CH638258A5

CH638258A5 - Verfahren zur herstellung eines mineralischen asphaltbelages fuer den strassen- und wegebau.

Info

Publication number: CH638258A5
Application number: CH1269478A
Authority: CH
Inventors: Karl-Hans Dr Mueller; Walter Barthel; Rolf Oelmueller
Original assignee: Degussa
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1983-09-15
Also published as: SE7812761L; FI68859B; DE2755450A1; NL180830C; IT1108797B; JPS5488626A; GB2009758B; BE872696A; MY8600267A; GB2009758A; AT367784B; CA1115462A; FI783095A; FI68859C; SE440098B; ATA884178A; NO150843C; FR2422766A1; DE2755450C2; NO783474L

Description

Gegenstand der Erfindung ist das im Patentanspruch 1 definierte Verfahren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann 35 die Kieselsäure in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-% eingesetzt werden.

Als Kieselsäure kann man sowohl eine gefällte oder eine gefällte und sprühgetrocknete als auch eine pyrogen hergestellte Kieselsäure einsetzen.

40 So kann man als gefällte Kieselsäure eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzen :

Aussehen Röntgenstruktur 45 Oberfläche Mittlere Grösse der .Primärteilchen Spez. Gewicht Reinheitsgrad

50

Trocknungsverlust1 55 Glühverlust2'3 pH-Wert4 Löslichkeit Charakteristik Stampfdichte5 60 Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580)

lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18 Nanometer

2,05 g/ml SÌO26 98%

Na206 1%

AI2O36 0,2%

SO36 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure 200 g/1 0,2%

■DIN 53 198, Verf. A

2 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz es DIN 55 921

3 DIN 52 911

4 DIN 53 200

5 DIN 53 194

6 bezogen auf die bei 1000 °C geglühte Substanz

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4

Als eine weitere gefällte Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten verwenden:

Aussehen

Röntgenstruktur

Oberfläche

Mittlere Grösse der

Primärteilchen

Spez. Gewicht

Reinheitsgrad

Trocknungsverlust1

Glühverlust2'3

pH-Wert4

Löslichkeit

Charakteristik

Stampfdichte

Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580)

lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18 Nanometer

2,05

SÌO26 98%

NazO61%

AI2O36 0,2%

SO26 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure mit hoher Mahlfeinheit 70 g/1 0%

1 DIN 53 198, Verf. A

2 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz

3 DIN 52 911

4 DIN 53 200

5 DIN 53 194

6 bezogen auf die bei 1000 °C geglühte Substanz

Als eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten verwenden :

Oberfläche nach BET Mittlere Grösse der Primärteilchen Mittlere Grösse der Sekundärteilchen Stampfdichte (DIN 53 194) Trocknungsverlust (DIN 55 921)

(2 h bei 105 °C)

Glühverlust1 (DIN 55 921)

(2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (DIN 53 200)2

SÌO2 (DIN 55 921)3'4

AI2O3

Fe203

NazO

SO3

Siebrückstand nach Mocker

(DIN 53 580)

Ölzahl (nach DIN 53 199)

190m2/g 18 Nanometer

80 Mikrometer

220 g/1 6%

5%

6,3 98%

0,2% 0,03%

1%

0,8% 0,5%

230 g/100 g

Mittlere Grösse der Sekundärteilchen Stampfdichte (DIN 53 194) Trocknungsverlust (DIN 55 5 921) (2 h bei 105 °C) Glühverlust (DIN 55 921) (2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (DIN 53 200)2 Si02(DIN 55 921 )3-4 10 AI2O3 Fe203 NaaO SO3

Siebrückstand nach Mocker 15 (DIN 53 580)

Ölzahl (nach DIN 53 199)

5 Mikrometer

100 g/1 6%

5%

6,3 98%

0,2%

0,03%

1%

0,8%

0,2%

240 g/100 g

20

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz

2 in Wasser : Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz .

4 enthält ca. 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff.

