DE10134765B4 - Bitumen emulsion for use in cold construction in the mixing process - Google Patents

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Abstract

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 Materialobertlächen kommt und zusätzlich einer mechanischen Belastung ausgesetzt wird.bitumen emulsion for use in cold construction in the mixing process, in particular as a binder for Building materials or surface coating, thereby characterized in that it contains hydrophobic components which from a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous Medium wrapped and that it contains other ingredients, the composition so chosen is that next to a bituminous Binder is a hydraulic binder, the mode of action the binder stepwise used when the emulsion breaks down, and the disintegration only starts when they get in touch with the Material surfaces comes and additionally is subjected to mechanical stress.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bitumenemulsion zur Anwendung bei Kaltbauweisen im Mischverfahren, insbesondere als Bindemittel für Baustoffe oder zur Oberflächenbeschichtung.The The invention relates to a bitumen emulsion for use in cold construction in the mixing process, in particular as a binder for building materials or for 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 Aspirations, structural changes and repairs, old substances to recycle (recycling), rise constantly. To use these, have to different types of binder are added to them. This one but re their efficacy is characterized by their pH value, it is desirable a binder combination with as much as possible active ingredients hydraulic and bituminous To be able to use binders.

Neben dem diesbezüglichen Aufwand sind auch kostentreibende, getrennte Zwischenlagerungen der Altstoffe sowie gezielt anwendungstechnisch orientierte Bindemittellagerungen zu erfüllen.Next the relevant Costs are also costly, separate intermediate storage of the existing substances as well as targeted application-oriented binder storage to fulfill.

Derartige Probleme sind zu bewältigen, wenn bei Abdichtungsaufgaben Kaftvergußmassen 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 are to be overcome, though for sealing tasks find Kaftvergußmassen application or in road construction Cold recycling is necessary. In these cases, adding to the difficulty that the used asphalt can be contaminated e.g. with carcinogenic Material like 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 The above-described fields of application of binders are target areas for the Bitumen industry. So there are developments that have a pH oriented primary treatment - and the the construction progress accompanying inspection - not require. When using hot bitumen Looking for the appropriate way in the use of foam bitumen and in cold construction in the combination of cement with bitumen emulsion. In these methods, however, there are application difficulties such as in particular limited shelf life the binder or compaction ability 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.Of the Invention has for its object to provide a bitumen emulsion, the properties of hydraulic and bituminous binders united and thereby 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.Is solved this object according to the invention by that it contains hydrophobized components that are derived from a colloidal Dispersion of a bitumen in aqueous Medium wrapped and that it contains other ingredients, the composition so chosen is that next to a bituminous Binder is a hydraulic binder, the mode of action the binder stepwise used when the emulsion breaks down, and the disintegration only starts when they get in touch with the material surfaces comes and in addition is subjected 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 The invention aims, on the one hand, at the use as a sealing material for joints or cracks in components and on the other hand as mortar component for bituminous cold construction To find use. It can reach a high storage stability of the filled emulsion Be the first to touch terminated with rock materials. The characteristic of the compaction behavior is such that initially builds the quasi-elastic bond of the bituminous fraction and only At high pressure and corresponding pre-compression abruptly the quasi-rigid Bonding occurs through the hydraulic portion.

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.considered For example, a bitumen emulsion, as another ingredient Contains cement, so when a mechanical load is like a compressing and / or a compaction first the hydrophobic surface protection layer destroyed, which generally happens abruptly, and then sets in touch the Cement particles with water the chemical reaction of the cement.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß kommen hydrophobierte Bestandteile zum Einsatz. Hierunter werden beispielsweise aber nicht ausschließlich verstanden:
Gesteinmehle: CaCO3 , SiO2 , feinverteilte Bentonite.According to the invention hydrophobized ingredients are used. For example, but not limited to:
Rock meal: CaCO 3 , SiO 2 , finely divided bentonite.

Anorganische Salze: CaO, Na2 CO3 , NaCI aus vermahlenem Steinsalz und/oder Siedesalz.Inorganic salts: CaO, Na 2 CO 3 , NaCl from ground rock salt and / or evaporated salt.

Pulverförmige Materialien: Füller für den Straßenbau, Cellulose Fasern.Powdered materials: ink pen for road construction, Cellulose fibers.

