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Verwendung eines Haftmittelgemis ches für bituminöse Bindemittel beim
Straßenbau Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Haftmittelgemisches
bei der Herstellung bituminöser Massen, insbesondere für den Straßenbau. Durch die
Erfindung ist es möglich, jedes Gestein, also sowohl saures als auch basisches Gestein,
mit bituminösen Bindemitteln nicht nur trocken, sondern auch naß zu bituminösen
Massen zu verarbeiten. Man kann also auch bei regnerischem Wetter mit jedem Gestein
Straßen bauen.
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Die bituminösen Bindemittel umhüllen trockenes Gestein ziemlich leicht,
obwohl die Verwandschaft der Bindemittel zum Gestein nicht sehr groß ist und z.
B. Wasser viel leichter das Gestein benetzt. Kommen aber trockene, von Bindemittel
umhüllte Steine mit Wasser in Berührung, dann verdrängt das Wasser den Bindemittelfilm
vom Stein. Nasse Steine mit einem bituminösen Bindemittel zu umhüllen, gelingt meistens
überhaupt nicht, da das Bindemittel das Wasser nicht von der Steinoberfläche verdrängen
kann.
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Schon seit langem weiß man, daß eine Erhöhung der Haftfestigkeit
insbesondere von kaltflüssigen Bitumensorten und Teeren am Gestein durch einen meist
geringen Zusatz von Haftmitteln erreicht werden kann. Die Haftmittel sind meistens
hochmolekulare Verbindungen mit polaren Gruppen, z. B. CO OH-, OH- oderNH2-Gruppen.
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Sehr wirksame Mittel sind insbesondere kationaktive Amine, von denen
meist nur wenige zehntel Prozent, bezogen auf das bituminöse Mittel, genügen, um
eine überraschende Erhöhung der Haftfestigkeit zu erzielen.
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Man hat weiter gefunden, daß einige Haftmittel besonders günstig
bei sauren Gesteinen, wie Quarzit oder Porphyr, andere dagegen viel besser bei basischem
Gestein, wie Kalkstein oder Hochofenschlacke, wirken. Zu den Haftmitteln, die die
Haftfestigkeit von bituminösen Mitteln an sauren Gesteinen besonders gut verbessern,
gehören die kationaktiven Amine, während die Haftfestigkeit an basischen Gesteinen
besonders gut durch die gesättigten hochmolekularen Fettsäuren, z. B. Stearinsäure,
erhöht wird. Man hat sogar schon kationaktive Amine in Verbindung mit hochmolekularen
Fettsäuren als Haftmittel vorgeschlagen, aber die Praxis hat gezeigt, daß durch
eine Reaktion der beiden Mittel bei erhöhter Temperatur die gute Haftwirkung verlorengeht.
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Auch andere Kombinationen sind vorgeschlagen, so z. B. oleophile
aliphatische Amine zusammen mit Schwefel. Gegebenenfalls können dieser Mischung
noch Naphthensäuren oder Fettsäuren zugegeben werden.
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An einer anderen Stelle, an der die Herstellung von mit Bindemittel
umhülltem Splitt beschrieben ist, wird in einem ersten Arbeitsgang Teer verwendet,
der Zusätze von organische Basen enthaltendem Teeröl, von einer hochmolekularen
Säure oder einem sulfonierten Alkohol, von Alkalilauge und von einer Salzlösung
enthält. Alle diese Kombinationen haben aber eine auf jedem Gestein gute Haftung
des Bindemittels nicht gebracht.
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Es wurde nun gefunden, daß ein gemeinsamer Zusatz in etwa gleichen
Teilen, bestehend aus einem Gemisch eines kationaktiven Amins und eines hochmolekularen
Alkohols, zu einer Wirkung führt, die unabhängig von der Art des Gesteinsmaterials
ist. Das Gemisch besteht vorzugsweise aus je 0,1 bis 501,, vorzugsweise je 0,1 bis
1 0/, der beiden Komponenten. Dies ist ein überraschender und erheblicher technischer
Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Haftmitteln. Die gemeinsame Verwendung
von kationaktiven Aminen und hochmolekularen Alkoholen verbürgt eine ausgezeichnete
Haftung der bituminösen Bindemittel an j edem Gestein, auch wenn dieses, wie meistens,
aus Mineralien verschiedener Zusammensetzung besteht, selbst wenn es regennaß ist.
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Die Wirkung der kationaktiven Amine und der hochmolekularen Alkohole
steigert sich gegenseitig, und so ergibt sich ein Haftmittelgemisch von einer bisher
unerreichten Güte sowohl für saures als auch für basisches Gestein.