Als pyrogen hergestellte Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten 25 verwenden:

Primärteilchengrösse SiOz*

Mol-Gewicht 3o Oberfläche nach BET Trocknungsverlust (nach DIN 53 198) (2 h bei 105 °C)

Glüh verlust (nach DIN 62 911) (2 h bei 1000 °C)

35 pH-Wert (nach DIN 53 200) (in 4%iger wässriger Dispersion) Grit (nach Mocker, DIN 53 580)

HCl 40 AI2O3 TÌO2 Fe203 Na20 P 45 Ni Cr Cu Pb S

50 B2O3

12 Nanometer > 99,8%

60,09

200 ± 25 m2/g

< 1,5%

< 1%

3,6-4,3

< 0,05%

< 0,025

< 0,05%

< 0,03%

< 0,003%

< 0,0009%

< 0,0002%

< 0,00003%

< 0,00002%

< 0,0004%

< 0,003%

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrockneter Substanz

2 in Wasser: Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

4 enthält ca 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff

Als eine weitere gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalischchemischen Kenndaten verwenden :

Oberfläche nach BET Mittlere Grösse der Primärteilchen

190m2/g 18 Nanometer

* bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene 55 Asphaltbelag kann als oberer oder oberster Belag einer Strasse oder eines Weges eingesetzt werden.

Bekanntermassen kann eine Strasse auf die folgende Weise hergestellt werden:

Aus Aufschüttmaterial kann ein Unterbau erstellt werden, 60 der mit entsprechenden Rüttel- und Walzgeräten verdichtet wird. Auf diese Unterlage kann eine Frostschutzschicht aufgebracht werden, die aus Fluss- oder Grubenkies bzw. Mineralbeton bestehen kann. Diese Schicht hat die sehr wichtige Aufgabe, die jahreszeitlichen Temperaturunterschiede ausglei-65 chend zwischen Oberbelag und Unterbelag aufzunehmen und als Drainage zu dienen. Dieser Mineralbeton kann aus kornabgestufter Mineralmischung, aus Sand und gebrochenen Natursteinen (Schotter und Splitte) bestehen. Die Gesteinsart kann

5

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Basalt, Biabas, Gabbro, Porphyr usw. sein. Diese Frostschutzschicht wird ebenfalls verdichtet. Darauf folgt ein Asphaltbelag, (Asphaltbeton) der in drei Mischgutarten unterteilt werden kann:

a) Tragschicht: 0-32 mm Körnung bzw. 0-22 mm Körnung b) Binderschicht: 0-16 mm Körnung bzw. 0-22 mm Körnung c) Deckschicht: 0-11 mm Körnung, 0-8 mm Körnung bzw. 0-5 mm Körnung

Der Asphaltbelag (Asphaltbeton) kann aus

Natursteinsplitten (Edelsplitte 2-32 mm Körnung oder einfach gebrochene

Splitte)

Sand (Rundsand = Grubenoder Flusssand)

Brechsand (= Sandanteil aus 0,09-2 mm Körnung der Schotter- oder Splittproduktion der Steinbrüche)

Mineralfüller (Kalkmehl oder 0-0,09 mm Körnung

Eigenfüller aus den

Brechanlagen)

bestehen.

Bitumen, Steinkohlenteer oder Mischungen aus beiden stellen z.B. das Bindemittel für das Mineralgemisch aus den obigen Bestandteilen dar. Bei Bitumen- oder Bitumenteergemischen liefern die Raffinerien verschiedene Typenbezeichnungen und Einstellungen. Diese richten sich generell nach der Endhärte, die mit Penetrationswerten = Eindringtiefe in Zehntel-Millimetern oder Ring-Kugelwerte = Eindringen einer Kugel in das Bindemittel spezifiziert werden.

Die Kieselsäurezugabe im Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung steigert die Zahl der inneren Hohlräume bei Asphaltprüfkörpern bis zu 180 Vol.-%. Diese Hohlräume verbessern den Asphaltbeton, und damit die Sommer- und Winterbeständigkeit der Strassenoberbeläge. Aufgrund der höheren Anzahl der Hohlräume lassen sich grössere Bindemittelanteile in Asphaltmassen einbringen. Dieses ermöglicht eine bessere Winterresistenz, da die Versprödung von Asphaltbelägen bei Tieftemperaturen vermindert wird. Höhere Bindemittelanteile bedeuten höhere Haltbarkeit, weil geringere Abriebwerte, aufgrund der besseren Verklebung der Mineralanteile, entstehen. Eine «Ausmagerung», die häufigste Verschleisserscheinung tritt nicht mehr auf. Die Strassenoberfläche bleibt in sich geschlossen und bietet den Streusalzen kaum noch eine Angriffsmöglichkeit.