Mineralische Baustoffe: Zement.Mineral Building materials: Cement.

Zur Vereinfachung werden diese Bestandteile nachfolgend als GSMB Substanzen bezeichnet.to Simplification, these components are below as GSMB substances 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 The bituminous emulsion filled with the hydrophobized GMSB substances can be used as fine colloidal dispersion of a bitumen in an aqueous Medium, depending on the particle size can be between a 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.Around For example, magnesium stearate can hydrophobe these GMSB substances be used. In a suitable mixing device can from the GMSB substances made with the magnesium stearate a powdery, free-flowing mixture become.

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.
  • b1) CaCO3 wurde auf eine durchschnittliche Mahlfeinheit von 63 μm zerkleinert und mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf CaCO3) hydrophobiert.
  • b2) Zement mit einer durchschnittlichen Mahlfeinheit von 20 μm wurde mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf Zement) hydrophobiert.
  • b3) CaO wurde auf eine durchschnittliche Mahlfeinheit von 30 μm zerkleinert und mit Mg-Stearat (4 M% bezogen auf CaO) hydrophobiert.
  • c1) Im Verhältnis 25M% zu 75M% wurde das hydrophobierte CaCO3 mit der Bitumenemulsion gemischt.
  • c2) Im Verhältnis 20M% zu 80M% wurde der hydrophobierte CaO mit der Bitumenemulsion gemischt.
  • c3) Im Verhältnis 30M% zu 70M% wurde der hydrophobierte Zement mit der Bitumenemulsion gemischt.
  • d) 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 of 50 M% bitumen and 50 M% water was prepared with bentonite as an inorganic emulsifier and lignosulfonate as a dispersing aid.
  • b1) CaCO 3 was comminuted to an average fineness of 63 μm and rendered hydrophobic with Mg stearate (4 M% based on CaCO 3 ).
  • b2) Cement with an average fineness of 20 μm was rendered hydrophobic with Mg stearate (4 M% based on cement).
  • b3) CaO was comminuted to an average milling fineness of 30 μm and rendered hydrophobic with Mg stearate (4 M% based on CaO).
  • c1) In a ratio of 25M% to 75M%, the hydrophobized CaCO 3 was mixed with the bitumen emulsion.
  • c2) In a ratio of 20% to 80% by weight, the hydrophobized CaO was mixed with the bitumen emulsion.
  • c3) In the ratio 30M% to 70M%, the hydrophobized cement was mixed with the bitumen emulsion.
  • d) After a storage period of 12 weeks, the filled emulsions were processed, namely: - CaCO 3 and CaO bitumen emulsion as joint sealant - Cement bitumen emulsion as .Binder for reuse of asphalt in the cold process.

Claims (7)

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 Materialobertlächen kommt und zusätzlich einer mechanischen Belastung ausgesetzt wird.Bitumen emulsion for use in cold construction in the mixing process, in particular as a binder for building materials or for surface coating, characterized in that it contains hydrophobic ingredients that are enveloped by a colloidal dispersion of a bitumen in aqueous medium and that it contains other ingredients, the composition chosen in that besides a bituminous binder there is a hydraulic binder, the mode of action of the binders starting in stages when the emulsion breaks down, and disintegration only beginning when it comes into contact with the material surfaces to be joined and is additionally subjected to mechanical stress. Bitumenemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weiteres Bindemittel Zement enthält.Bitumen emulsion according to claim 1, characterized in that that it contains cement as another binder. Bitumenemulsion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kalksteinmehl (CaCO3) enthält.Bitumen emulsion according to claims 1 and 2, characterized in that it contains limestone flour (CaCO 3 ). Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrophobierungsmittel ein Stearat, insbesondere Magnesiumstearat ist.Bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized in that the hydrophobizing agent is a stearate, in particular magnesium stearate is. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralstoffe in einer Körnung vorliegen, die 60 μm, bevorzugt 70 μm nicht übersteigen.Bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the minerals are present in a grain size, the 60 microns, preferably Do not exceed 70 μm. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Emulgator Bentonit verwendet wird.Bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized in that bentonite is used as the emulsifier. Bitumenemulsion nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dispergierhilfsmittel Ligninsulfonat verwendet wird.Bitumen emulsion according to one of the preceding claims, characterized in that lignosulphonate is used as the dispersing aid becomes.
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