DE1086619B - Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von wasserfreien bituminoesen Strassenbaubindemitteln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von wasserfreien bituminösen Straß enbaubindemitteln Es ist bekannt, mineralische, für den Straßenbau geeignete Füllstoffe, wie Gesteinsmaterialien verschiedener Art, mit bituminösen Straßenbaubindemitteln zu überziehen und dabei entweder die Gesteinsmineralien mit Teerölen, wie Braunkohlenteerölen, Steinkohlenteerölen, Holzteer und Torfteer, vorzuibehandeln oder derartige Teeröle Iden Bindemitteln zuzusetzen. Man hat auch schon Steinschotter für Straßenbauzwecke mit K, reosot vorbenetzt und dann mit Teer überzogen bzw. einen mit Kreosot versetzten Teer zum Überziehen verwendet. Schltießlich ist auch die Umhüllung von Gesteinen für den Straßenbau mit Mischungen von SteinkohTent, eer und Braunkohlenteer bekannt. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit von wasserhaltigen bituminösen Dispersionen aus Bitumen, Teer oder deren Gemischen an Gesteinsmaterial verschiedener Art und Körnung, insbesondere an sauren Gesteinsarten, wurde schon vorgeschlagen, den Gesteinssplitt vor dem Vermischen mit den bituminösen Dispersionen mit Kalkhydratpulver einzustauben.
• Die Haftung der Dispersionen an staubigem und bzw. oder saurem Gestein ist aber immer noch mangelhaft. Die dem bituminösen Bindemittel schon zugesetzten Benetzungs- bzw. Haftverbesserungsmittel bewirken nur bei wasserfreien bitumtinösen Bindemitteln eine verbesserte Haftung; sie sind bei Dispersionen aber von geringerer Wirksamkeit, so daß relativ große Mengen dieser indem teuren Benetzungs-bzw. Haftverbesserungsmittel angewendet werden müssen. Eine feste Haftung des bituminösen Straßenbaubinldemittels am Gestein ist insbesondere dann wichtig, wenn weiche Bindemittel (Erweichungspunkt nach Ring und Kugel bis etwa 440 C) verwendet werden, da sonst der bituminöse Überzug vom Gestein, vor allem wenn es sauer ist, bei Wassereinwirkunst, mehr oder weniger verdrängt oder abgelöst wird, was zur Zerstörung des bituminösen Straßenhelages bzw. der Straßendecke führt.
• Gemäß der Erfindung wird die Haftfestigkeit von wasserfreien bituminösen Straßenbaubindemitteln bzw. deren wäßrigen Dtispersionen an Gesteinsmaterial aller Art, insbesondere saurem Gesteinsmaterial, durch Behandeln des Gesteinsmaterials vor dem Aufbringen der Straßenbanbindemittel mit 3 bis 25 Gewichtsprozent Phenole, Kresole, Kreosote bzw. Phenolderivate enthaltenden Teerölen, wie Braunkohlenteerölen, Steinkohlenteerölen, Torfteerölen, Zell stoffteerölen, Laubholzteer oder deren Gemischen, dadurch verbessert, daß solche Teeröle verwendet werden, die einer Alterung - in Gegenwart von Katalysatoren, wie beispielsweise Eisen oder Kupfer - durch Lagerung bzw. Luftoxydation bei erhöhter Temperatur unterworfen worden sind.
• Ein geringer Zusatz von üblichen Haftverbesserungsmitteln, wie Polyaminderivaten, ist möglich. Es genügen dabei im allgemeinen schon sehr geringe Mengen, die meist weit unter den Mengen liegen, die sonst üblicherweise zur Erzielung einer genügenden Haftverbesserung erforderlich sind. Die gealterten Teeröle können in wasserfreier Form oder in Form wäßriger Dispersionen angewendet werden.
• Die anzuwendenden Mengen richten sich jeweils nach der Korngröße der zu behandelnden Gesteinsmasse, da naturgemäß beispielsweise für die Behandlung von 1 cbm großer Steine weniger gebraucht wird als für die Behandlung von 1 cbm eines aus kleinen Steinen bestehenden Materials. Durchschnittlich reichen Mengen von 0,5 bis etwa 2,5 Gewichtsprozent, berechnet auf Gesteinsgewicht, aus; selbstverständlich können bei besonders feinem Material auch größere Mengen verwendet werden. Vorteilhaft ist die Verwendung von Emulsionen aus vorgenannten Ölen bzw. Laubholzteer zur Vorbehandlung des Gesteinsmaterials, wenn dieses schmutzig, z. B. mit viel Staub oder Lehm bedeckt ist.