Ein höherer Hohlraumgehalt bringt für die Sommerbeanspruchung von Strassenbelägen entscheidende Vorteile, wenn bei Erwärmungen Plastifizierungen eintreten. Bindemittelanteile, die durch innere Hohlräume aufgenommen werden können, treten zusammen mit mineralischen Feinanteilen nicht mehr an die Oberflächen. Fleckenbildungen sind nicht mehr die Folge, weil gleichzeitig die gröberen Splittanteile nicht mehr nach unten gedrückt werden. Die beschriebene Asphaltzusammensetzung bietet eine ausreichende Anzahl von Hohlräumen, wodurch bei Erwärmung und Ausdehnung austretende Bindemittelanteile innerhalb des Gefüges Stellen finden, an denen sie sich ansammeln können, ohne Schäden auf den Strassen zu verursachen.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert und beschrieben:

Versuchsdurchführung (prozentuale Konzentrationsangaben sind gewichtsmässig)

Für alle Versuche dienen als Grundlagen für die Herstellung von Asphaltbelägen Mineralmassen dergleichen Zusammensetzung:

Kalkfüller 7%

Natursand (Rundsand) 9%

Gabbro-Edelbrechsand 27%

Gabbro-Edelsplitt 2/5 27%

Gabbro-Edelsplitt 5/8 30%

100% = 5 kg

Die Gewinnungsstätte für das verwendete Gabbro-Gesteinsmaterial befindet sich in Gross-Bieberau bei Darmstadt.

Zu der obigen Mineralmasse kommt jeweils als Bindemittel Bitumen B 80. Die Typenbezeichnung B 80 gibt den Pénétrations- bzw. Eindringwert in Vio mm an (DIN 1995). Die Zugaben synthetischer Kieselsäure erfolgen in Gew.-% auf die Mineralmassen bezogen.

Folgende Arbeitsgänge wurden durchgeführt:

1. Erwärmen der einzelnen Komponenten für die Mineralmasse einschliesslich der Kieselsäuren und des Bindemittels im Trockenschrank auf 180 °C.

2. Splitte und Sande werden in ein heizbares Mischgerät (Zwangsmischer) gegeben und gemischt.

3. Bindemittel werden zugegeben und eingemischt.

4. Füller (Gesteinsmehl) und Kieselsäure werden zugegeben und homogen vermischt (Mischzeit 2-3 Min).

Von jeder Mischung werden in heissem Zustand (140 °C) 3 Marshallkörper (mit zylindrischer Form, Durchmesser =100 mm, Höhe = 60-65 mm [nach DIN 1996 (Blatt 4 und 11)])

durch 50 Schläge von jeder Seite mit dem Marshallverdich-tungsgerät geformt. Diese Normkörper werden zur Feststellung des Raumgewichtes nach DIN 1996 (Blatt 4 und 11), der Marshallstabilität (kp/cm2) nach DIN 1996 (Blatt 4 und 11) und des Fliesswertes ('/io mm) nach DIN 1996 (Blatt 4 und 11) benutzt. Von jeder Mischung erfolgen bei konstanter Temperatur die Bestimmung der Rohdichte nach DIN 1996 (Blatt 7). Der innere Hohlraumgehalt errechnet sich nach festgelegter Vorschrift und Formel aus den einzelnen Bestimmungen. Die Formel für die Errechnung des Hohlraumes Hbit lautet wie folgt (Tabellen und Übersichten zur Anwendung von Shell-Bitumen Januar 1973):

( ^R, bit " $A'blt V- ~)

«bit =10°( ; LVol-3

x 3 ». bit '

Zur Kontrolle: M + B + Hbit = 100[Vol.%]

Darin bedeuten: Qj^bit = Rohdichte der Asphaltmischung, bestimmt nach der folgenden Formel:

ßR.bit = 100/Bg • Mg [g/cm3], wobei

Bg = Bindemittelgehalt in Gewichtsprozent (DIN 1996,

Blatt 6)

Mg = (100 - Bg) = Mineralgehalt in Gew.-%.

