DD208164A1

DD208164A1 - Bitumen mit verbesserten rheologischen eigenschaften

Info

Publication number: DD208164A1
Application number: DD23565581A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Spur; Heinz Heerwig
Original assignee: Grotewohl Boehlen Veb
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1984-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften, die sich besonders durch hohe Waermestandfestigkeit bei gleichzeitig gutem Formaenderungsvermoegen auszeichnen. Diese Qualitaetsverbesserung wird durch Zumischung von 5 bis 50 Ma.-%, vorzugsweise 8 bis 20 Ma.-%, Montanwachsen zu Bitumen und/oder -destillationsrueckstaenden erreicht. Solche Bitumen koennen als Bindemittel sowohl im Strassen- und Wegebau als auch im Bautenschutz verwendet werden.

Description

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Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften, die sich besonders durch hohe Wärmestandsfestigkeit bei gleichzeitig gutem Formänderungsvermögen auszeichnen.

Diese Bitumen können als Bindemittel sowohl im Straßen- und Wegebau als auch im Bautenschutz, insbesondere für spezielle Baumaßnahmen und zur Herstellung von Bautenschutzstoffen, verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die aus Erdölen und Erdölrückständen nach verschiedenen Herstellungsverfahren erhaltenen Bitumen haben in Abhängigkeit von der Provenienz der Erdöle und der angewandten Verfahren unterschiedliche Eigenschaften. Diese sind je nach Verwendungszweck des bituminösen Bindemittels an bestimmte Normen gebunden. Da sich nicht alle Erdöle gleichermaßen gut für die Herstellung von Bitumen eignen, werden oft verschiedene Herstellungsverfahren kombiniert, Bitumen unterschiedlicher Qualität gemischt oder Stoffe, die die Eigenschaften gezielt beeinflussen, zugesetzt.

HDEl 1931

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Bekannt sind Distillations- und Blasverfahren, das Anblasen von Destillationsbitumen bzw, -rückständen, das Mischen von verschiedenen Bitumensorten sowie der Zusatz von Haftverbesserern, Polymeren und ähnlichen Produkten. Dadurch erhält man Bitumen, die entweder den Forderungen festgelegter Normen gerecht werden oder bei Spezialanwendungen zusätzliche Qualitätsparameter erfüllen.

Wellen- und Spurrillenbildung in bituminösen Straßenbelägen erfordern, das Formänderungsvermögen von bituminösen Straßenbaubindemitteln zu verbessern. Obwohl durch eine entsprechende Bauweise Einfluß auf die Stabilität des Straßenbelages genommen werden kann, kommt diesbezüglich den rheologischen Eigenschaften des Bitumens eine entscheidende Bedeutung zu.

Diese Eigenschaften werden im wesentlichen durch Erweichungspunkt, Penetration, Brechpunkt, Duktilität und Viskosität charakterisiert. Der Verbesserung ihrer viskoelastischen Eigenschaften insgesamt sind oft Grenzen gesetzt.

Durch Blasen oder Anblasen von Destillationsrückständen sind Korrekturen der Erweichungspunkt-Penetration-Beziehungen möglich, die Verbesserung der elastischen Eigenschaften kann aber nur auf Kosten insbesondere der Duktilität erreicht werden. Eine Erhöhung der Wärmestandsfestigkeit bedingt fast ausnahmslos eine Verschlechterung des Kälteverhaltens und eine Erhöhung der Viskosität und macht eine Erhöhung der Verarbeitungstemperatur erforderlich.

Qiese Veredlungsverfahren sind deshalb nur bedingt für die Herstellung von Bitumen, die innerhalb eines großen Temperaturbereiches hohen Ansprüchen bezüglich des Formänderungsvermögens gerecht werden sollen, geeignet.

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In solchen Fällen werden deshalb bevorzugt organische Polymere, insbesondere synthetische Kautschukpolymere, den Straßenbaubindemitteln zugesetzt.

Die höhere Standfestigkeit gegenüber bleibenden Verformungen und das noch ausreichende Verhalten bei niedrigen Temperaturen wird andererseits durch erhöhte Verarbeitungstemperaturen und insbesondere dadurch, daß diese kunststoffvergüteten Bitumen ihren Selbstheilungsprozeß weitgehend einbüßen, negativ beeinflußt.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, Bitumen für den Straßenbau und den Bautenschutz mit verbesserten Theologischen Eigenschaften herzustellen, ohne daß sie die vorgenannten Nachteile aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Theologischen Eigenschaften von nach den verschiedensten Verfahren gewonnenen Erdölbitumen bzw. -destillationsrückständen sowie Mischungen derselben durch Zusatz von Braunkohlenprodukten zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus 50 bis 95 Ma.-%, vorzugsweise 80 bis 92 Ma.-%, eines geeigneten Bitumens und 5 bis 50 Ma.-%, vorzugsweise 8 bis 20 Ma.-%, aus Braunkohle gewonnenem Rohmontanwachs eine Mischung hergestellt und diese als Bindemittel für den Straßenbau und den Bautenschutz eingesetzt wird.

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Als Ronmontanwachs wird vorzugsweise der aus bituminösen Rohbraunkohlen durch Extraktion gewonnene Rückstand eingesetzt .

Die erfindungsgemäßen Bitumen-Rohmontanwachs-Mischungen zeigen außer einer guten Haftung außergewöhnliches rheologisches Verhalten und eignen sich besonders für Spezialanwendungen im Straßenbau und im Wegebau. Diese besonderen rheologischen Eigenschaften sind durch eine Verbesserung der Elastizität, also durch eine Vergrößerung des elastischen Anteils dieser viskoelastischen Stoffe gekennzeichnet.

