DE10134765A1 - Bitumen emulsion, used in cold construction mixing processes, contains hydrophobic constituents enclosed by a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous medium and other constituents - Google Patents

Bitumen emulsion, used in cold construction mixing processes, contains hydrophobic constituents enclosed by a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous medium and other constituents

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Abstract

A bitumen emulsion used in cold construction mixing processes contains hydrophobic constituents enclosed by a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous medium and other constituents. The composition is selected so that the emulsion additionally contains a hydraulic binding agent. The mode of action of the binding agent sets in in stages when the emulsion dissociates. Bitumen emulsion used in cold construction mixing processes contains hydrophobic constituents enclosed by a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous medium and other constituents. The composition is selected so that the emulsion additionally contains a hydraulic binding agent. The mode of action of the binding agent sets in in stages when the emulsion dissociates. Dissociation sets in only when the emulsion comes into contact with the material surfaces to be connected and is additionally exposed to mechanical stress.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bitumenemulsion zur Anwendung bei Kaltbauweisen im Mischverfahren, insbesondere als Bindemittel für Baustoffe oder zur Oberflächenbeschichtung. The invention relates to a bitumen emulsion for use in cold construction in Mixing process, especially as a binder for building materials or Surface coating.

Die Bestrebungen, bei baulichen Veränderungen und Reparaturen, Altsubstanzen zu verwerten (Recycling), steigen ständig. Um diese verwenden zu können, müssen ihnen unterschiedliche Bindemittelarten zugesetzt werden. Da diese aber bezüglich ihrer Wirksamkeit von ihrem pH-Wert geprägt sind, ist es erstrebenswert, eine Bindemittelkombination mit möglichst gleichen Wirkanteilen hydraulischer und bituminöser Bindemittel verwenden zu können. The endeavors in the case of structural changes and repairs, old substances to utilize (recycling) are constantly increasing. To be able to use them, you have to different types of binders are added to them. But because of this their effectiveness is shaped by their pH value, it is desirable to have a Binder combination with the same possible active components hydraulic and to be able to use bituminous binders.

Neben dem diesbezüglichen Aufwand sind auch kostentreibende, getrennte Zwischenlagerungen der Altstoffe sowie gezielt anwendungstechnisch orientierte Bindemittellagerungen zu erfüllen. In addition to the effort involved, there are also costly, separate ones Interim storage of the existing substances as well as targeted application technology To fulfill binder storage.

Derartige Probleme sind zu bewältigen, wenn bei Abdichtungsaufgaben Kaltvergußmassen Anwendung finden oder im Straßenbau Kaltrecycling notwendig ist. In diesen Fällen kommt erschwerend hinzu, dass der Altasphalt kontaminiert sein kann z. B. mit karzinogenem Material wie Teer. Such problems have to be overcome when performing sealing tasks Cold casting compounds are used or cold recycling is necessary in road construction is. In these cases, it is aggravated that the old asphalt contaminates can be z. B. with carcinogenic material such as tar.

Die vorbeschriebenen Anwendungsbereiche von Bindemitteln sind Zielbereiche für die Bitumenindustrie. So gibt es dort Entwicklungen, die einer pH-Wert orientierten Vorklärung - und der den Baufortschritt begleitenden Überprüfung - nicht bedürfen. Bei Verwendung von Heißbitumen sucht man den entsprechenden Weg im Einsatz von Schaumbitumen und bei Kaltbauweisen in der Kombination von Zement mit Bitumenemulsion. Bei diesen Verfahren bestehen jedoch Anwendungsschwierigkeiten wie insbesondere begrenzte Lagerfähigkeit des Bindemittels oder Verdichtungsfähigkeit des Asphaltes. The above-described areas of application of binders are target areas for the bitumen industry. So there are developments that are oriented towards a pH value Preliminary clarification - and the inspection accompanying the construction progress - do not need. When using hot bitumen, you are looking for the appropriate route in use of foamed bitumen and in the case of cold construction methods in the combination of cement with Bitumen emulsion. However, these procedures exist Difficulties in use such as limited shelf life of the Binder or compactibility of the asphalt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bitumenemulsion zu schaffen, die die Eigenschaften von hydraulischen und bituminösen Bindemitteln vereint und dabei eine hohe Lagerstabilität aufweist. The invention has for its object to provide a bitumen emulsion that combines the properties of hydraulic and bituminous binders and has a high storage stability.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass sie hydrophobierte Bestandteile enthält, die von einer kolloidalen Dispersion eines Bitumens in wässrigem Medium umhüllt sind und dass sie weitere Bestandteile enthält, wobei die Zusammensetzung so gewählt ist, dass neben einem bituminösen Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel vorliegt, wobei die Wirkungsweise der Bindemittel stufenförmig einsetzt, wenn die Emulsion zerfällt, und der Zerfall erst einsetzt, wenn sie in Kontakt mit den zu verbindenden Materialoberflächen kommt und zusätzlich einer mechanischen Belastung ausgesetzt wird. According to the invention, this object is achieved in that it hydrophobizes Contains ingredients resulting from a colloidal dispersion of a bitumen in are encased aqueous medium and that it contains other components, wherein the composition is chosen so that in addition to a bituminous binder a hydraulic binder is present, the mode of action of the binder starts in stages when the emulsion disintegrates and the disintegration only begins, when it comes into contact with the material surfaces to be connected and is also exposed to mechanical stress.