6a,bit = Raumdichte des Untersuchungsstückes (DIN 1996, Blatt 7, Abschnitt 4).

Als Kieselsäure kommen die folgenden Kieselsäurem zum Einsatz : FK 320, FK 320 DS, «Sipernat» 22, «Sipernat» 22 S, «Aerosil» 200.

Sie weisen die folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten auf:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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6

Gefällte Kieselsäure, FK 300

Aussehen

Röntgenstruktur

Oberfläche

Mittlere Grösse der

Primärteilchen

Spez. Gewicht

Reinheitsgrad

Trocknungsverlust1

Glühverlust2-3

pH-Wert4

Löslichkeit

Charakteristik

Stampfdichte5

Siebrückstand nach Mocker

(DIN 53 580)

lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18 Nanometer

2,05 g/ml SÌO26 98%

NazO61%

AI2O36 0,2%

SO36 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure 200 g/1 0,2%

(2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (DIN 53 200)2 6,3

SÌO2 (DIN 55 921)3-4 98%

AI2O3 0,2%

5 FezOs 0,03%

NazO 1%

SO3 0,8%

Siebrückstand nach Mocker 0,5%

(DIN 53 580)

10 Ölzahl (nach DIN 53 199) 230 g/100 g

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrockneter Substanz

2 in Wasser: Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz 15 4 enthält ca 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff .

«Sipernat» 22 S, gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure

1 DIN 53 198, Verf. A

2 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz DIN 55 921

3 DIN 52 911

4 DIN 53 200

5 DIN 53 194

6 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

FK 320 DS, gefällte Kieselsäure

Aussehen Röntgenstruktur Oberfläche Mittlere Grösse der Primärteilchen Spez. Gewicht Reinheitsgrad

Trocknungsverlust1

Glühverlust2-3

pH-Wert4

Löslichkeit

Charakteristik lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18 Nanometer

2,05

SÌO26 98%

Na2061%

AI2O6 0,2%

SO26 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure mit hoher

Oberfläche nach BET 20 Mittlere Grösse der Primärteilchen Mittlere Grösse der Sekundärteilchen Stampfdichte (DIN 53 194) 25 Trocknungsverlust (DIN 55 921) (2 h bei 105 °C) Glühverlust (DIN 55 921) (2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (DIN 53 200)2 30 SÌO2 (DIN 55 921)3-4 AI2O3 Fe203 NaiO SO3

35 Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580)

Ölzahl (nach DIN 53 199)

190 m2/g 18 Nanometer

5 Mikrometer

100 g/1 6%

5%

6,3 98%

0,2%

0,03%

1%

0,8%

0,2%

240g/100g

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz 40 2 in Wasser: Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

4 enthält ca. 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff

«Aerosil» 200, pyrogen hergestellte Kieselsäure

45

Mahlfeinheit

Primärteilchengrösse

12 Nanometer

Stampfdichte

70 g/1

SÌO2*

> 99,8%

Siebrückstand nach Mocker

0%

Mol-Gewicht

60,09

DIN 53 580

Oberfläche nach BET

200 ± 25 m2/g

so Trocknungsverlust (nach DIN

< 1,5%

1 DIN 53 198, Verf. A

53 198) (2 h bei 105 °C)

2 bezogen auf die 2 h lang bei

105 °C getrocknete Substanz

Glühverlust (nach DIN 62 911)

< 1%

3 DIN 52 911

(2 h bei 1000 °C)

4 DIN 53 200

pH-Wert (nach DIN 53 200) (in

3,6-4,3

5 DIN 53 194

55 4%iger wässriger Dispersion)

6 bezogen auf die bei 1000 °C geglühte Substanz

Grit (nach Mocker, DIN 53

< 0,05%

580)

