CH624698A5

CH624698A5 - Process for modifying the rheological properties of bitumen and bituminous compositions

Info

Publication number: CH624698A5
Application number: CH93177A
Authority: CH
Inventors: Helmut Dr Wagner
Original assignee: Goldschmidt Ag Th
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1977-01-26
Publication date: 1981-08-14
Also published as: FR2341623B1; FR2341623A1; AT364307B; ATA117577A; NL166712B; NL166712C; NL7701955A

Description

624 698 624 698

2 2nd

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Verfahren zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften von Bitumen und bituminösen Massen, dadurch gekennzeichnet, dass man 0,1 bis 5 Gew.fl/o, bezogen auf die Ausgangsmasse, an wenigstens einer Verbindung der allge- 5 meinen Formel 1. A method for influencing the rheological properties of bitumen and bituminous masses, characterized in that 0.1 to 5% by weight, based on the starting mass, of at least one compound of the general formula

CH2-CH2 / \ CH2-CH2 / \

R'-R^-CO-ENH-R^x-N N-R4 R'-R ^ -CO-ENH-R ^ x-N N-R4

\ / 10 \ / 10

CH2-CH2 CH2-CH2

zusetzt, wobei adds, whereby

R1 Wasserstoff oder ein aliphatischer geradkettiger oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder der COOH- oder der NH2-Rest ist, 15 R2 ein aromatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist, R1 is hydrogen or an aliphatic straight-chain or branched hydrocarbon radical with up to 8 carbon atoms or the COOH or NH2 radical, 15 R2 is an aromatic or cycloaliphatic hydrocarbon radical,

R3 ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit R3 is a divalent aliphatic hydrocarbon residue with

2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, Is 2 to 4 carbon atoms,

R4 Wasserstoff oder ein niedriger aliphatischer Kohlenwas- 20 serstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, der Rest -R5NH2 oder der Rest -R5-NH-CO-R2-R1 ist, wobei Rs ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R4 is hydrogen or a lower aliphatic hydrocarbon residue with 1 to 4 carbon atoms, the residue -R5NH2 or the residue -R5-NH-CO-R2-R1, where Rs is a divalent aliphatic hydrocarbon residue with 2 to 4 carbon atoms,

x =0 oder 1 ist. 25 x = 0 or 1. 25th

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. The method according to claim 1, characterized in that

dass 0,2 bis 3 Gew.0/# an Verbindung(en) zugesetzt werden. that 0.2 to 3% by weight of compound (s) are added.

30 30th

Unter Bitumen versteht man die bei der schonenden Aufarbeitung von Erdölen gewonnenen halbfesten bis springharten schmelzbaren, hochmolekularen Kohlenwasserstoffgemische und die in Schwefelkohlenstoff löslichen Anteile der Na- 35 turasphalte (Rörnpp «Chemielexikon», 5. Auflage, Seite 541). Bitumen is understood to mean the semi-solid to spring-hard, meltable, high-molecular hydrocarbon mixtures obtained during the gentle processing of petroleum and the parts of natural asphalts soluble in carbon disulfide (Rörnpp «Chemielexikon», 5th edition, page 541).

Diese sich an der Herstellung und Gewinnung des Bitumens orientierende Definition sagt nichts über den inneren Aufbau des Bitumens aus. Dies ist insofern auch verständlich, als je nach Art der Gewinnung des Bitumens, sei es aus 40 Destillationsrückständen aus der schonenden Aufbereitung von Erdöl, sei es aus petrochemisch behandelten Mineralölprodukten, Bitumen erhalten werden, deren innerer Aufbau verfahrensabhängig ist. Bitumen ist ein kolloiddisperses System. Vereinfacht dargestellt, besteht es aus einer äusseren 45 öligen Phase, in welche Micellen oder Micellenverbände eingebettet sind, die im wesentlichen aus Asphalten bestehen, an denen Erdölharze adsorptiv angelagert sind. Bei der schonenden Aufarbeitung von Erdöl entstehen Destillationsrückstände, bei denen das Bitumen in einem — kolloidchemisch ge- 50 sehen — relativ wenig gestörten Zustand vorliegt. Werden Destillationsrückstände petrochemisch verarbeitet, also beispielsweise dem Blasprozess zugeführt, entstehen über Dehy-drierungs- und Polymerisationsreaktionen (Radikalmechanismen) Bitumen, deren kolloidchemischer Aufbau mehr oder 55 weniger gestört ist. Derartige Bitumen können zu Entmischungen (ölausscheidungen) und beschleunigter Alterung neigen, welche beispielsweise durch die im Bitumen enthaltenen katalytisch wirkenden Komponenten und Radikalbildner bedingt ist. Dennoch entsprechen all diese verschiedenen Bi- ^ tumensorten fast immer der Norm und werden als solche, z. B. im Strassenbau, im Hoch- und Tiefbau und bei vielen anderen Zwecken, eingesetzt. This definition, which is based on the production and extraction of bitumen, says nothing about the internal structure of the bitumen. This is understandable insofar as, depending on how the bitumen is extracted, be it from 40 distillation residues from the gentle processing of petroleum or from petrochemically treated mineral oil products, bitumen is obtained, the internal structure of which depends on the process. Bitumen is a colloidally disperse system. Put simply, it consists of an outer 45 oily phase, in which micelles or micelle groups are embedded, which essentially consist of asphaltene, on which petroleum resins are adsorptively attached. The careful processing of crude oil produces distillation residues in which the bitumen is in a relatively little disturbed state, as seen in colloid chemistry. If distillation residues are processed petrochemically, for example fed to the blowing process, bitumen is formed via dehydration and polymerization reactions (radical mechanisms), the colloidal chemical structure of which is more or less disturbed. Such bitumen can tend to segregate (oil excretion) and accelerate aging, which is caused, for example, by the catalytically active components and radical formers contained in the bitumen. Nevertheless, all these different types of bitumen almost always correspond to the norm and are classified as such, e.g. B. used in road construction, civil engineering and for many other purposes.

Die kolloidale Struktur des Bitumens bestimmt aber seine anwendungstechnischen Eigenschaften. Man geht dabei von ß der Vorstellung aus, dass die Micellen bzw. die Micellenverbände gerüstartige Strukturen ausbilden. Art, Grösse und Eigenschaften dieser Strukturen werden von vielen Parametern bestimmt, wie z. B. den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Öl- und Harzphasen, der Temperatur, der mechanischen Beanspruchung und der Zeit. However, the colloidal structure of the bitumen determines its application properties. It is assumed that the micelles or the micelle associations form scaffold-like structures. The type, size and properties of these structures are determined by many parameters, such as B. the chemical and physical properties of the oil and resin phases, temperature, mechanical stress and time.

Das elastische Verhalten von Bitumen wird im wesentlichen von der Fähigkeit bestimmt, dass sich diese Strukturen nach mechanischer Beanspruchung schnell zurückbilden können. Eine mehr oder weniger weitgehende Störung dieses Gerüstes fördert das plastische Verhalten des Bitumens. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ausbildung des micellaren Gerüstes im Bitumen nicht nur von der Zusammensetzung des Bitumens, sondern auch von der jeweiligen Temperatur des Bitumens abhängt. Wird Bitumen erwärmt, verringern sich mit steigender Temperatur die elastischen Eigenschaften des Bitumens infolge des Abbaus des tragenden Micellargerüstes unter Ausbildung von Strukturen niedrigen Ordnungsgrades, so dass bei höheren Temperaturen ein Solzustand erreicht ist, bei der das Viskositätsverhalten des Bitumens einer Newton'schen Flüssigkeit entspricht. Bei der Abkühlung des Bitumens bildet sich die Gerüststruktur wieder aus, jedoch kann die Ausbildung des micellaren Gerüstes durch Einwirkung mechanischer Kräfte, wie z. B. durch hohe Scherkräfte, beeinflusst werden. Durch schnelles Abkühlen können auch bestimmte Momentanzustände des Kolloidsystems eingefroren werden, wobei sich die Einstellung des der Temperatur entsprechenden Gleichgewichtszustandes dann nur noch sehr langsam und kaum messbar vollziehen kann. Mit der Ausbildung gerüstartiger Strukturen nimmt Bitumen mehr und mehr gelartigen Charakter an. Es erhält elastische Eigenschaften, die bei weiterer Abkühlung zunehmend in spröden Zustand übergehen. The elastic behavior of bitumen is essentially determined by the ability that these structures can quickly regress after mechanical stress. A more or less extensive disruption of this framework promotes the plastic behavior of the bitumen. It should be noted that the formation of the micellar framework in the bitumen depends not only on the composition of the bitumen, but also on the respective temperature of the bitumen. If bitumen is heated, the elastic properties of the bitumen decrease with increasing temperature due to the degradation of the supporting micellar structure, with the formation of structures of low order, so that at higher temperatures a sol state is reached in which the viscosity behavior of the bitumen corresponds to a Newtonian liquid. When the bitumen cools down, the scaffold structure forms again, but the formation of the micellar scaffold can be caused by the action of mechanical forces, such as. B. influenced by high shear forces. By rapid cooling, certain instantaneous states of the colloid system can also be frozen, the setting of the equilibrium state corresponding to the temperature then being able to be carried out only very slowly and hardly measurably. With the formation of framework-like structures, bitumen takes on an increasingly gel-like character. It acquires elastic properties that increasingly become brittle when cooled further.