Die Erfindung zielt zum einen darauf ab, den Einsatz als Dichtmaterial für Fugen oder Risse in Bauteilen und zum anderen als Mörtelbestandteil für bituminöse Kaltbauweise Verwendung zu finden. Es kann eine hohe Lagerstabilität der gefüllten Emulsion erreicht werden, die erst durch Berührung mit Gesteinsmaterialien beendet wird. Die Charakteristik des Verdichtungsverhaltens ist dabei derart, dass sich zunächst die quasielastische Bindung des bituminösen Anteils aufbaut und erst bei hohem Druck und entsprechender Vorverdichtung schlagartig die quasistarre Bindung durch den hydraulischen Anteil eintritt. The invention aims, on the one hand, to be used as a sealing material for joints or cracks in components and secondly as a mortar component for bituminous Cold construction to find use. There can be a high storage stability of the filled Emulsion can be achieved only by contact with rock materials is ended. The characteristic of the compression behavior is such that first the quasi-elastic bond of the bituminous part is built up and only at high pressure and corresponding pre-compression, the quasi-rigid suddenly Binding occurs through the hydraulic part.

Betrachtet man beispielsweise eine Bitumenemulsion, die als weiteren Bestandteil Zement enthält, so wird bei einer mechanischen Belastung wie einem Komprimieren und/oder einer Verdichtung zunächst die hydrophobierende Oberflächenschutzschicht zerstört, was im allgemeinen schlagartig erfolgt, und dann setzt bei Berührung der Zementpartikel mit Wasser die chemische Reaktion des Zements ein. For example, consider a bitumen emulsion that is a further ingredient Cement contains, so with a mechanical load such as compression and / or a compression first the hydrophobizing Surface protective layer is destroyed, which is generally done suddenly, and then If the cement particles come into contact with water, the chemical reaction of the Cement.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further refinements result from the subclaims.

Erfindungsgemäß kommen hydrophobierte Bestandteile zum Einsatz. Hierunter werden beispielsweise aber nicht ausschließlich verstanden:
Gesteinmehle: CaCO3, SiO2, feinverteilte Bentonite.
Anorganische Salze: CaO, Na2 CO3, NaCl aus vermahlenem Steinsalz und/oder Siedesalz.
Pulverförmige Materialien: Füller für den Straßenbau, Cellulose Fasern.
Mineralische Baustoffe: Zement. According to the invention, hydrophobized components are used. However, this does not mean, for example, exclusively:
Rock flours: CaCO 3 , SiO 2 , finely divided bentonites.
Inorganic salts: CaO, Na 2 CO 3 , NaCl from ground rock salt and / or evaporated salt.
Powdery materials: fillers for road construction, cellulose fibers.
Mineral building materials: cement.

Zur Vereinfachung werden diese Bestandteile nachfolgend als GSMB Substanzen bezeichnet. For simplification, these components are called GSMB substances below designated.

Die mit den hydrophobierten GMSB Substanzen gefüllte Bitumenemulsion kann als feine kolloidale Dispersion eines Bitumens in einem wässrigen Medium angesehen werden, wobei man je nach Teilchengröße unterscheiden kann zwischen einem molekulardispersen System oder einem grobdispersen System. The bitumen emulsion filled with the hydrophobized GMSB substances can be used as fine colloidal dispersion of a bitumen viewed in an aqueous medium be, whereby one can differentiate between a particle size molecularly disperse system or a coarsely disperse system.

Um diese GMSB Substanzen zu hydrophobieren kann beispielsweise Magnesiumstearat verwendet werden. In einem geeigneten Mischgerät kann aus den GMSB Substanzen mit dem Magnesiumstearat eine pulverförmige, rieselfähige Mischung hergestellt werden. To make these GMSB substances hydrophobic, for example Magnesium stearate can be used. In a suitable mixing device can the GMSB substances with the magnesium stearate a powdery, free-flowing Mixture can be made.