Sie besitzen einen hohen Erweichungspunkt und zeichnen sich gegenüber reinem Straßenbaubitumen mit etwa gleichem Erweichungspunkt durch einen niedrigeren Brechpunkt und eine bedeutend größere Duktilität aus. Die Penetration ist, bezogen auf den Erweichungspunkt, sogar noch größer als bei Blasbitumen.

Hohe Wärmestandsfestigkeit, eine große Plastizitätsspanne sowie ein gutes Formänderungsvermögen auch bei niedrigeren Temperaturen charakterisieren diese erfindungsgemäßen Bindemittel. Dadurch werden bei Anwendung im Straßenbau bei erhöhten Temperaturen eine hohe Festigkeit der Beläge und bei niedrigen Temperaturen noch eine sehr gute Flexibilität erreicht. Der Selbstheilungsprozeß von Straßenbelägen ist damit auch bei relativ niedrigen Temperaturen möglich.

Die erfindungsgemäßeh Bitumen gewährleisten mithin die Herstellung bituminöser Beläge, die sich insbesondere unter e,xtremen Temperaturbedingungen auszeichnen. Das sehr gute Haftvermögen ergänzt diese vorteilhaften Eigenschafteri.-^J

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Die besondere Eigenschaft des Rohmontanwachses, schon wenige Grade über dem Schmelzpunkt relativ dünnflüssig zu sein, wird zum Teil auf die erfindungsgemäßen Bitumen übertragen, indem gegenüber dem Ausgangsbitumen eine niedrigere Viskosität bei gleicher Temperatur und demzufolge eine niedrigere Verarbeitungstemperatur erreicht wird, was eine wesentliche Energieeinsparung bei der Verarbeitung, insbesondere bei der Herstellung von Heißmischgut,zur Folge hat.

Diesen, in ihrem Theologischen Verhalten verbesserten Bitumen, können auch andere spezifische Eigenschaften hervorrufende Stoffe zugesetzt werden. Des weiteren sind sie für die Herstellung anderer bituminöser Straßenbaubindemittel geeignet.

Wärmestandsfestigkeit und Kältebeständigkeit machen diese Mischbitumen auch zu hochwertigen Bautenschutzstoffen, so zum Beispiel zu flexiblen Klebstoffen, Isolierstoffen und Vergußstoffen.

Ausführungsbeispiele

Anhand folgender Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden:

Beispiel 1

88 Ma.-% eines Erdöldestillationsrückstandes mit einem Erweichungspunkt von 38,5 ⁰C und einer Penetration von 174 . 10 mm wurden jnit 12 Ma.-% Rohmontanwachs bei 130 ⁰C gemischt. Hieraus resultierte ein Bitumen mit folgenden Eigenschaften:

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⁰C	70,5
10 mm	89
cm	23
⁰C	- 17
Oberflächen-%	100/95
Oberflächen-%	100

Erweichungspunkt (Ring und Kugel)

Penetration Duktilität Brechpunkt Haftkennwerte:

Kaltwasserlägerung Heißwasserlägerung

Weiterhin zeichnet sich dieses Bitumen durch eine hohe Elastizität und eine niedrigere Viskosität bei erhöhter Temperatur aus. Es kann bevorzugt zur Herstellung hochbelasteter bituminöser Straßenbeläge und spezieller Kleb-, Anstrich- und Fugenvergußstoffe Anwendung finden.

Beispiel 2

86 Ma.-% Straßenbaubitumen B 130 mit einem Erweichungspunkt von 47,5 ⁰C und einer Penetration von 138 . 10 mm wurden mit 14 Ka.-% Rohmontanwachs gemischt. Es entstand ein Bitumen mit folgenden Eigenschaften:

Erweichungspunkt	⁰C	78
(Ring und Kugel)
Penetration	10 mm	80
Duktilität	cm	28
Brechpunkt	⁰C	- 11

Auch dieses Bitumen ist hochelastisch und kann wie das in Beispiel 1 genannte eingesetzt werden.

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Beispiel 3

70 Ma.-% der nach Beispiel 1 hergestellten Bitumenkomponente werden mit 30 Ma.-% Testbenzin zu Dach- und Abdichtungsanstrichstoff vermischt. Dieser Anstrichstoff zeichnet sich durch ein hohes Benetzungsvermögen und eine sehr gute Alterungsbeständigkeit aus.

Beispiel 4

85 Ma.-% weicher Erdölrückstand wurden mit 15 Ma.-% Rohmontanwachs vermischt. Danach wurden in dieses Bindemittel bei 120 bis 150 ⁰C 30 Ma.-% mineralischer Füllstoff eingemischt. Der erhaltene Vergußstoff ist durch einen hohen Erweichungspunkt und gleichzeitig durch eine hohe Flexibilität bei niedrigen Temperaturen charakterisiert.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus 50 bis 95 Ma.-% Erdölbitumen sowie -destillationsrückständen oder Mischungen derselben und 5 bis 50 Ma.-% Rohmontanwachs bestehen.
2. Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß vorzugsweise 8 bis 20 Ma.-% eines durch Lösungsmittelextraktion aus geeigneten Braunkohlen erhaltenen Rohmontanwachses verwendet werden.
3. Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Straßenbaubindemittel eingesetzt werden.
4. Bitumen mit verbesserten rheologischen Eigenschaften nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Bindemittel für bituminöse Bautenschutzstoffe wie Kleb-, Verguß-, Spachtel- oder Anstrichstoffe eingesetzt wer-

• den.