Verwendet man Bitumen z. B. im Strassenbau, so ist zunächst erwünscht, dass das heisse Bitumen das Gestein leicht umhüllt und als Folge niedriger Viskosität in Verbindung mit dem Mischgut zu einem Strassenbelag verarbeitet werden kann. Das erkaltete Bitumen im Strassenbelag soll dann bei der Verkehrsbelastung ein überwiegend elastisches, jedoch stark zurückgedrängtes plastisches Verhalten zeigen. Kolloidchemisch bedeutet das, dass das unter der Verkehrsbelastung deformierte bzw. zusammengebrochene Gerüst des Bitumens sich möglichst schnell wieder zurückbildet. Gleichzeitig soll die Versprödungsneigung gering sein, da Bitumen auch bei niedrigen Temperaturen den Beanspruchungen des Verkehrs genügen muss. Infolge der Verwendung von Bitumensorten verschiedenster Herkunft und Qualität werden diese Forderungen nicht immer erfüllt. Man beobachtet deshalb häufig bei Strassenbelägen an den Stellen erhöhter Belastung Schäden, die u. a. auf ungünstige kolloidchemische Verhältnisse zurückzuführen sind (plastische Deformation, Rissbildung). If you use bitumen z. B. in road construction, it is initially desirable that the hot bitumen slightly encases the rock and can be processed as a result of low viscosity in conjunction with the mix to a road surface. The cooled bitumen in the road surface should then show a predominantly elastic, but strongly suppressed plastic behavior when exposed to traffic. Colloidally, this means that the bitumen framework deformed or collapsed under the traffic load regresses as quickly as possible. At the same time, the tendency towards embrittlement should be low, since bitumen must also be able to withstand the stresses of traffic even at low temperatures. Due to the use of bitumen grades of various origins and quality, these requirements are not always met. It is therefore common to observe damage to road surfaces where there is increased stress, which a. are due to unfavorable colloid chemical conditions (plastic deformation, crack formation).

Es war Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften von Bitumen und bituminösen Massen anzugeben, mit dem die Verbrauchseigenschaften solcher Massen verbessert und insbesondere die Alterungsneigung und deren Auswirkungen vermindert werden können. It was an object of the invention to provide a method for influencing the rheological properties of bitumen and bituminous masses, with which the consumption properties of such masses can be improved and in particular the tendency to age and its effects can be reduced.

Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe besteht in dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren. The achievement of the object according to the invention consists in the method characterized in claim 1.

Die erfindungsgemäss Bitumen und bituminösen Massen zugesetzten Verbindungen entsprechen der Formel The compounds added according to the invention to bitumen and bituminous compositions correspond to the formula

CH2-CH2 / \ CH2-CH2 / \

R^R^-CO-ENH-R^xN N-R4 R ^ R ^ -CO-ENH-R ^ xN N-R4

\ / \ /

CH2-CH2 CH2-CH2

In dieser allgemeinen Formel ist R1 Wasserstoff oder ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Der aliphatische Kohlenwasserstoffrest kann gerad- In this general formula, R1 is hydrogen or an aliphatic hydrocarbon residue with up to 8 carbon atoms. The aliphatic hydrocarbon residue can be

3 3rd

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kettig oder verzweigt sein. Besonders bevorzugt sind dabei die niederen Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen. R1 kann auch die Bedeutung einer Carboxyl- oder Aminogruppe haben. be chain or branched. The lower hydrocarbon radicals having up to 4 carbon atoms are particularly preferred. R1 can also have the meaning of a carboxyl or amino group.

R2 ist ein aromatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffrest. Der Ausdruck aromatischer Kohlenwasserstoffrest umfasst dabei sowohl den Benzolrest als auch ein aromatisches, höherkondensiertes System, wie z. B. Naphthalin. Die cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffreste enthalten vorzugsweise 5 oder 6 Kohlenwasserstoffatome im Ring. Dieser kann substituiert sein, z. B. durch niedere aliphatische Kohlenwasserstoffreste. R2 is an aromatic or cycloaliphatic hydrocarbon residue. The expression aromatic hydrocarbon radical includes both the benzene radical and an aromatic, more highly condensed system, such as. B. Naphthalene. The cycloaliphatic hydrocarbon radicals preferably contain 5 or 6 hydrocarbon atoms in the ring. This can be substituted, e.g. B. by lower aliphatic hydrocarbon radicals.

1. p-tert.-Butylbenzoesäure-l-aminoäthylpiperazin-amid 1. p-tert-butylbenzoic acid-l-aminoethylpiperazine amide

10 10th

Der Rest R3 ist ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen. The radical R3 is a divalent aliphatic hydrocarbon radical with 2 to 4 carbon atoms.

R4 ist Wasserstoff oder ein niedriger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, der Rest -RsNHï oder der Rest R^NH-CO-R^R1 ist, wobei R5 ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist. R4 is hydrogen or a lower aliphatic hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms, the radical -RsNHï or the radical R ^ NH-CO-R ^ R1, where R5 is a divalent aliphatic hydrocarbon radical having 2 to 4 carbon atoms.

x ist die Zahl 0 oder 1. x is the number 0 or 1.

Beispiel ausgewählter und besonders bevorzugter Verbindungen sind: Examples of selected and particularly preferred compounds are:

-CO-NH- (CH2)2- -CO-NH- (CH2) 2-

•N • N

\ \

CH2-CH CH2-CH

NH NH

ch2-ch2 ch2-ch2

2. p-Toluylsäure-l,4-aminoäthylpiperazin-diamid ch2-ch2 2. p-toluic acid-l, 4-aminoethylpiperazine-diamide ch2-ch2

CO-NH-(CH2)2-N<^ CO-NH- (CH2) 2-N <^

ch2-ch^ ch2-ch ^

3. m-Aminobenzoesäure-l-aminoäthyl-4-methylpiperazin-amid 3. m-aminobenzoic acid-l-aminoethyl-4-methylpiperazine amide

NH„ NH "

N-(CH2)2-NH-CO-/ N- (CH2) 2-NH-CO- /

■CO-NH- (CH2) 2~N\ ■ CO-NH- (CH2) 2 ~ N \

ch2-ch2 ch2-ch2

N-CH. N-CH.

ch2-ch2 ch2-ch2

4.4n-Butylcyclohexancarbonsäure-l,4-bis-(3-aminopropyl)-piperazin-diamid 4,4n-butylcyclohexane carboxylic acid 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine diamide

(CH2)3-CH3 (CH2) 3-CH3

CH3"(?H2)3 CH3 "(? H2) 3

CH -CH_ CH -CH_

OC-NH-(CH2) -N<^ N- (CH ) -NH-CO OC-NH- (CH2) -N <^ N- (CH) -NH-CO

CH -CH ^ J CH -CH ^ J

5. Methylhexahydrophthalsäure-4-methylpiperazin-monoamid 5. Methylhexahydrophthalic acid-4-methylpiperazine monoamide

Die Verbindungen werden dem Bitumen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.°/o, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gew.°/o, zugesetzt. Da die Verbindungen im Bitumen löslich sind, können sie in reiner Form zugemischt werden. Jedoch ist es auch möglich, eine Stammlösung dieser Verbindungen herzustellen und die Lösung dem Bitumen zuzumischen. The compounds are added to the bitumen in an amount of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 3% by weight. Since the compounds are soluble in bitumen, they can be mixed in in pure form. However, it is also possible to prepare a stock solution of these compounds and to add the solution to the bitumen.

Wie bereits angedeutet, greifen diese Verbindungen in das As already indicated, these connections reach into that

CH -CH CO-N<^ ^ N-CH. CH -CH CO-N <^ ^ N-CH.

