar oils commonly used for such bitumen coatings. As additional substances that promote wetting, especially saponifiable substances, such as fatty acids, resin acids, etc., come into question, which form the wetting-promoting alkaline earth soaps on the surface of the rock with the alkaline earth substances.
If you emulsify the well-wetting substances on their own and mix them in a suitable ratio with a normal solvent-free bitumen emulsion, the so-called cold asphalt, then when processing this emulsion mixture with rock material, the emulsified wetting agent is first deposited on the rock and this over-pull. Then, after the bitumen emulsion has been spread, the bitumen coating is formed, which dissolves in the blending agents and is thereby softened. The volatile part of the blending agent is caused by evaporation. g under the influence of the weather, the hardening of the covering.
The main components of such an emulsion are the tar oil or tar oil, which is customary for blending bitumen.
Mineral oil fractions in question.
In addition to the processing advantages, the method also offers advantages in production. This is because it is easier to emulsify pure bitumens than bitumens which have been blended with oils, and in particular emulsions made from the latter have a relatively low shelf life. On the other hand, it is relatively easy to emulsify both substances individually and then to mix them in one simple operation.
It is a requirement in the production of such cold-paving mixes that the bitumen emulsion first completely covers the rock during the mixing process, but then breaks as quickly as possible so that the binder film forms on the rock because the unbroken emulsion would be stored during storage of the mixed material run down and especially be washed out by rain. In order to be able to mix the rock with the emulsion in the desired way, this requires a certain initial stability, which should, however, decrease as much as possible during the mixing process, so that the breaking process still takes place during the mixing process.
This to a certain extent gliding stability is achieved by using soaps produced with volatile bases, such as ammonia, as emulsifiers in addition to the usual potash or sodium soaps.
These cause the emulsion to have good stability t per se and therefore enable perfect mixing with the rock. Since the ammonia content is expelled immediately when it comes into contact with the alkaline earth film on the rock material, the stability suddenly decreases during the Alises process and the emulsion breaks at the moment when it has coated the rock. This so-called sliding stability also makes it possible to use one and the same emulsion mixture with a relatively high initial stability for different types of rock which would in themselves require different stability.
The use of volatile bases also has the advantage that no free alkali, such as sodium or potassium hydroxide, remains after they have been driven out.
This avoids the presence of water-soluble substances and the associated risk of back emulsification with its harmful consequences. The method described can also be carried out in a modified manner in such a way that the emulsion of the blending agent is first added to the pretreated rock and then the normal bitumen emulsion is added.
For the pretreatment of the rock according to the description given above, in addition to the preferably suitable alkaline earth compounds, substances such as aluminum compounds and compounds of other metals such as copper, zinc, etc., are suitable, which have the property to form water-insoluble soaps with fatty acids and resin acids.
Since then, when producing cold asphalt mix using bitumen emulsion, dust-fine fractions have been undesirable because they quickly coagulate the emulsion, so that it may break prematurely. If, however, one chooses an emulsion that is so stable that the content of n dusty material does not cause the emulsion to break prematurely, the mix placed on the road will set very slowly; the emulsion can therefore be washed out by precipitation a long time after the paving has been installed.
Fillers can be incorporated into the mix according to the invention, particularly inorganic substances which, in addition to the inorganic compounds, also contain a more or less large proportion of alkaline earth oxides or hydroxides, such as calcined calcareous slate, Roman cement, etc. In this way it is It is possible, with a constant content of alkaline earth oxides or hydroxides, to include varying amounts of inorganic powdery substances in the mixture, which act as fillers. For example, an addition of 1/2 percent by weight of alkaline earth oxides may be sufficient to achieve good wetting.
It is then possible to incorporate the additional 8 / o of powdery rock agents required for the filler effect into the mixed material by using an inorganic powdered material with a content of around 6,000 calcium oxide, for example.
In the manner described, it is possible to produce road paving mixes suitable for cold installation easily and cheaply. The way of working is simple because practically only one mixing process is necessary instead of double when using an oily wetting agent and then an emulsion. There are no errors here due to the two components not being precisely coordinated.
Above all, the road construction properties of a pavement mixture produced in this way are particularly good and are superior to other processes in that no water-soluble substances are used, as is otherwise often the case; On the contrary, the alkaline earth-containing inorganic, powdery substances that are also used act as fillers in the bituminous binder and thus cause the road surface to be more stable and dimensionally stable,
Instead of bitumen emulsions, tar emulsions can also be used.
Some examples are given below to illustrate the invention.
Example 1 :
1000 kg of basalt chippings with a grain size of 3/12 mm are mixed with 20 kg of Portland cement in a mixing drum. Then 120 kg of a bitumen emulsion containing extender are added, which is prepared by mixing
50 parts by weight of petroleum pitch, 9 "of Teerol's, boiling range
260 to 350¯ C,
2 "fatty acid, 1 part by weight of potassium hydroxide solution, 5 parts by weight of ammonia and
33 "of water was obtained.
During the mixing process, the rock is initially covered with the emulsion, which, however, quickly breaks under the action of the alkaline earth components and separates the water, whereby the rock is covered with a bituminous skin. The mix can be installed immediately or stored and processed later.
Example 2:
1000 kg of broken porphyry with a grain size of 5/20 mm is first mixed with 10 kg of slaked lime in a mixing drum.
Then 30 kg of an emulsion are added, which is obtained by mixing
20 parts by weight ÍlsÏure, 50 "Teerol of the boiling range 260 to 350 IC,
10 "ammonia and 20 water was obtained.
After the rock material is well mixed with this emulsion, 100 kg of a commercially available bitumen emulsion with 60 "/ o binder are added.
To simplify the mixing process, it is possible to mix the two emulsions with one another before adding them to the mixing drum or in the factory and to add the ready-to-use mixture to the rock.
Example 3: 600 kg of basalt chippings of grain size 12/20 mm are mixed with 300 kg of washed limestone chippings of grain size 3/15 mm, 150 kg crushed sand 0/3 mm, 50 kg slate powder and; Put 50 kg of alumina cement in a mixing drum. After the components have been mixed well, 150 kg of bitumen emulsion containing extender are made by mixing
48 parts by weight petroleum pitch, 7 "boiling range tar oil
200 to 2150 C 2 raw wool fat,
1 part by weight of caustic soda and
42 'parts by weight of water was obtained.
After thorough further mixing, an asphalt debris is created that is suitable for cold paving of pavements on roads etc.
The process can be used not only in road construction, but also for the production of paving compounds for other purposes.