«Sipernat» 22, gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure

HCl

< 0,025%

AI2O3

< 0,05%

Oberfläche nach BET

190 m2/g

60 TÌO2

< 0,03%

Mittlere Grösse der

18 Nanometer

Fe203

< 0,003%

Primärteilchen

NazO

< 0,0009%

Mittlere Grösse der

80 Mikrometer

P

< 0,0002%

Sekundärteilchen

Ni

< 0,0002%

Stampfdichte (DIN 53 194)

220 g/1

65 Cr

< 0,0002%

Trocknungsverlust (DIN 55

6%

Cu

< 0,00003%

921) (2 h bei 105 °C)

Pb

< 0,00002%

Glühverlust1 (DIN 55 921)

5%

S

< 0,0004%

7

638 258

B2O3 < 0,003%

* bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

Die Ergebnisse der einzelnen Versuche sind in der Tabelle 1 zusammengestellt :

Tabelle 1

Bezeichnung

Rohdichte

Prüfkörper

Asphalt

Mittelwerte aus 5 Körpern

masse

Marshall

Fliesswert Hohlraum

wert

[g/cm3]

[kp/cm2]

['/io mm]

[VoL-%]

Asphaltbeton,

2,508

870

39

2,6-

6,1%, B 80/

ohne Zusatz

Asphaltbeton,

2,492

860

38

3,4 (+

6,1%B 80 + 1,0%

30,7%)

FK 320

Asphaltbeton,

2,494

915

35

4,1

6,1% B 80+ 1,0%

(+ 57,7%)

FK 320 DS

Asphaltbeton,

2,497

890

29

6,1

6,1%B80+ 1,0%

(+ 135%)

SIP. 22

Asphaltbeton,

2,498

880

35

4,3

6,1% B 80+ 0,5%

(+ 65,3%)

SIP. 22

Asphaltbeton,

2,464

810

39

3,1

7,0% B 80+ 1,0%

SIP. 22

Asphaltbeton,

2,491

960

38

3,6

Bezeichnung

Rohdichte

Prüfkörper

Asphalt

Mittelwerte aus 5 Körpern

masse

Marshall- Fliesswert Hohlraum

wert

[g/cm3]

[kp/cm2] ['/io mm]

[Vol.-%]

6,1% B 80 + 1,0%

(+ 38,5%)

SIP. 22S

Asphaltbeton,

2,466

710 48

2,5

7,0% B 80+ 1,0%

SIP. 22 S

Asphaltbeton,

2,493

990 37

7,3

6,1%B 80 + 1,0%

(+ 180%)

AE. 200

Asphaltbeton,

2,503

830 41

3,4

6,1% B 80+ 0,3%

(+ 30,7%)

AE 200

SIP = «Sipernat» 2° AE = «Aerosil»

Ein Asphaltbeton mit einem Bitumenanteil von 7 Gew.-% bei dieser Zusammensetzung der Mineralmasse weist ohne 25 Zusatz von Kieselsäure keine ausreichende Stabilität und keinen ausreichenden Hohlraumgehalt auf.

Vergleicht man die tabellarischen Ergebnisse untereinander, so stellt man bei allen Kieselsäurezugaben eine Steigerung der Hohlraumgehalte fest. Die Marshallwerte erfahren eben-30 falls einen Anstieg. Damit ist der Beweis erbracht, dass synthetische Kieselsäuren in der Lage sind, Bindemittel aufzunehmen und zur Verbesserung des Hohlraumgehaltes und der Stabilität beizutragen.

g

Claims

638 258

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines mineralischen Asphaltbelages für den Strassen- und Wegebau, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung für einen mineralischen Asphaltbelag herstellt, in diese Mischung 0,1 bis 10 Gew.-% Kieselsäure 5 homogen einmischt und die so erhaltene Mischung zum mineralischen Asphaltbelag für den Strassen- und Wegebau weiterverarbeitet.
2. Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kieselsäure eine gefällte Kieselsäure ein- io setzt.
3. Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kieselsäure eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure einsetzt.
4. Verfahren gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekenn- is zeichnet, dass man als Kieselsäure eine pyrogen hergestellte Kieselsäure einsetzt.
5. Verfahren gemäss dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine gefällte Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzt : 20

Stampf dichte 70 g/1

Siebrückstand nach Mocker 0%

(DIN 53 580)