COOH CH2-CH2 COOH CH2-CH2

kolloidchemische Verhalten des Bitumens ein. Dabei wird der Peptisierungszustand der Micellen bildenden Asphaltene verändert. Anwendungstechnisch hat dies folgende Konsequen- colloidal chemical behavior of the bitumen. The peptization state of the micelles forming asphaltenes is changed. In terms of application technology, this has the following consequences

65 zen: 65 zen:

Bei Bitumen, das eine wirksame Menge der erfindungsge-mäss zugesetzten Verbindungen enthält, wird das Viskositätstemperaturverhalten verändert. Durch die Beeinflussung des In the case of bitumen which contains an effective amount of the compounds added according to the invention, the viscosity temperature behavior is changed. By influencing the

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4 4th

Micellargerüstes wird eine Homogenisierung und Stabilisie- Nach Einbringen der Bitumenmischung in den Messbe- Micellar structure is a homogenization and stabilization- After introducing the bitumen mixture in the measurement

rung erreicht. Dieses lässt sich neben rheologischen Messun- eher und langsamem Einführen des Messbechers in das Ther- tion reached. In addition to rheological measurements and slow insertion of the measuring cup into the thermal

gen u. a. auch durch Bestimmung der sogenannten Faden- mostatisiergefäss belässt man die Probe zur Einstellung eines ziehlänge (Duktilität) ermitteln. Diese Eigenschaften sind für Gleichgewichtszustandes 5 Stunden bei einer Temperatur von ein Bindemittel von grosser Wichtigkeit. 5 + 25,00° C. gen u. a. The sample is also left to determine a drawing length (ductility) by determining the so-called thread-conditioning vessel. These properties are of great importance for a state of equilibrium for 5 hours at a binder temperature. 5 + 25.00 ° C.

Verwendet man Bitumen in Verbindung mit Mineralstoffen unterschiedlicher Körnung, z. B. zusammen mit Splitt und b) Herstellun§ der Mastixproben Gesteinsmehlen, zum Strassenbau, verringert sich bei der Die Mastixproben werden nach folgender Rezeptur her- If bitumen is used in conjunction with minerals of different grain sizes, e.g. B. together with grit and b) production of the mastic samples, rock flour, for road construction, is reduced in the The mastic samples are prepared according to the following recipe

Herstellung des Mischgutes der Mischaufwand. Das Bitumen gestellt: Production of the mix the mixing effort. The bitumen put:

wird gleichmässiger verteilt; die Benetzung der Mineralober- 10 49,5 g Bitumen fläche und damit die mechanische Adhäsion wird verbessert. 45 7 g Kalksteinmehl is distributed more evenly; the wetting of the mineral surface and the mechanical adhesion is improved. 45 7 g of limestone flour

Hierbei ist unter dem Begriff der Benetzung die gleichmäs- g Ouarzsand sige Bedeckung des Gesteins zu verstehen. Der Begriff ist ' Here, the term wetting is understood to mean the uniform covering of the rock. The term is'

nicht zu verwechseln mit der Chemisorption am Gestein, 275,0 g Gesamtmenge welche bestimmte sogenannte Haftmittel bewirken. 15 Die Komponenten werden im Wärmeschrank auf die not to be confused with the chemisorption on the rock, 275.0 g total amount which cause certain so-called adhesives. 15 The components are placed on the

Das Jheisse Mischgut weist verbesserte Einbau- und Ver- Mischtemperatur von 170 bis 180° C gebracht, das Bitumen dichtungswilligkeit auf. Bei mastixähnlich aufgebauten Mas- in Weissblechdosen von 7 cm Höhe und 6 cm Durchmesser sen wird die Viskositätstemperaturabhängigkeit verringert. eingefüllt, die entsprechende Menge Produkt eingetragen und The Jheisse mix has an improved installation and mixing temperature of 170 to 180 ° C, and the bitumen sealability. In the case of mason-like tin cans with a height of 7 cm and a diameter of 6 cm, the viscosity temperature dependence is reduced. filled in, the corresponding amount of product entered and

Dies bedeutet in der Praxis wesentlich verbesserte Fliess- und mittels Flügelrührer homogen verteilt. Anschliessend wird In practice this means significantly improved flow and homogeneously distributed with a paddle. Then will

Verlaufeigenschaften. 20 unter kräftigem Rühren das Kalksteinmehl und dann der Flow properties. 20 with vigorous stirring the limestone flour and then the

Es ist zwar bekannt, die Verteilung und Benetzung von Quarzsand zugegeben. It is known that the distribution and wetting of quartz sand is added.

Füllstoffen in heissem Zustand durch Fluxen von Bitumen zu Das erhaltene Gemisch wird dann 15 Minuten lang bei verbessern. Dies wird jedoch dadurch erkauft, dass man im 170 bis 180° C möglichst homogen vermischt. Fillers in hot condition by fluxing bitumen. The resulting mixture is then improved for 15 minutes. However, this is paid for by mixing as homogeneously as possible at 170 to 180 ° C.

kalten Zustand eine erhöhte Plastifizierung und teilweise Mit den nach a) oder b) erhaltenen Proben werden nun sogar ein Ausschwitzen der Fluxmittel in Kauf nimmt. Diese ^ die rheologischen Messungen (Abkühlungskurven) durchge- cold state, increased plasticization and, in some cases, with the samples obtained according to a) or b) even exudation of the fluxes is accepted. These ^ the rheological measurements (cooling curves)

Nachteile können durch das erfindungsgemässe Verfahren führt. Disadvantages can result from the method according to the invention.

vermieden werden. II. Durchführung der rheologischen Messungen be avoided. II. Carrying out the rheological measurements

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung zeigt sich in der (Hystereseverfahren) An additional advantage of the invention can be seen in the (hysteresis method)

kolloidchemischen Stabilisierung von thermisch überbeanspruchten Bitumen. Eine solche Überbeanspruchung kann in a-* Messungen der Bitumenproben vielfacher Weise geschehen. In modernen Mischanlagen wird Die Messungen wurden mit einem Rotationsviskosimeter z. B. auf 160 bis 180° C erhitztes Bitumen auf heisses Gestein durchgeführt (Rotationsviskosimeter Typ «Haake», Messkopf aufgesprüht. Das Bitumen liegt somit bei hoher Temperatur MK 5000, Zwischengetriebe ZG 100, Drehkörper SV II), mit einer grossen Oberfläche in sauerstoffhaltiger Atmo- Die vorbereiteten Bitumenproben werden mittels des Drehsphäre vor. Hierdurch wird die Oxydation, d. h. Alterung, ^ körpers stufenweise definiertem Schergefälle D (sec-1) unter-und damit Versprödung wesentlich beschleunigt. Hinzu worfen. Die jedem Schergefälle D zugehörige Schubspannung kommt, dass als Gesteine häufig Silikate oder silikatenthaltende ..... r Mineralien verwendet werden, die katalytisch wirksam sind T ' cm ^ ergibt über die Beziehung — • 102 die Vis- Colloidal chemical stabilization of thermally overstressed bitumen. Such an overload can occur in a- * measurements of the bitumen samples in many ways. In modern mixing plants, the measurements were carried out with a rotary viscometer, e.g. For example, bitumen heated to 160 to 180 ° C is carried out on hot rock ("Haake" rotary viscometer, measuring head sprayed on. The bitumen is therefore at a high temperature MK 5000, intermediate gear ZG 100, rotating body SV II), with a large surface in an oxygen-containing atmosphere - The prepared bitumen samples are prepared using the rotating sphere. This will oxidize, i.e. H. Aging, body gradual defined shear rate D (sec-1) and thus significantly accelerates embrittlement. Throw in. The shear stress associated with each shear rate D comes from the fact that silicates or silicate-containing minerals that are catalytically active are often used as rocks. T 'cm ^ gives the relationship

und chemische Reaktionen im Bitumen beschleunigen. Insge- kosität r\ in (cP). Es wurde eine registrierende Messeinrich- and accelerate chemical reactions in bitumen. Inheritance r \ in (cP). A registering measuring device

samt wird durch diese Alterungsreaktionen eine die Ge- tung verwendet. Together with these aging reactions, diet is used.

brauchseigenschaften des Bitumens oft herabsetzende unkon- 40 Ist das höchste Schergefälle Dmax erreicht, wird die Scher- The properties of the bitumen often reduce the uncon- 40 If the highest shear rate Dmax is reached,

trollierbare Verhärtung beobachtet. Dieser Form der Alte- beanspruchung der Probe 240 sec lang aufrechterhalten, der rung und damit einer unbeabsichtigten Versprödung wirken Messwert registriert und anschliessend wiederum stufenweise aber die erfindungsgemäss zugesetzten Verbindungen ent- das Schergefälle D reduziert. Man erhält auf diese Weise je trollable hardening observed. This form of the old exposure of the sample is maintained for 240 seconds, the measurement and thus an unintentional embrittlement, the measured value acts and subsequently, however, the compounds added according to the invention are gradually reduced to reduce the shear rate D. You get this way each