• Das gemäß der Erfindung vorbehandelte Gesteinsmaterial kann unmittelbar nach der Benetzung sofort mit bituminösen Straßenbaubindemitteln oder ihren Dispersionen bituminiert werden. Das gemäß der Erfindung vorbehandelte Gesteinsmaterial kann lange Zeit im Freien in Haufen gelagert und später bituminiert werden, ohne daß die Wirkung der Haftverbesserung verlorengeht.
• Das gemäß der Erfindung vorbehandelte Gesteinsmaterial kann für die Ausführung jeglicher bituminöser Straßenbauarbeiten bzw. Straßendeckenbeläge sowohl im Heiß- wie auch ion Kaltverfahren und als Abdecksplitt bei bituminösen Oberflächenbehandlungen im Straßenbau verwendet werden. Die verwendeten bituminösen Bindemittel, wie Straßenbaubitumen, Verschnittbitumen, Straßenteere oder deren Gemische, sowie Dilspersionen dieser Straßenbaubindemittel benötigen keinen Haftmittelzusatz, Ida das vorbehandelte Gesteinsmaterial besonders gut an allen bituminösen Stoffen, und zwar sowohl wasserfreien als auch in Wasser dispergierten, haftet.
• Die gute Haftwirkung tritt auch ein, wenn wasserfreie bituminöse Straßenbaubindemittel, wie Straßenbaubitumen, Verschnittbitumen, Straßenteer oder deren Gemische, gemäß der Erfindung mit gealterten kreosot-, phenol- bzw. phenolderivathal tigen ollen, Laubholzteer oder deren Gemischen versetzt und diese Gemische dann mit nicht vorbehandelten Gesteinsmaterialien verarbeitet werden.
• Das gemäß der Erfindung hergestellte bituminöse Mischgut kann schon nach kurzer Liegezeit auf das Verhalten bei der Wasserlagerung nach DIN 1995 und DIN 1996 (Haftfestigkeit bei Wassereinwirkung) geprüft werden.
• Das Prüfen wurde bei Wassertemperaturen von 75 bis 950 C ausgeführt. Bituiminöses Gesteinsmaterial, wie es gemäß der Erfindung hergestellt wurde, ist dann zu 90 bis 98 °/o mit bitüminösem Bindemittel umhüllt, während bituminoses Gesteinsmaterial, hergestellt mit nicht vorbehandeltem Gesteinsmaterial und bzw. oder mit bituminösem Bindemittel ohne Zusatz von gealterten phenol-, kreosot- bzw. phenolderivathaltigen Ölen oder Laubholzteer, bei gleichen Prüfbedingungen nur zu 0 bis 20% umhüllt ist.
• Die nachstehenden Vergleichsversuche mit nicht gealtertem und gealtertem Teeröl belegen die Wirkung des Verfahrens der Erfindung.
• Vergleichs versuche mit nicht gealtertem und gealtertem Teeröl a) 100 Gewichtsteile Quarzitsplitt (5/8 mm) wurden mit 0,75 Gewichtsteilen nicht gealtertem, d. h. nicht gelagertem phenolhaltigem Teeröl gemischt. Anschließend wurde das vorbehandelte Gesteinsmaterial mit 8 Gewichtsteilen Bitumenemulsion U (60%ig) bis zur vollständigen Umhüllung. des Gesteinsmaterials gemischt und nach J/2stündiger Lagerzeit an der Luft auf das Verhalten bei der Wasserlagerung nach DIN 1995 und 1996 geprüft. Nach Vistündiger Ltagerung des bituminösen Mischgutes in Wasser bei Zimmertemperatur war das Gesteinsmaterial nur noch bis zu 20°/o mit Bitumen umhüllt. Nach Erhöhung der Wassertemperatur auf 40 bis 500 C wurde das restliche Bitumen fast gänzlich von den Gesteinsflächen verdrängt, und das Gesteinsmaterial war nur noch zu etwa 5 bis 100/o mit Bitumen bedeckt. b) 100 Gewichtsteile Quarzitsplitt (5/8 mm) wurden mit 0,75 Gewichtsteilen in Gegenwart von Fe gealtertem, d. h. gelagertem phenolhnltigem Teeröl gemischt.