Nachfolgend sollen die zur Erfindung führenden Versuchsergebnisse beschrieben werden:

  • a) Es wurde ein kolloidale Emulsion aus 50 M% Bitumen und 50 M% Wasser, mit Bentonit als anorganischem Emulgator und Ligninsulfonat als Dispergierhilfsmittel hergestellt.
    • 1. CaCO3 wurde auf eine durchschnittliche Mahlfeinheit von 63 µm zerkleinert und mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf CaCO3) hydrophobiert.
    • 2. Zement mit einer durchschnittlichen Mahlfeinheit von 20 µm wurde mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf Zement) hydrophobiert.
    • 3. CaO wurde auf eine durchschnittliche Mahlfeinheit von 30 µm zerkleinert und mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf CaO) hydrophobiert.
    • 4. Im Verhältnis 25 M% zu 75 M% wurde das hydrophobierte CaCO3 mit der Bitumenemulsion gemischt.
    • 5. Im Verhältnis 20 M% zu 80 M% wurde der hydrophobierte CaO mit der Bitumenemulsion gemischt.
    • 6. Im Verhältnis 30 M% zu 70 M% wurde der hydrophobierte Zement mit der Bitumenemulsion gemischt.
  • b) Nach einer Lagerzeit von 12 Wochen wurden die gefüllten Emulsionen verarbeitet und zwar die:
    • - CaCO3- und CaO-Bitumenemulsion als Dichtungsmittel im Fügungsstoß
    • - Zement-Bitumen-Emulsion als Bindemittel zur Wiederverwendung von Asphalt im Kaltverfahren.
The experimental results leading to the invention are described below:
  • a) A colloidal emulsion was prepared from 50 M% bitumen and 50 M% water, with bentonite as an inorganic emulsifier and lignin sulfonate as a dispersing aid.
    • 1. CaCO 3 was ground to an average fineness of 63 microns and made hydrophobic with Mg stearate (4 M% based on CaCO 3 ).
    • 2. Cement with an average grinding fineness of 20 µm was made hydrophobic with Mg stearate (4 M% based on cement).
    • 3. CaO was ground to an average fineness of 30 µm and hydrophobized with Mg stearate (4 M% based on CaO).
    • 4. The ratio of 25 M% to 75 M% of the hydrophobized CaCO 3 was mixed with the bitumen emulsion.
    • 5. The ratio of 20 M% to 80 M% of the hydrophobized CaO was mixed with the bitumen emulsion.
    • 6. The ratio of 30 M% to 70 M% of the hydrophobized cement was mixed with the bitumen emulsion.
  • b) After a storage time of 12 weeks, the filled emulsions were processed, namely the:
    • - CaCO 3 and CaO bitumen emulsion as a sealant in the joint
    • - Cement-bitumen emulsion as a binder for reusing asphalt in the cold process.

Claims (7)

1. Bitumenemulsion zur Anwendung bei Kaltbauweisen im Mischverfahren, insbesondere als Bindemittel für Baustoffe oder zur Oberflächenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie hydrophobierte Bestandteile enthält, die von einer kolloidalen Dispersion eines Bitumens in wässrigem Medium umhüllt sind und dass sie weitere Bestandteile enthält, wobei die Zusammensetzung so gewählt ist, dass neben einem bituminösen Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel vorliegt, wobei die Wirkungsweise der Bindemittel stufenförmig einsetzt, wenn die Emulsion zerfällt, und der Zerfall erst einsetzt, wenn sie in Kontakt mit den zu verbindenden Materialoberflächen kommt und zusätzlich einer mechanischen Belastung ausgesetzt wird. 1. Bitumen emulsion for use in cold construction methods in the mixing process, in particular as a binder for building materials or for surface coating, characterized in that it contains hydrophobized components which are encased by a colloidal dispersion of a bitumen in an aqueous medium and that it contains further components, the composition is selected such that a hydraulic binder is present in addition to a bituminous binder, the mode of action of the binders gradually starting when the emulsion disintegrates, and the disintegration only begins when it comes into contact with the material surfaces to be joined and is additionally subjected to mechanical stress , 2. Bitumenemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weiteres Bindemittel Zement enthält. 2. bitumen emulsion according to claim 1, characterized, that it contains cement as a further binder. 3. Bitumenemulsion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kalksteinmehl (CaCO3) enthält. 3. Bitumen emulsion according to claim 1 and 2, characterized in that it contains limestone flour (CaCO 3 ). 4. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrophobierungsmittel ein Stearat, insbesondere Magnesiumstearat ist. 4. bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized, that the hydrophobizing agent is a stearate, in particular magnesium stearate. 5. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralstoffe in einer Körnung vorliegen, die 60 µm, bevorzugt 70 µm nicht übersteigen. 5. bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized, that the minerals are present in a grain size that is not 60 µm, preferably 70 µm exceed. 6. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Emulgator Bentonit verwendet wird. 6. bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized, that bentonite is used as an emulsifier. 7. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dispergierhilfsmittel Ligninsulfonat verwendet wird. 7. bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized, that lignin sulfonate is used as a dispersing aid.
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