8e8en- « eine Kurve für Viskosität bei ansteigendem und absteigendem 8e8en- «a curve for viscosity with increasing and decreasing

Die erfindungsgemäss zugesetzten Verbindungen lassen Schergefälle. The compounds added according to the invention have a shear gradient.

sich in an sich bekannter Weise aus leicht zugänglichen Rohstoffen herstellen. b) Messungen der Mastixproben produce themselves in a manner known per se from easily accessible raw materials. b) Measurements of the mastic samples

In den folgenden Beispielen werden die Eigenschaften Der Drehkörper wird, nachdem er auf Mischtemperatur von handelsüblichen Bitumensorten mit Produkten verglichen, gebracht worden ist und die gewünschte Schergeschwindig- The properties of the rotating body are compared in the following examples after it has been brought to the mixing temperature of commercially available types of bitumen with products and the desired shear rate

welchen erfindungsgemäss solche Verbindungen zugesetzt 50 keit aufweist, in die Mastixprobe eingebracht. Mittels eines sind. Dabei zeigt sich die überlegene Wirkung der erfindungs- 5 mm von der Mitte der Mantelfläche des Drehkörpers ent- to which such compounds according to the invention have added 50%, are introduced into the mastic sample. By means of one. This shows the superior effect of the invention 5 mm from the center of the outer surface of the rotating body

gemäss zugesetzten Verbindungen in besonderer Weise. fernt befindlichen Temperaturfühlers wird die der jeweiligen according to added compounds in a special way. remote temperature sensor becomes that of the respective

Viskosität entsprechende Temperatur gemessen. Gleichzeitig Viscosity corresponding temperature measured. At the same time

Die Probenvorbereitung und die Durchführung werden die Viskositätsänderungen gemessen, die sich durch der rheologischen Messungen 55 das Abkühlen der heissen Mastixmasse bei einer Umgebungs- The sample preparation and the implementation are measured to determine the viscosity changes resulting from the rheological measurements 55 the cooling of the hot mastic mass in an ambient

T _ , , . temperatur von 20° C einstellen. T _,,. set temperature of 20 ° C.

I. Proben Vorbereitung a) Herstellung der Mischungen des zu untersuchenden, Beispiel 1 I. Preparation of samples a) Preparation of the mixtures of the sample to be examined, Example 1

eine Verbindung nach der Erfindung enthaltenden Bitumens Zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften wurde Bitumen containing a compound according to the invention was used to influence the rheological properties

In jeweils etwa 50 g verflüssigtes Bitumen werden auf 60 den Proben bei der Zubereitung folgende Verbindung zuge- In about 50 g of liquefied bitumen, the following compound is added to 60 of the samples during preparation.

± 0,01 g genau die erfindungsgemäss zugesetzten Verbindun- mischt: ± 0.01 g exactly the compound added according to the invention:

gen eingewogen, mittels Flügelrührer homogen vermischt und ^ weighed in, mixed homogeneously using a paddle stirrer and ^

anschliessend unter weiterem Rühren 10 Minuten lang auf // 0 then with further stirring for 10 minutes at // 0

\ / 2"CX \ / 2 "CX

N\ 1TU_ tr*u \ —NT N \ 1TU_ tr * u \ —NT

160° C ± 2° C erhitzt. Gleichzeitig werden Messbecher und // /-CO-NH- (CH ) —N NH Heated 160 ° C ± 2 ° C. At the same time measuring cup and // / -CO-NH- (CH) —N NH

Drehkörper des Rotationsviskosimeters auf 145° C ± 1° C, 65 \ f~ 2 2 \ Rotating body of the rotary viscometer to 145 ° C ± 1 ° C, 65 \ f ~ 2 2 \

das Thermostatisiergefäss auf + 25,00° C ± 0,01° C vor- \ / CH2~CH2 the thermostatic vessel to + 25.00 ° C ± 0.01 ° C - \ / CH2 ~ CH2

temperiert. (A) tempered. (A)

5 5

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a) Als Bitumen I wurde ein Bitumen des Typs B 200, einer Penetrationszahl 180 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 42 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen I zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 bzw. 2 Gew.10/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle I entnommen werden. a) As bitumen I, a bitumen of type B 200, a penetration number 180 and a softening point, determined with the ring and ball method, of 42 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen I free of additives and with the bitumen which contains 1 or 2% by weight of the aforementioned compound. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table I.

b) Als Bitumen IV wurde ein Bitumen des Typs B 80, einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen IV zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.0/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle II entnommen werden. b) As bitumen IV, a bitumen of type B 80, a penetration number 68 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 51 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen IV without additives and with the bitumen which contains 1% by weight of the aforementioned compound. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table II.

c) Die Mastix-Abkühlungskurve wurde mit einem Bitumen IV vom Typ B 80, einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 durchgeführt. Es wurde eine Mastixprobe „ohne Zusatz bzw. mit 1,0 und 1,2 Gew.% Zusatz der vorgenannten Verbindung gemessen. Die Messwerte sind der Tabelle III zu entnehmen. c) The mastic cooling curve was carried out with a bitumen IV of type B 80, a penetration number 68 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 51. A mastic sample "without addition or with 1.0 and 1.2% by weight addition of the aforementioned compound was measured. The measured values can be found in Table III.

Tabelle I Table I

Schergefälle Shear rate

Schubspannung r in [dyn • Shear stress r in [dyn •

• cm-1] • 104 • cm-1] • 104

Viskosität rj in [cP] Viscosity rj in [cP]

• 107 • 107

[sec-1] • IO"2 [sec-1] • IO "2

ohne; Zusatz without; additive

+ 1 Gew.% + 1% by weight

+ 2 Gew.% + 2% by weight

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.»/» + 1 wt. »/»

+ 2 Gew.% + 2% by weight

5,44 5.44

1,7131 1.7131

1,6370 1.6370

3,1464 3.1464

3,0065 3.0065

3,0060 3.0060

8,16 8.16

2,2842 2.2842

2,3984 2,3984

2,5890 2.5890

2,7967 2.7967

2,9367 2.9367

3,1696 3.1696

16,33 16.33

4,3019 4.3019

4,6445 4.6445

4,7968 4.7968

2,6336 2.6336

2,8434 2.8434

2,9366 2.9366

24,50 24.50

6,2435 6.2435

6,6625 6.6625

6,9668 6.9668

2,5482 2.5482

2,7191 2.7191

2,8434 2.8434

49,00 49.00

11,7255 11.7255

12,3727 12.3727

13,2100 13.2100

2,3929 2.3929

2,5248 2.5248

2,6958 2.6958

73,50 73.50

16,8270 16.8270

17,8548 17.8548

18,7300 18.7300

2,2892 2.2892

2,4290 2.4290

2,5482 2.5482

147,00 147.00

31,1032 31.1032

32,3595 32.3595

34,8340 34.8340

2,1157 2,1157

2,2012 2,2012

2,3695 2.3695

Dmax Dmax

240" 240 "

147,00 147.00

28,3620 28.3620

27,8672 27.8672

29,8850 29.8850

1,9292 1.9292

1,8956 1.8956

2,0328 2.0328

73,50 73.50

14,8470 14.8470

14,6189 14.6189

15,6850 15.6850

2,0199 2.0199

1,9888 1.9888

2,1338 2.1338

49,00 49.00

10,1650 10.1650

10,0504 10.0504

10,6600 10.6600

2,0743 2.0743

2,0509 2.0509

2,1752 2.1752

24,50 24.50

5,2536 5.2536

5,2537 5.2537

5,5960 5.5960

2,1442 2.1442

2,2840 2.2840

16,33 16.33

3,6166 3.6166

3,6928 3.6928

4,0350 4.0350

2,2141 2.2141

2,2607 2.2607

2,4705 2.4705

8,16 8.16

1,9415 1.9415

2,0177 2.0177

2,3772 2.3772

2,4704 2.4704

2,4705 2.4705

5,44 5.44

— -

Tabelle II Table II

Schergefälle Shear rate

Schubspannung t in [dyn • cm-1] ■ 104 Shear stress t in [dyn • cm-1] ■ 104

Viskosität y\ in [cP] • 10® Viscosity y \ in [cP] • 10®

[sec- ï] • 10 2 [sec- ï] • 10 2

ohne Zusatz • 105 without addition • 105

+ 1 Gew.% • 10" + 1% by weight • 10 "

