DE10147451A1

DE10147451A1 - Verfahren zur Medifizierung von Bitumen durch Verwendung thermoplastischer Kunststoffabfälle

Info

Publication number: DE10147451A1
Application number: DE2001147451
Authority: DE
Original assignee: RUB BERLIN GmbH
Current assignee: RUB BERLIN GMBH GESELLSCHAFT FUER RECYCLING UM, DE
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Das Problem DOLLAR A Durch den Einsatz thermoplastischer Polymere können die Eigenschaften von Bitumen gezielt beeinflusst werden. DOLLAR A Durch die Verwendung von Primärmaterial resultieren hohe Materialkosten und zusätzliche technologisch bedingte Kosten bei der Verarbeitung. DOLLAR A Die Lösung des Problems DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Modifizierung von Bitumen durch thermoplastische Kunststoffabfälle. DOLLAR A Die Kunststoffabfälle werden dem zu modifizierenden Bitumen direkt zugegeben und im geschmolzenen Zustand homogenisiert oder alternativ mit weiteren Mischungskomponenten vorgemischt und durch Zudosierung des geschmolzenen Bitumens die Modifizierung bewirkt. DOLLAR A Anwendungsgebiete DOLLAR A Das bevorzugte Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Lösung ist der "Bitumiöse Straßenbau".

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung von Kunststoffabfällen in bituminösen Rezepturen.

Stand des Wissens ist es, Rückstände aus der Erdölraffination speziell Destillationsrückstände, die nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt und behandelt sein können und unter dem Oberbegriff "Bitumen" zusammengefasst werden, mit verschiedenartigsten Polymeren oder deren Gemischen direkt beim Hersteller/Erzeuger zu modifizieren.

Diese standardisierten "Polymermodifizierten Bitumen" werden vorzugsweise im Straßenbau zur Herstellung von Asphalt-Deckschichten bei besonders belastbaren Straßen eingesetzt.

Die Modifizierung des Bitumens führt zu einer deutlichen Erhöhung des Materialpreises bei dem "Polymermodifizierten Bitumen" und zu Kostensteigerungen durch höheren technologischen Aufwand bei der nachfolgenden Verarbeitung.

Diese Kostennachteile und die höheren technologischen Aufwendungen versucht man dadurch zu verhindern bzw. zu reduzieren, dass durch die Zugabe von geeigneten polymeren Additiven direkt an der Mischanlage beim Verarbeiter des Bitumens, z. B. einer Asphaltmischanlage, die gewünschten Eigenschaftsveränderungen bei dem zu modifiziertem Bitumen erreicht werden.

Ein Lösungsansatz dazu wird in der einschlägigen Fach- und Patentliteratur (DE 197 16 541, DE 197 16 542, DE 197 26 615 u. a.) dadurch charakterisiert, dass durch die Zugabe von feinzerkleinertem Altgummi sowohl die angestrebten Eigenschaftsveränderungen bei dem derart modifiziertem Bitumen, als auch die technologische Flexibilität, auch beim Einsatz von Kleinmengen, bei dem Betrieb der Mischanlagen "vor Ort" erreicht wird.

Die technologische Flexibilität wird zwar erreicht, bedingt durch die hohen Kosten der Gummimehle aus Altgummi, die derartige Additive oder andere polymere Primärmaterialien enthalten, lassen sich die Materialkosten jedoch im Vergleich zu den marktgängigen "Polymermodifizierten Bitumen" nicht wesentlich reduzieren.

Stand der Technik und des Wissens ist es ebenfalls, Kunststoffabfälle unterschiedlichster Zusammensetzung und Reinheitsgrades aufzubereiten und als Sekundärrohstoffe wieder zu verwerten. Bekannte Verwertungsverfahren für thermoplastische Abfälle sind z. B. thermische Prozesse, um den Energiegehalt zu nutzen, Degradationsverfahren, um monomere Produkte zu gewinnen, Regranulierprozesse, um ein thermoplastischen Sekundärrohstoff herzustellen, das direkte Verpressen derartiger Abfälle unter Wärmeeinwirkung, um flächenförmige Gebilde zu produzieren und viele andere.

Neu und Gegenstand der erfindungsgemäßen Lösung ist es, thermoplastische Kunststoffabfälle für die Modifizierung von beliebigen Bitumensorten in Form eines Additives zu verwenden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mit dem Einsatz von thermoplastischen Kunststoffabfällen teure "Primärpolymere", die ansonsten zur Herstellung von "Polymermodifizierten Bitumen" eingesetzt werden, substituiert werden und die in technologisch geeigneter Form vorliegenden Kunststoffabfälle wie ein Additiv auch in kleinen Mengen, direkt bei Anwender, z. B. an der Asphaltmischanlage, einsetzbar sind.

Die für den jeweiligen Einsatzzweck angestrebten Eigenschaften des zu modifizierenden Bitumens lassen sich zielgerichtet und kostengünstig durch Zudosieren der thermoplastischen Abfälle in der jeweils anwendungskonformen Menge erreichen.