'DIN 53 198, Verf. A

2 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz

3 DIN 52 911

4 DIN 53 200

5 DIN 53 194

6 bezogen auf die bei 1000 °C geglühte Substanz
7. Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzt:

Aussehen

Röntgenstruktur

Oberfläche

Mittlere Grösse der

Primärteilchen

Spez. Gewicht

Reinheitsgrad

Trocknungsverlust1

Glühverlust2,3

pH-Wert4

Löslichkeit

Charakteristik

Stampfdichte5

Siebrückstand nach Mocker

(DIN 53 580)

lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18Nanometer

25

2,05 g/ml SÌO26 98%

NasO61%

AI2O36 0,2% 30

SO36 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser 35 gefällte Kieselsäure 200 g/1 0,2%

Oberfläche nach BET Mittlere Grösse der Primärteilchen Mittlere Grösse der Sekundärteilchen Stampf dichte (DIN 53 194) Trocknungsverlust (DIN 55 921)

(2 h bei 105 °C)

Glühverlust1 (DIN 55 921)

(2 h bei 1000 °C)2

pH-Wert (DIN 53 200)

SÌO2 (DIN 55 921)3'4

AI2O3

Fe203

NaiO

SO3

Siebrückstand nach Mocker

(DIN 53 580)

Ölzahl (nach DIN 53 199)

190 m2/g 18Nanometer

80 Mikrometer

220 g/1 6%

5%

6,3 98%

0,2% 0,03%

1%

0,8% 0,5%

230g/100g

40

1 DIN 53 198, Verf. A

2 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz DIN 55921

3 DIN 52911

4 DIN 53 200

5 DIN 53 194

6 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz
6. Verfahren gemäss dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine gefällte Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzt:

45

50

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrockneter Substanz

2 in Wasser : Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

4 enthält ca. 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff
8. Verfahren gemäss dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzt:

Aussehen

Röntgenstruktur

Oberfläche

Mittlere Grösse der

Primärteilchen

Spez. Gewicht

Reinheitsgrad

Trocknungsverlust1

Glühverlust2-3

pH-Wert4

Löslichkeit

Charakteristik lockeres, weisses Pulver amorph

170 m2/g (nach BET) 18Nanometer

2,05

SÌO26 98%

Nä2061%

AI2O36 0,2%

SO26 0,8%

6%

5%

6,3

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure mit hoher Mahlfeinheit

55

60

65

Oberfläche nach BET Mittlere Grösse der Primärteilchen Mittlere Grösse der Sekundärteilchen Stampfdichte (DIN 53 194) Trocknungsverlust (DIN 55 921)

(2 h bei 105 °C)

Glühverlust (DIN 55 921)

(2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (DIN 53 200)2

SÌO2 (DIN 55 921)3'4

AI2O3

Fe203

Na20

SO3

Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580)

Ölzahl (nach DIN 53 199)

190 m2/g 18Nanometer

5 Mikrometer

100 g/1 6%

5%

6,3 98%

0,2% 0,03%

1%

0,8% 0,2%

240 g/100 g

1 bezogen auf die 2 h lang bei 105 °C getrocknete Substanz

3

638 258

2 in Wasser: Aceton oder Methanol 1:1

3 bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

4 enthält ca. 2% chemisch gebundenen Kohlenstoff
9. Verfahren gemäss dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine pyrogen hergestellte Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzt :

Primärteilchengrösse SÌO2*

Mol-Gewicht Oberfläche nach BET Trocknungs verlust (nach DIN 53 198)

(2 h bei 105 °C)

Glüh verlust (nach DIN 62 911)

(2 h bei 1000 °C)

pH-Wert (nach DIN 53 200) (in

4%iger wässriger Dispersion)

Grit (nach Mocker, DIN 53

580)