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

2,72 2.72

1,0293 1.0293

4,3780 4.3780

3,7477 3.7477

1,6081 1.6081

5,44 5.44

1,8540 1.8540

8,8703 8.8703

3,4050 3.4050

1,6291 1.6291

8,16 8.16

2,5164 2.5164

12,8676 12.8676

3,0811 3.0811

1,5755 1.5755

16,33 16.33

— -

23,4130 23.4130

— -

1,4333 1.4333

Dmax Dmax

240" 240 "

16,33 16.33

23,0323 23.0323

— -

1,4100 1.4100

8,16 8.16

2,2956 2.2956

11,3068 11.3068

2,8107 2.8107

1,3844 1.3844

5,44 5.44

1,4390 1.4390

7,4998 7.4998

2,6429 2,6429

1,3774 1.3774

7,27 7.27

0,7614 0.7614

3,6928 3.6928

2,7967 2.7967

1,3564 1.3564

624 698 624 698

6 6

Tabelle III Dynamische Viskositäten in [cP] Table III Dynamic viscosities in [cP]

°C Mastixprobe ohne Zusatz • 104 +1,0 Gew.% • 104 +1,2 Gew.% • 104 ° C mastic sample without addition • 104 +1.0% by weight • 104 +1.2% by weight • 104

185 185

7,00 7.00

4,50 4.50

.1,60 .1.60

180 180

7,60 7.60

5,30 5.30

2,23 2.23

175 175

8,30 8.30

5,65 5.65

2,90 2.90

170 170

9,00 9.00

6,20 6.20

3,80 3.80

165 165

9,80 9.80

6,90 6.90

4,80 4.80

160 160

10,80 10.80

7,80 7.80

5,90 5.90

155 155

12,70 12.70

9,00 9.00

7,30 7.30

150 150

15,00 15.00

10,50 10.50

9,00 9.00

145 145

18,00 18.00

12,50 12.50

11,00 11.00

140 140

21,50 21.50

15,30 15.30

13,50 13.50

135 135

26,20 26.20

19,00 19.00

17,50 17.50

130 130

32,20 32.20

23,70 23.70

27,30 27.30

125 125

40,00 40.00

30,00 30.00

27,30 27.30

120 120

49,00 49.00

38,00 38.00

34,00 34.00

115 115

61,00 61.00

49,00 49.00

43,00 43.00

110 110

78,00 78.00

— -

53,00 53.00

105 105

100,00 100.00

— -

71,00 71.00

Beispiel 2 Example 2

Zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften wurde den Proben bei der Zubereitung folgende Verbindung zugemischt: To influence the rheological properties, the following compound was added to the samples during preparation:

w w

CH^CH- CH ^ CH-

-co-nh- (ch2) 3-n^ n- (ch2) 3-nh2 -co-nh- (ch2) 3-n ^ n- (ch2) 3-nh2

ch2-ch2 ch2-ch2

(b) (b)

Als Bitumen I wurde ein Bitumen des Typs B 200, einer 40 welches 1 bzw. 2 Gew.% der vorgenannten Verbindung ent- A bitumen of type B 200, a 40 which contains 1 or 2% by weight of the aforementioned compound, was used as bitumen I.

Penetrationszahl 180 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 42 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen I zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, Penetration number 180 and a softening point, determined with the ring and ball method, of 42 used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was added with bitumen I and with bitumen,

hält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle IV entnommen werden. holds, performed. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table IV.

Tabelle IV Table IV

Schergefälle Schubspannung r in [dyn • cm-1] • 104 Viskosität 17 in [cP] • 107 Shear rate shear stress r in [dyn • cm-1] • 104 viscosity 17 in [cP] • 107

[sec-1] • 10-2 [sec-1] • 10-2

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

+ 2 Gew.% + 2% by weight

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew,% + 1 wt.%

+ 2 Gew.% + 2% by weight

5,44 5.44

1,7131 1.7131

1,9035 1.9035

1,6370 1.6370

3,1464 3.1464

3,4959 3,4959

3,0065 3.0065

8,16 8.16

2,2842 2.2842

2,8172 2.8172

2,3603 2.3603

2,7967 2.7967

3,4493 3.4493

2,8900 2.8900

16,33 16.33

4,3019 4.3019

5,3298 5.3298

4,3020 4.3020

2,6386 2.6386

3,2690 3.2690

2,6336 2.6336

24,50 24.50

6,2435 6.2435

7,8043 7.8043

6,1673 6.1673

2,5482 2.5482

3,1852 3.1852

2,5170 2.5170

49,00 49.00

11,7255 11.7255

14,3904 14.3904

11,7255 11.7255

2,3928 2.3928

2,9360 2.9360

2,3928 2.3928

73,50 73.50

16,8270 16.8270

20,6720 20.6720

15,9132 15.9132

2,2892 2.2892

2,8123 2.8123

2,0768 2.0768

147,00 147.00

31,1032 31.1032

— -

30,5320 30.5320

2,1157 2,1157

— -

Dm*x Dm * x

240" 240 "

147,00 147.00

28,3620 28.3620

34,1488 34.1488

25,8110 25.8110

1,9292 1.9292

2,322«) 2,322 «)

1,7557 1.7557

73,50 73.50

14,8470 14.8470

17,7025 17.7025

12,6770 12.6770

2,0199 2.0199

2,4083 2,4083

1,7246 1.7246

49,00 49.00

10,1650 10.1650

12,1062 12.1062

8,5650 8.5650

2,0743 2.0743

2,4705 2.4705

1,7480 1.7480

24,50 24.50

5,2536 5.2536

6,3196 6.3196

4,4920 4.4920

2,1442 2.1442

2,5792 2.5792

1,8334 1.8334

16,33 16.33

3,6166 3.6166

4,4161 4.4161

2,7030 2.7030

2,2141 2.2141

2,7035 2.7035

1,6547 1.6547

8,16 8.16

1,9415 1.9415

2,2842 2.2842

— -

2,3772 2.3772

2,7967 2.7967

— -

5,44 5.44

— -

1,5609 1.5609

— -

2,8667 2.8667

— -

7 7

Beispiel 3 Example 3

624 698 624 698

/ \ / \

•co-nh- (ch2)3-n • co-nh- (ch2) 3-n

Ch2-CH Ch2-CH

CH2~CH2 CH2 ~ CH2

:n-(ch2)3-nh-co- : n- (ch2) 3-nh-co-

/ \ / \

a) Als Bitumen I wurde ein Bitumen des Typs B 200,. einer Penetrationszahl 180 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 42 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen I zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 bzw. 2 Gew.®/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle V entnommen werden. a) As bitumen I, a bitumen of type B 200 ,. a penetration number of 180 and a softening point, determined by the ring and ball method, of 42 are used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen I free of additives and with the bitumen which contains 1 or 2% by weight of the compound mentioned above. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table V.

b) Als Bitumen IV wurde ein Bitumen des Typs B 80, einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung b) As bitumen IV, a bitumen of type B 80, a penetration number 68 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 51 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement

15 15

20 20th

.wurde däbei mit dem Bitumen IV zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.0/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Scher-gefäJle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle VI entnommen werden. was carried out with the bitumen IV without additives and with the bitumen containing 1% by weight of the aforementioned compound. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table VI.

c) Die Mastix-Abkühlungskurve wurde mit einem Bitumen IV vom Typ B 80, einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 durchgeführt. Es wurde eine Mastixprobe ohne Zusatz bzw. mit 1,0, 1,2 und 1,4 Gew.% Zusatz der vorgenannten Verbindung gemessen. Die Messwerte sind der Tabelle VII zu entnehmen. c) The mastic cooling curve was carried out with a bitumen IV type B 80, a penetration number 68 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 51. A mastic sample without addition or with 1.0, 1.2 and 1.4% by weight addition of the aforementioned compound was measured. The measured values can be found in Table VII.