• Anschließend wurde das vorbehandelte Gesteinsmaterial mit 8 Gewichtsteilen Bitumenemulsion U (600/oig) bis zur vollståndigen Umhüllung des Gesteinsmaterials gemischt. Das so hergestellte bituminöse Mischgut wurde sofort, ohne t/2stündige Lagerung an der Luft, auf das Verhalten bei der Wasser lagerung nach DIN 1995 und 1996 geprüft. Nach /2stündiger Lagerung des so hergestellten bituminösen Mischgutes in Wasser bei Zimmertemperatur war das Gesteinsmaterial etwa zu 95 bis 98o mit bituminösem Bindemittel umhüllt. Nach Erhöhung der Wassertemperatur auf 900 C war das Gesteinsmaterial noch zu etwa 95 bis 98 0/0 mit bituminösem Bindemittel umhüllt. c) 100 Gewichtsteile Quarzitsplitt (5/8 mm) wurden mit 0,75 Gewichtsteilen mit phenolhaltigem Teeröl gemischt, das durch Luftoxydation bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Cu gealtert worden war.
• Anschließend wurde das so vorbehandelte Gesteinsmaterial mit 8 Gewichtsteilen Ritumenemulsion U (600/oig) bis zur vollständigen Umhüllung des Gesteinsmaterials gemischt. Das so hergestellte bituminöse Mischgut wurde sofort, ohne ilistündige Lagerung an der Luft, auf das Verhalten bei Ider Wasserlagerung nach DIN 1995 und 1996 geprüft. Nach ½stündiger Lagerung des so hergestellten bituminösen Mischgutes in Wasser bei Zimmer, temperatur war das Gesteinsmaterial zu etwa 95 bis 980/o mit bituminösem Bindemittel umhüllt. Nach Erhöhung der Wassertemperatur auf 900 C war das Gesteinsmaterial noch zu etwa 95 bis 98<Vo mit bituminösem Bindemittel umhüllt.
• PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von wasserfreien bituminösen Straßenbaubirtdemitteln bzw. deren wäßrigen Dispersionen an Gesteinsmaterial aller Art, insbesondere saurem Gesteinsmaterial,. durch Behandeln des Gesteinsmaterials vor dem Aufbringen der Straßenbaubindemittel mit 3 bis 25 Gewichtsprozent Phenole, Kresole, Kreosote bzw. Phenolderivate enthaltenden Teerölen, wie Braunkohlenteerölen, Steinkohlenteerölen, -Torfteerölen, Zellstoffteerölen, Laubholzteer oder deren Gemischen, dadurch gekennzeichnet, daß solche Teeröle verwendet werden, die einer Alterung - in Gegenwart von Katalysatoren, wie beispielsweise Eisen oder Kupfer -durch Lagerung bzw. Luftoxydation bei erhöhter Temperatur unterworfen worden sind.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gealterten Teeröle den wasserfreien bituminösen Straßenbaubindemitteln, wie Straßenbaubitumen, Verschnittbitumen, Straßenteer, Kaltteer oder deren Gemischen, zugesetzt werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem gealterten Teeröl geringe, sonst nicht ausreichende Mengen an sich bekannter Haftmittel zugegeben werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gealterte Teeröl in wasserfreier Form oder als wäßrige Dispersion angewendet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesteinsmaterial mit 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen gealterten Teerölen gemischt und anschließend mit wasserfreien bituminösen Straßenbaubindemitteln oder deren wäßrigen Dispersionen bituminiert wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesteinsmaterial mit 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen gealtertem Teeröl gemischt und sofort oder nach Lagerung als Eindecksplitt für bituminöse Oberflächenbehandlungen oder aber für die Herstellung von bituminösem Mischgut verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 2 nnd 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Teeröl-Straßenbaubindemittel 5 bis 25 Gewichtsprozent gealtertes Teeröl enthält.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bituminös zu behandelnde Straßendeckenoberfläche, wie z. B. Granit-Eleinpflaster oder eine bituminöse Straßendeckenoberfläche, mit etwa 60 bis 200 g/rn2 gealtertem Teeröl in wasserfreier Form oder in wäßriger Dispersion benetzt wird und sofort oder nach mehreren Stunden die bituminösen Deckenbeläge auf die vorbehandelte Straßenoberfläche aufgebracht werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Abraham - Brühl, »Asphalte und verwandte Stoffe«, 1939, S. 187/188, 211, 212, 225, 226; Mallison, »Teer, Pech, Bitumen und Asphalt«, 1926, S. 13 bis 20; deutsche Patentanmeldung St 4784 IVc/80b (bekanntgemacht am 9. 12. 1954); deutsche Patentschrift Nr. 709 198 ; österreichische Patentschrift Nr. 118 636; britische Patentschrift Nr. 572 744.