Erfindungskonform ist es gleichermaßen, die Eigenschaftsveränderung des Bitumens durch direktes Einmischen der Kunststoffabfälle in das Bitumen und die Homogenisierung der thermoplastischen Komponente im Zustand der Schmelze zu bewirken oder durch Vormischen der Kunststoffabfälle mit anderen Mischungskomponenten, z. B. Mineralstoffgemische, eine indirekte Modifizierung durch nachträgliches Zumischen des Bitumens herbeizuführen.

Um zu erreichen, dass Kunststoffabfälle in einer technologisch geeigneten Form als Additiv einsetzbar sind, können die Kunststoffabfälle nach bekannten Verfahren aufbereitet werden.

Beispielhaft ist folgender Verfahrensablauf für die Aufbereitung der Kunststoffabfälle vor dem Einsatz in bituminösen Mischungen:

- Separieren von Fremd- und Störstoffen
- Zerkleinern der Kunststoffabfälle
- Waschen der Kunststoffabfälle
- Kompaktieren der gewaschenen Kunststofffraktion

Je nach Art und Qualität und dem Reinheitsgrad der Kunststoffabfälle ist es möglich, dass einzelne Verfahrensschritte übersprungen bzw. weggelassen werden können.
Grundsätzlich ist es möglich, selbst Kunststoffabfälle oder deren Gemische für die Bitumenmodifizierung einzusetzen, die aus ungereinigten und nicht aufbereiteten Kunststoffabfällen bestehen.
Aus Gründen der Qualitätssicherung sowie der Einstellung reproduzierbarer bzw. genormter Produkteigenschaften der Endprodukte, z. B. Splittmastix-Asphalt, ist es vorteilhaft, die Kunststoffabfälle, wie oben beispielhaft beschrieben, derart aufzubereiten, dass sie in gleichmäßiger Produktqualität vorliegen.
Erfindungskonform ist es ebenfalls, dass für die gezielte Beeinflussung der Eigenschaftsveränderungen der bituminösen Mischungen und/oder der Optimierung des technologischen Ablaufs bei der Herstellung bituminöser Mischungen - z. B. Asphalte - weitere Komponenten neben dem thermoplastischen Kunststoff-Abfällen zugegeben werden.
Diese können beispielsweise Cellulosefasern, mineralische oder synthetische polymere Fasern aber auch andere geeignete Verarbeitungshilfsstoffe und weitere Bindemittel sein.
Aus Gründen der Kostenreduktion können diese Fasern solche sein, die als Abfall bei beliebigen technologischen Prozessen anfallen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von polymermodifiziertem Bitumen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Modifizierung der Eigenschaften von Bitumen thermoplastische Kunststoffabfälle oder deren Gemische verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kunststoffabfälle, aus industrieller Herkunft, der privaten Konsumtion und/oder Verpackungsabfälle sein können.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kunststoffabfälle Verbundmaterialien thermoplastischer Kunststoffabfälle untereinander oder Abfälle aus Verbundmaterialien sein können, die wenigstens eine thermoplastische Kunststoffschicht enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kunststoffabfälle, vorzugsweise Polyolefine, Polystyrene, Polyethylenterephtalat und weitere thermoplastische Kunststoffabfälle oder deren Gemische sind, die in geeigneter Form aufbereitet und dem Bitumen zur Eigenschaftsveränderung zugegeben und in geschmolzener Form homogenisiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Kunststoffabfälle mit weiteren Komponenten modifiziert werden und dem Bitumen zur Eigenschaftsveränderung als Gemisch oder als Einzelkomponenten zugegeben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zur Modifizierung der thermoplastischen Abfälle bzw. des Bitumens eingesetzten Komponenten Fasern sind, die aus mineralischen Faserabfällen, synthetischen polymeren Faserabfällen oder aus Cellulose-Faserabfällen bestehen, die bei beliebigen technologischen Prozessen anfallen und in aufbereiteter bzw. behandelter Form oder in unaufbereiteter Form eingesetzt werden können.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern an den thermoplastischen Kunststoff-Aggregaten durch geeignete Bindemittel fixiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Kunststoffabfällen modifizierte Bitumen als Bindemittel für Mineralstoffgemische im bituminösen Straßenbau eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufbereiteten Kunststoffabfälle und/oder die Faserabfälle nicht direkt dem Bitumen zur Eigenschaftsveränderung zugegeben werden, sondern, dass die Eigenschaftsveränderung des Bitumens dadurch erreicht wird, dass die Kunststoffabfälle und/oder Faserabfälle zunächst mit anderen Komponenten gemischt werden und das Bitumen anschließend dieser Mischung zugegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgemischten oder vorzumischenden Komponenten Mineralstoffe oder Mineralstoffgemische in einer für den Straßenbau oder analogen Anwendung geeigneten Zusammensetzung sind und denen die aufbereiteten Kunststoffabfälle und/oder Faserabfälle vor der Zudosierung des Bitumens zugegeben werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgemischten Mineralstoffe oder Mineralstoffgemische auf eine Temperatur zwischen 120°C bis 220°C aufgeheizt werden und die Kunststoffabfälle oder Faserabfälle einzeln oder als Compound zugemischt werden und in einem weiteren Verfahrensschritt nichtmodifiziertes, geschmolzenes Bitumen zudosiert wird.