Tabelle V Table V

Schergefälle Schubspannung % in [dyn • cm-1] • 10" Viskosität ?? in [cP] • 107 Shear rate shear stress% in [dyn • cm-1] • 10 "viscosity ?? in [cP] • 107

[sec-1] • 10-2 ohne Zusatz + 1 Gew.% + 2 Gew.% ohne Zusatz + 1 Gew.% + 2 Gew.% [sec-1] • 10-2 without addition + 1% by weight + 2% by weight without addition + 1% by weight + 2% by weight

5,44 5.44

1,7131 1.7131

1,9796 1.9796

2,0558 2.0558

3,1464 3.1464

3,6358 3.6358

3,7756 3.7756

8,16 8.16

2,2842 2.2842

2,7030 2.7030

2,8933 2.8933

2,7967 2.7967

3,3095 3.3095

3,5426 3.5426

16,33 16.33

4,3019 4.3019

4,9872 4.9872

5,4440 5.4440

2,6386 2.6386

3,0531 3.0531

3,3328 3.3328

24,50 24.50

6,2435 6.2435

6,7765 6.7765

7,7282 7.7282

2,5482 2.5482

2,7657 2.7657

3,1541 3.1541

49,00 49.00

11,7255 11.7255

13,1722 13.1722

14,4666 14.4666

2,3928 2.3928

2,6880 2.6880

2,9521 2.9521

73,50 73.50

16,8270 16.8270

19,1492 19.1492

20,7482 20.7482

2,2892 2.2892

2,6051 2,6051

2,8226 2.8226

147,00 147.00

31,1032 31.1032

35,3284 35.3284

36,8517 36.8517

2,1157 2,1157

2,4031 2.4031

2,5067 2.5067

Dmax Dmax

240" 240 "

147,00 147.00

28,3620 28.3620

27,7149 27.7149

27,6007 27.6007

1,9292 1.9292

1,8852 1.8852

1,8774 1.8774

73,50 73.50

14,8470 14.8470

13,7813 13.7813

13,8575 13.8575

2,0199 2.0199

1,8749 1.8749

1,8852 1.8852

49,00 49.00

10,1650 10.1650

9,1749 9.1749

10,0124 10.0124

2,0743 2.0743

1,8723 1.8723

2,0432 2.0432

24,50 24.50

5,2536 5.2536

5,1394 5.1394

5,1014 5.1014

2,1442 2.1442

2,1975 2.1975

2,0820 2.0820

16,33 16.33

3,6166 3.6166

3,4644 3.4644

3,5405 3.5405

2,2141 2.2141

2,1209 2.1209

2,1675 2.1675

8,16 8.16

1,9415 1.9415

1,9035 1.9035

1,9416 1.9416

2,3772 2.3772

2,3306 2.3306

2,3773 2.3773

5,44 5.44

— -

1,4467 1.4467

— -

2,6569 2.6569

— -

Tabelle VI Table VI

Schergefälle Schubspannung r in [dyn • cm-1] Viskosität y in [cP] • 108 Shear rate shear stress r in [dyn • cm-1] viscosity y in [cP] • 108

[sec-1] • 10-2 ohne Zusatz • 105 + 1 Gew.% • 104 ohne Zusatz + 1 Gew.% [sec-1] • 10-2 without addition • 105 + 1 wt.% • 104 without addition + 1 wt.%

2,72 1,0203 7,7663 3,7477 2,8527 2.72 1.0203 7.7663 3.7477 2.8527

5,44 1,8540 14,7331 3,4050 2,7059 5.44 1.8540 14.7331 3.4050 2.7059

8,16 2,5164 19,1061 3,0811 2,4378 8.16 2.5164 19.1061 3.0811 2.4378

16,33 — 33,1209 — 2,0276 16.33 - 33.1209 - 2.0276

Dmax 240" 240" Dmax 240 "240"

16,33 16.33

31,9788 31.9788

1,9577 1.9577

8,16 8.16

2,2956 2.2956

15,9132 15.9132

2,8107 2.8107

1,9484 1.9484

5,44 5.44

1,4390 1.4390

10,9261 10.9261

2,6429 2,6429

2,0070 2.0070

2,72 2.72

0,7614 0.7614

5,8628 5.8628

2,7967 2.7967

2,1535 2.1535

624 698 624 698

8 8th

Tabelle VII Dynamische Viskositäten in [cP] Table VII Dynamic viscosities in [cP]

°C Mastixprobe ohne Zusatz • 104 + 1,0 Gew.®/o • 104 + 1,2 Gew.®/» • 104 + 1,4 Gew.% • 104 ° C mastic sample without additives • 104 + 1.0 wt.% / O • 104 + 1.2 wt.% / »• 104 + 1.4 wt.% • 104

190 190

6,40 6.40

3,40 3.40

3,15 3.15

— -

185 185

7,00 7.00

3,90 3.90

3,70 3.70

— -

180 180

7,60 7.60

4,60 4.60

4,30 4.30

— -

175 175

8,20 8.20

5,40 5.40

5,10 5.10

2,90 2.90

170 170

9,00 9.00

6,20 6.20

6,00 6.00

4,85 4.85

165 165

9,70 9.70

7,00 7.00

6,60 6.60

160 160

11,00 11.00

8,00 8.00

8,30 8.30

155 155

12,20 12.20

9,20 9.20

9,80 9.80

10,00 10.00

150 150

14,50 14.50

10,70 10.70

11,50 11.50

12,20 12.20

145 145

17,20 17.20

12,40 12.40

14,00 14.00

14,70 14.70

140 140

21,30 21.30

14,80 14.80

17,20 17.20

18,00 18.00

135 135

29,50 29.50

18,20 18.20

21,30 21.30

22,00 22.00

130 130

31,00 31.00

22,50 22.50

26,50 26.50

27,20 27.20

125 125

38,00 38.00

29,00 29.00

33,50 33.50

34,00 34.00

120 120

48,00 48.00

38,00 38.00

43,00 43.00

115 115

61,00 61.00

48,00 48.00

55,00 55.00

110 110

78,00 78.00

62,00 62.00

71,00 71.00

105 105

100,00 100.00

80,00 80.00

90,00 90.00

100 100

— -

Beispiel 4 Example 4

ch. ch.

co-nh-(ch2)2-n co-nh- (ch2) 2-n

ch2-ch2 ch2-ch2

nh nh

(D) (D)

CH2-CH2 CH2-CH2

a) Als Bitumen I wurde ein Bitumen des Typs B 200 4Q einer Penetrationszahl 180 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 42 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen I zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.% der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. E)ie sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle VIII entnommen werden. a) As bitumen I, a bitumen of type B 200 4Q with a penetration number of 180 and a softening point, determined with the ring and ball method, of 42 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen I without additives and with the bitumen which contains 1% by weight of the aforementioned compound. E) The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table VIII.

45 45

b) Als Bitumen IV wurde ein Bitumen des Typs B 80 einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen IV zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.®/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle IX entnommen werden. b) As bitumen IV, a bitumen of type B 80 with a penetration number 68 and a softening point, determined with the ring and ball method, of 51 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen IV without additives and with the bitumen which contains 1% by weight of the compound mentioned above. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table IX.

Schergefälle Shear rate

Tabelle VIII Table VIII

Schubspannung t in [dyn • cm-1] • 104 Shear stress t in [dyn • cm-1] • 104

Viskosität i? in [cP] • 107 Viscosity i? in [cP] • 107

[sec-1] • 10-2 [sec-1] • 10-2

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

5,44 5.44

1,7131 1.7131

— -

3,1464 3.1464

— -

8,16 8.16

2,2842 2.2842

1,4474 1.4474

2,7967 2.7967

1,7713 1.7713

16,33 16.33

4,3019 4.3019

2,6282 2.6282

2,6336 2.6336

1,6081 1.6081

24,50 24.50

6,2435 6.2435

3,6947 3.6947

2,5482 2.5482

1,5071 1.5071

49,00 49.00

11,7255 11.7255

7,4275 7.4275

2,3928 2.3928

1,5149 1.5149

73,50 73.50

16,8270 16.8270

10,6652 10.6652

2,2892 2.2892

1,4501 1.4501

147,00 147.00

31,1032 31.1032

18,2070 18.2070

2,1157 2,1157

1,2378 1.2378

Dmax Dmax

240" 240 "

147,00 147.00

28,3620 28.3620

12,8363 12.8363

1,9292 1.9292

0,8727 0.8727

73,50 73.50

14,8470 14.8470

6,3610 6.3610

2,0199 2.0199

0,8649 0.8649

49,00 49.00

10,1650 10.1650

4,0756 4.0756

2,0743 2.0743

0,8313 0.8313

24,50 24.50

5,2536 5.2536

1,8664 1.8664

2,1442 2.1442

0,7613 0.7613

16,30 16.30

3,6166 3.6166

1,0665 1.0665

2,2141 2.2141

— -

8,16 8.16

1,9415 1.9415

— -

2,3772 2.3772

— -

9 9

Tabelle IX Table IX

624 698 624 698

Schergefälle Schubspannung r in [dyn • cm-1] • 104 Viskosität t) in [cP] • 108 Shear rate shear stress r in [dyn • cm-1] • 104 viscosity t) in [cP] • 108