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Im allgemeinen werden die Haftmittel den bituminösen Mitteln zugesetzt,
und auch das kationaktive Amin in Verbindung mit einem hochmolekularen Alkohol kann
z. B. dem Verschnittbitumen zugesetzt werden. Es ist auch möglich, das Gestein mit
den Haftmitteln, und zwar mit einer Lösung, Suspension oder Emulsion in einem organischen
Lösungsmittel oder Wasser vorzubehandeln und es dann mit dem bituminösen Bindemittel,
das keinen Zusatz enthält, zu umhüllen. Die dritte Möglichkeit ist die, daß die
eine Komponente des Haftmittels dem Bindemittel zugesetzt wird, während mit einer
Lösung oder Suspension der anderen Komponente das Gesteinsmaterial vorbehandelt
wird.
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Als geeignete Amine können kationaktive Amine mit einer oder mehreren
basischen Stickstoffgruppen verwendet werden, z. B. quaternäre Ammoniumbasen, priwäre,
sekundäre
oder tertiäre Amine, die auch noch lurch OH-Gruppen oder andere Gruppen substituiert
ein können. Beispiele sind: 18H37NH2 Oktadecylamin @18H37NHC2H5 Oktadecyl-äthylamin
@18H37N(CH3)2 Oktadecyl-dimethyl-
amin Dodecyl-pyridiniumhydroxyd H37N (CH3)3 OH Oktadecyl-trimethylammoniumhydroxyd
@16H33NHC2H4NH2 Hexadecyl-aminoäthylamin @18H37NHC3H6NH2 Oktadecyl-aminopropylamin
Hexadecyl-piperazin C16H33 CO NH C2H4 NH C2H4 OH Heptadecylsäureäthanolaminoäthylamid
Hexadecyl-morpholin und andere Verbindungen, ferner Gemische dieser Stickjtoffverbindungen.
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Als geeignete Alkohole sind brauchbar Alkohole von etwa C18 an, z.
B. Stearylalkohol, C18H370H, Cerylalkohol, C28H3 OH, und andere Alkohole oder Alkoholgemische
oder natürliche und technische Produkte, die wesentliche Mengen hochmolekularer
Alkohole enthalten, oder Fraktionen solcher Produkte mit einem größeren Anteil an
Alkoholen.
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Beispiele 1. Ein .2bliches Verschnittbitumen nach DIN 1995 erhält
einen Zusatz von 0,2% C16H33NHC2H4NH2 und von 0,3% C28H57OH. Dieses Verschnittbitumen
überzieht sehr leicht sowohl sauresals auch basisches Gestein, und der umhüllte
Splitt verändert sich auch bei längerem Stehen unter Wasser nicht.
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2. 100 Teile nasser Porphyrsplitt 3/15 mm werden mit 5 Teilen eines
Verschnittbitumens nach Beispiel 1 vermischt. Das Verschnittbitumen verdrängt das
Wasser von dem Splitt und umhüllt ihn vollkommen.
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3. Eine schadhafte Betonstraßendecke, die Schlaglöcher und Risse
aufweist, wird instand gesetzt, indem die Vertiefungen mit Bitumen 300 angespritzt
und mit Feinsplitt mit 601, Verschnittbitumengehalt ausgefüllt werden. Nach dem
Feststampfen wird die Oberfläche mit magerem Splitt abgedeckt. Die Verwendung eines
Bindemittels nach Beispiel 1 verbürgt einen gut haftenden Belag, der auch gegen
hohe Verkehrsansprüche genügend widerstandsfähig ist.
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4. Quarzitsplitt und Hochofenschlackensplitt werden mit je 5% verschiedener
Verschnittbitumen umhüllt.
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Als Verschnittbitumen werden 1. ein Produkt nach DIN 1995 ohne Zusatz,
2. dasselbe Produkt mit 0,601o Oktadecylamin, 3. dasselbe Produkt mit 0,6 01o Cerylalkohol,
4. dasselbe Produkt mit je 0,3 01o Oktadecylamin und Cerylalkohol verwendet. Nach
24stündiger Wasserlagerung wird der Bindemittelüberzug beurteilt. Folgende Ablösung
in Ofo wird beobachtet:
| Quarzit Hochofenschlacke |
| 1. 90 bis 100 90 bis 100 |
| 2. 0 bis 5 etwa 25 |
| 3. etwa 20 ObisS |
| 4. 0 bis 5 0 bis 5 |