HCl

AI2O3

TÌO2

Fe2Û3

Na20

P

Ni

Cr

Cu

Pb

S

B2O3

12Nanometer > 99,8%

60,09

200 ± 25 m2/g < 1,5%

< 1% 3,6-4,3

< 0,05%

< 0,025%

< 0,05%

< 0,03%

< 0,003%

< 0,0009%

< 0,0002%

< 0,0002%

< 0,0002%

< 0,00003%

< 0,00002%

< 0,0004%

< 0,003%

' bezogen auf die 2 h lang bei 1000 °C geglühte Substanz

Die Entwicklung des Strassenverkehrs in den letzten beiden Jahrzehnten brachte bedeutende Veränderungen. Ein ständig steigendes Personenwagenaufkommen fiel zusammen mit einem wachsenden Schwerlastverkehr. Der Schwerlastverkehr wurde noch gefördert durch den Trend «Weg von der Schiene», so dass der Lastentransport auf dem Strassenwege besonders hohe Zuwachsraten zu verzeichnen hatte. Ein Ende dieser Entwicklung ist noch nicht abzusehen, zumal der Fahrzeugbau immer grössere Transportfahrzeuge präsentiert. Die starke Beanspruchung der Strassen führt oft zu starken Verschleiss-erscheinungen in sehr kurzen Zeitabständen. Die dadurch notwendigen Reparaturen und Ausbauten verschlingen jährlich hohe Geldbeträge.

Als Folge der hohen Belastung oder nicht ausreichender Stabilität sind Verdrückungen und Spurrillen in dem Strassen-belag zu beobachten. Im Sommer erwärmen sich die Strassen-oberflächen auf beachtliche Temperaturen. Aufgrund seiner thermoplastischen Eigenschaften wird das Bindemittel gefügig und dehnt sich aus. Fehlen nun dem Asphaltbelag die sogenannten inneren Hohlräume, so tritt das Bitumen oder die Teermasse mit einem Teil der mineralischen Feinanteile an die Oberfläche. Der Aufbau des Asphaltbelages verändert sich,

weil gleichzeitig die Splittanteile durch die Belastung nach unten gedrückt werden. Auf der Oberfläche des Asphaltbelages •. erscheinen ständig wachsende Flecken. Man spricht dann von dem sogenannten «Ausschwitzen». Spurrillen zeichnen sich ab und Verdrückungen, besonders in Kurven, treten auf. Beide , Erscheinungen sind Gefahrenquellen, welche problematisch bei auftretender Nässe (Aquaplaning) sein können. Im Winter verspröden die Asphalte, wobei die «mageren» Asphalte, welche aufgrund ihrer Mineraleigenschaften keine hohen Bindemittelmengen aufnehmen konnten, gefährdet sind. Die Käl-5 teversprödung führt zum Loslösen von Splittpartikeln. Oberflächenschäden und zu schneller Abrieb sind die Folge. In solchen Fällen spricht man vom «Ausmagern» des Asphaltbelages. Diese Oberflächen bieten Streusalzen gute Angriffsstellen, so dass eine Erneuerung der Strassenoberschicht, häufig noch der 10 Binderlage, erforderlich wird.

Seit geraumer Zeit sind Bestrebungen im Gange, diese kostspieligen Investitionen länger ausnutzen zu können. Das Verbot der Spikesreifen ist unter diesen Gesichtspunkten zu verstehen. Die Entwicklung hochwertiger und besonders haltbarer 15 Strassenbeläge stellt die umfangreichere und wichtigere Alternative dar.

Mit durch Zusatzstoffen verbesserten Strassenbaustoffen kann man den Verschleiss verzögern und die Belastbarkeit erhöhen. Bekannte Zusatzstoffe sind besonders Asbestfasern 20 und Asbestmehle, Kunststoff granulate und flüssige Kunststoffkomponenten sowie pulverisierte Abfallstoffe, wie z.B. «Rotfüller», aus der Aluminiumgewinnung. Die Asbeststoffe liefern teilweise recht brauchbare Ergebnisse. In Zukunft wird man jedoch auf sie verzichten müssen, weil diese Zusatzstoffe 25 gesundheitsschädlich sein sollen. Kunststoffprodukte genügten nicht immer den Anforderungen oder mussten in zu grossen Anteilen zugeführt werden, so dass die Wirtschaftlichkeit entfiel.

Bei den Mischvorgängen der Asphaltbelagmaterialien 30 selbst Hessen auch oft der erforderlichen Temperaturen wegen einen Einsatz gewisser Stoffe nicht zu.