[sec-1] • IO-2 ohne Zusatz + 1 Gew.% ohne Zusatz + 1 Gew.% [sec-1] • IO-2 without addition + 1% by weight without addition + 1% by weight

2,72 10,203 4,5303 3,7477 1,6641 2.72 10.203 4.5303 3.7477 1.6641

5,44 18,540 8,1089 3,4050 1,4893 5.44 18.540 8.1089 3.4050 1.4893

8,16 25,164 11,1926 3,0811 1,3704 8.16 25.164 11.1926 3.0811 1.3704

16,33 — 19,1111 — 1,1699 16.33 - 19.1111 - 1.1699

Dmax 240" 240" Dmax 240 "240"

16,33 — 19,0350 . — 1,1653 16.33 - 19.0350. - 1.1653

8,16 22,956 10,1647 2,8107 1,2445 8.16 22.956 10.1647 2.8107 1.2445

5,44 14,390 7,1572 2,6429 1,3145 5.44 14.390 7.1572 2.6429 1.3145

2,72 7,614 3,7308 2,7967 1,3704 2.72 7.614 3.7308 2.7967 1.3704

Beispiel 5 Example 5

Zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften wurde 25 den Proben bei der Zubereitung folgende Verbindung zugemischt: In order to influence the rheological properties, the following compound was added to the samples during preparation:

-co-n •cooh -co-n • cooh

CVCH2 CVCH2

ch2-ch2 ch2-ch2

n-ch. (E) n-ch. (E)

30 30th

a) Als Bitumen II wurde ein Bitumen des Typs B 80, 35 einer Penetrationszahl 94 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 44 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen II zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.% der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete Viskosität kann der Tabelle X entnommen werden. a) As bitumen II, a bitumen of type B 80, 35 with a penetration number 94 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 44 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with bitumen II without additives and with bitumen, which contains 1% by weight of the aforementioned compound. The resulting shear stress depending on the shear rate and the viscosity calculated from this can be found in Table X.

b) Als Bitumen IV wurde ein Bitumen des Typs B 80, einer Penetrationszahl 68 und einem Erweichungspunkt, bestimmt mit der Ring- und Kugelmethode, von 51 verwendet. Die Fliesskurven wurden bei 25° C ermittelt. Die Messung wurde dabei mit dem Bitumen IV zusatzfrei sowie mit dem Bitumen, welches 1 Gew.0/» der vorgenannten Verbindung enthält, durchgeführt. Die sich in Abhängigkeit vom Schergefälle ergebende Schubspannung und die hieraus errechnete" Viskosität kann der Tabelle XI entnommen werden. b) As bitumen IV, a bitumen of type B 80, a penetration number 68 and a softening point, determined using the ring and ball method, of 51 was used. The flow curves were determined at 25 ° C. The measurement was carried out with the bitumen IV without additives and with the bitumen which contains 1% by weight of the aforementioned compound. The resulting shear stress depending on the shear rate and the "viscosity" calculated from this can be found in Table XI.

Tabelle X Table X

Schergefälle Shear rate

Schubspannung r in [dyn • cm-1] • 104 Shear stress r in [dyn • cm-1] • 104

Viskosität r] in [cP] • 107 Viscosity r] in [cP] • 107

[sec-1] • 10-2 [sec-1] • 10-2

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

2,72 2.72

2,2081 2.2081

2,5887 2.5887

8,110 8.110

9,5090 9.5090

5,44 5.44

4,3399 4.3399

4,8729 4.8729

7,971 7,971

8,9496 8.9496

8,16 8.16

6,3957 6.3957

6,9668 6.9668

7,831 7,831

8,5301 8.5301

16,33 16.33

12,2205 12.2205

13,4387 13.4387

7,481 7,481

8,2271 8.2271

24,50 24.50

17,8548 17.8548

19,3015 19.3015

7,287 7,287

7,8775 7.8775

49,00 49.00

31,9788 31.9788

32,8925 32.8925

6,526 6.526

6,7122 6.7122

73,50 73.50

— -

Dmax Dmax

240" 240 "

73,50 73.50

— -

49,00 49.00

26,7251 26.7251

23,8318 23.8318

5,454 5,454

4,8632 4.8632

24,50 24.50

13,5910 13.5910

12,4869 12.4869

5,547 5,547

5,0963 5.0963

16,33 16.33

8,9464 8.9464

5,6343 5,6343

5,477 5,477

3,4493 3.4493

8,16 8.16

4,5303 4.5303

3,1598 3.1598

5,547 5,547

3,8688 3.8688

5,44 5.44

3,3121 3.3121

2,2842 2.2842

6,083 6,083

4,1951 4.1951

2,72 2.72

— -

1,3705 1.3705

— -

5,0342 5.0342

624 698 624 698

10 10th

Tabelle XI Table XI

Schergefälle Shear rate

Viskosität rj in [cP] • 10® Viscosity rj in [cP] • 10®

[sec-1] - IO-2 [sec-1] - IO-2

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

ohne Zusatz without addition

+ 1 Gew.% + 1% by weight

2,72 2.72

10,203 10.203

5,7866 5.7866

3,7477 3.7477

2,1255 2,1255

5,44 5.44

18,540 18.540

10,8119 10.8119

3,4056 3.4056

1,9857 1.9857

8,16 8.16

25,164 25.164

15,2280 15.2280

3,0811 3.0811

1,8645 1.8645

16,33 16.33

— -

28,3621 28.3621

— -

1,7363 1.7363

Dmax Dmax

240" 240 "

16,33 16.33

— -

27,4101 27.4101

1,6781 1.6781

8,16 8.16

22,956 22.956

14,9234 14.9234

2,8107 2.8107

1,8272 1.8272

5,44 - 5.44 -

14,390 14.390

10,3550 10.3550

2,6429 2,6429

1,9018 1.9018

2,72 2.72

7,614 7,614

5,4059 5.4059

2,7967 2.7967

1,9857 1.9857

In der nachfolgenden Tabelle XII sind die Anfangs- und und Endwerte der Messungen zusammengestellt: Table XII below lists the start and end values of the measurements:

Tabelle XII Table XII

Vergleich der graphisch korrigierten Anfangs- und Endwerte aus Hysteresemessungen an mit Vergleichsprodukten aktivierten Comparison of the graphically corrected start and end values from hysteresis measurements on activated with comparison products

Bitumenproben gleicher Vorbehandlung und Prüftemperatur Bitumen samples with the same pretreatment and test temperature

Bitumen Produkt Zusatz- Schergefälle Schubspannung Schubspannung Viskosität Viskosität menge D (sec-1) rA(dyn-cm_1) r>|r(dyn ■ cm"1) tA _ rijr Bitumen product additional shear rate shear stress shear stress viscosity viscosity quantity D (sec-1) rA (dyn-cm_1) r> | r (dyn ■ cm "1) tA _ rijr

(Gew.%) -g °/o -jj (Wt%) -g ° / o -jj

I I.

— -

5,44 5.44

io-2 io-2

1,60 1.60

IO4 IO4

1,25 1.25

IO4 IO4

2,941 • IO7 2,941 • IO7

100 100

2,229 2,229

IO7 IO7

100 100

I I.

A A

1 1

5,44 5.44

io-2 io-2

1,65 1.65

IO4 IO4

1,35 1.35

IO4 IO4

3,033 • IO7 3,033 • IO7

103 103

2,482 2,482

IO7 IO7

111 111

2 2nd

5,44 5.44

io-2 io-2

1,85 1.85

IO4 IO4

1,35 1.35

IO4 IO4

3,401 • IO7 3.401 • IO7

115 115

2,482 2,482

IO7 IO7

111 111

I I.

B B

1 1

5,44 5.44

io-2 io-2

1,90. 1.90.

IO4 IO4

1,55 1.55

IO4 IO4

3,493 • IO7 3.493 • IO7

119 119

2,849 2,849

IO7 IO7

128 128

2 2nd

5,44 5.44

10 2 10 2

1,65 1.65

IO4 IO4

0,90 0.90

IO4 IO4

3,033 • IO7 3,033 • IO7

103 103

1,654 1,654

IO7 IO7

74 74

I I.

C C.

- 1 - 1

5,44 5.44

IO-2 IO-2

1,80 1.80

IO4 IO4

1,30 1.30

IO4 IO4

3,309 • IO7 3.309 • IO7

112 112

2,390 2,390

IO7 IO7

107 107

2 2nd

5,44 5.44

IO-2 IO-2

2,05 2.05

IO4 IO4

1,30 1.30

IO4 IO4

3,768 • IO7 3,768 • IO7

128 128

2,390 2,390

IO7 IO7

107 107

I I.

D D

1 1

5,44 5.44

IO-2 IO-2

1,03 1.03

IO4 IO4

0,36 0.36

IO4 IO4

1,893 • IO7 1,893 • IO7

67 67

0,662 0.662

IO7 IO7

30 30th

II II

— -

2,72 2.72

IO-2 IO-2

2,40 2.40

IO4 IO4

1,60 1.60

IO4 IO4

8,823 - IO7 8.823 - IO7

100 100

5,882 5,882

IO7 IO7

100 100

II II

E E

1 1

2,72 2.72

IO-2 IO-2

2,60 2.60

IO4 IO4

1,35 1.35

IO4 IO4

9,559 • IO7 9.559 • IO7

108 108

4,963 4,963

IO7 IO7

84 84

IV IV

— -

2,72 2.72

IO-2 IO-2

10,30 10.30

IO4 IO4

7,5 7.5

IO4 IO4

37,867 • IO7 37.867 • IO7

100 100

27,573 27,573

IO7 IO7

100 100

IV IV

A A

1 1

2,72 2.72

IO-2 IO-2

4,70 4.70

IO4 IO4

3,70 3.70

IO4 IO4

17,279 • IO7 17,279 • IO7

46 46

13,603 13.603

IO7 IO7

49 49

IV IV

B B

— -

IV IV

C C.

1 1

2,72 2.72

IO"2 IO "2

7,70- 7.70-

IO4 IO4

5,70 5.70

IO4 IO4

28,308- IO7 28.308-IO7

75 75

20,956 20.956

IO7 IO7

76 76

IV IV

D D

1 1

2,72 2.72

IO-2 IO-2

4,50 4.50

IO4 IO4

3,70 3.70

IO4 IO4

16,544-IO7 16,544-IO7

44 44

13,603 13.603

IO7 IO7

49 49

IV IV

E E

1 1

2,72 2.72

IO-2 IO-2

5,70 5.70

IO4 IO4

5,25 5.25

IO4 IO4

20,956 • IO7 20.956 • IO7

55 55

19,301 19.301

IO7 IO7

70 70

Das Zeichen ^ bedeutet Messung bei steigendem Schergefälle! The symbol ^ means measurement with increasing shear rate!

das Zeichen ^ bedeutet Messung bei fallendem Schergefälle. the symbol ^ means measurement with falling shear rate.

Die Schubspannung und r>|r bzw. und sind analog zu verstehen. The shear stress and r> | r and and are to be understood analogously.

Aus den Messergebnissen ergibt sich folgendes: Das Theologische Verhalten von Bitumen ist ein Spiegel seiner inneren Eigenschaften. Es wird bestimmt durch den reversiblen Strukturaufbau und -abbau. Alle von aussen kommenden Störfaktoren wirken sich auf den jeweiligen Zustand aus. Es ist deshalb möglich, aus isotherm aufgenommenen Fliesskurven Aussagen über die Eigenschaften, insbesondere die Gebrauchseigenschaften des Bitumens zu erhalten. The following results from the measurement results: The theological behavior of bitumen is a mirror of its internal properties. It is determined by the reversible structure and breakdown. All disruptive factors coming from outside have an effect on the respective condition. It is therefore possible to obtain statements about the properties, in particular the usage properties, of the bitumen from isothermally recorded flow curves.

Der Einfluss der erfindungsgemäss zugesetzten Verbindungen A bis E auf die Bitumen I, II und IV ist abhängig von der chemischen Struktur der Produkte, deren Zusatz- 65 menge, der Bitumentype, der Versuchstemperatur und der Probenvorbehandlung. The influence of the compounds A to E added according to the invention on the bitumen I, II and IV depends on the chemical structure of the products, the amount added, the bitumen type, the test temperature and the sample pretreatment.

Es ist festzustellen, dass durch Zusätze in einigen Fällen die Ausgangsviskosität nur wenig geändert, die Endviskosität jedoch stark erniedrigt wird. In diesen Fällen bewirken die Zusätze eine Erhöhung der Scherempfindlichkeit. In anderen Fällen werden die Anfangs- und Endviskosität erheblich erniedrigt, was auf eine Stabilisierung des kolloidchemischen Zustandes hinweist. Es sind auch Steigerungen sowohl der Anfangs- wie der Endviskositäten zu beobachten. Infolge der vielen Variablen, die auf die Eigenschaften bestimmend einwirken, ist es deshalb notwendig, durch einen Vorversuch festzustellen, in welcher Weise sich eine bestimmte Verbindung auf die rheologischen Eigenschaften auswirkt, um für den anwendungstechnisch gewünschten Zweck dann das Zusatzprodukt auszuwählen, welches die Eigenschaften in der gewünschten Richtung beeinflusst. It should be noted that in some cases additives only slightly change the initial viscosity, but the final viscosity is greatly reduced. In these cases, the additives increase the sensitivity to shear. In other cases, the initial and final viscosity are significantly reduced, which indicates a stabilization of the colloidal chemical state. There are also increases in both the initial and final viscosities. As a result of the many variables that have a determining effect on the properties, it is therefore necessary to carry out a preliminary test to determine how a particular compound affects the rheological properties in order to then select the additional product for the application-wished purpose that contains the properties in the desired direction.

11 11

624 698 624 698

Befinden sich Bitumen in physikalischer und/oder chemischer Wechselwirkung mit Mineraloberflächen, so wirken letztere auf Grund ihrer polaren Eigenschaften orientierend auf die ebenfalls polaren Asphaltenmicellen der benachbarten Bitumenphase und sind damit indirekt strukturbildend (Nahordnung). Über diese Viskositätserhöhung, deren Umfang von der Wechselwirkung Mineral—Bitumen bestimmt wird, erklärt sich u. a. die versteifende Wirkung von Gesteinsmehlen als Füllstoffe. If bitumen is physically and / or chemically interacting with mineral surfaces, the polar properties of the latter have an orienting effect on the likewise polar asphaltene micelles of the neighboring bitumen phase and are therefore indirectly structure-forming (short-range order). This increase in viscosity, the extent of which is determined by the interaction between mineral and bitumen, may explain. a. the stiffening effect of stone powder as fillers.

Die Viskositätserhöhung kann sich aber auch negativ auf Aufbereitungs- und Verarbeitungsvorgänge auswirken (er-, höhter Aufwand an Energie bei den Misch- und Verarbeitungsschritten). However, the increase in viscosity can also have a negative effect on preparation and processing processes (increased, increased expenditure of energy in the mixing and processing steps).

Wie aus den Abkühlungskurven von Mastix zu ersehen ist, kann man mit dem Verfahren nach der Erfindung das As can be seen from the cooling curves of mastic, one can do that with the method according to the invention

Verhalten von Heissmassen besonders im Temperaturbereich von 200° C bis 100° C gezielt beeinflussen. Die Neigung der Viskositätstemperaturkurve verändert sich. Durch den Effekt der Verflüssigung verringert sich der Bitumenbedarf für 5 einen gut verarbeitbaren Mastix. Bemerkenswert ist dabei die ausgeprägte Konzentrationsabhängigkeit der Effekte: Je nach zugesetzter Menge der erfindungsgemäss zugesetzten Verbindung kann ein Viskositätsminimum eingestellt werden, wobei bei anderen Konzentrationen der gleichen Substanz die Vis-0 kosität erhöht wird und die Mastixmischung sich somit ver-„ steift. Auch hier ist bei technischer Nutzung des erfindungs-gemässen Verfahrens durch einen Vorversuch zu klären, welche Konzentration der zuzusetzenden Verbindung anwendungstechnisch den optimalen gewünschten Effekt ergibt. Target the behavior of hot masses, especially in the temperature range from 200 ° C to 100 ° C. The slope of the viscosity temperature curve changes. The effect of liquefaction reduces the bitumen requirement for 5 an easily workable mastic. The pronounced concentration dependence of the effects is remarkable: depending on the amount of the compound added according to the invention, a minimum viscosity can be set, the viscosity being increased at other concentrations of the same substance and the mastic mixture thus becoming stiffened. Here too, if the method according to the invention is used industrially, a preliminary test must be carried out to determine which concentration of the compound to be added gives the optimum desired effect in terms of application technology.

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