DE1102033B

DE1102033B - Herstellung einer abstreiffesten Bitumenmischung, insbesondere fuer den Strassenbau

Info

Publication number: DE1102033B
Application number: DEA27919A
Authority: DE
Inventors: Paul Leonard Du Brow; Jack Norbert Dybalski; Werner Lucius Riegler; Elliot Norris Schubert
Original assignee: Armour and Co
Current assignee: Armour and Co
Priority date: 1956-09-21
Filing date: 1957-09-17
Publication date: 1961-03-09
Also published as: FR1182881A; GB859207A; US2919204A

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft das Problem, eine befriedigende Bindung zwischen Bitumenmassen und verschiedenen Oberflächen, auf welche diese bei industriellen Verfahren aufgebracht werden, zu sichern.

In einer Hinsicht betrifft diese Erfindung hitzestabile Bitumenzusätze, die, in kleinen Mengen zugesetzt, die Bindung zwischen der bituminösen Zusammensetzung und den Oberflächen, auf welche diese aufgebracht werden, wesentlich verbessern, ganz gleich, ob die Oberflächen saurer oder alkalischer Natur sind.

Wenn eine bituminöse Substanz, wie Asphalt, in geschmolzenem, verschnittenem oder emulgiertem Zustand auf solche hydrophilen Oberflächen aufgebracht wird, wie auf Mineralzuschläge beim Straßenbau, auf Betonwände beim Wasserdichtmachen oder auf Papier beim Wasserdichtmachen usw., ist es schwierig, ein schlagartiges Überziehen der Oberflächen durch das bituminöse Material zu gewährleisten. Weiterhin ist es schwierig, das Abblättern oder die Entfernung dieser bituminösen Überzüge von den Oberflächen mit der Zeit zu verhindern. Obwohl die Verhinderung des Abblätterns der wichtigere Faktor ist, ist häufig die Einfachheit in der Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels von großer Bedeutung.

Wenn die Oberfläche naß, feucht oder tatsächlich durchweicht ist, ist die Schwierigkeit offensichtlich noch vergrößert, weil das Bitumen nicht nur die Oberfläche überziehen, sondern auch zuerst den zähhaftenden Wasserfilm verdrängen muß. Manche Zuschläge, wie Kies aus Flüssen, kommen, wenn sie frisch gebaggert sind, vollkommen mit Wasser gesättigt an die Arbeitsstelle. Regenstürme, die während des Bauens auftreten, erzeugen auch durchweichte Oberflächen und begünstigen das Abblättern. Manchmal sind die überzogenen Materialien porös und halten beträchtliche Feuchtigkeit in den Zwischenräumen zurück, nachdem die äußeren Oberflächen ziemlich trocken erscheinen.

In einigen Fällen ist es notwendig, die Oberfläche zuerst zu trocknen, bevor der bituminöse Überzug aufgebracht wird. Straßendecken, die bei nassem Wetter gelegt sind, werden bei der Verwendung sehr schnell schlecht. Wenn eine bituminöse Straße Wasser ausgesetzt wird, wie in tiefliegenden Gegenden oder in Gegenden, wo das Wasser häufig oder dauernd abläuft, so verwittert sie bald unter Entwicklung von Löchern. Der bei diesem Bau verwendete Zuschlagstoff wird unter diesen Bedingungen ohne korrigierende oder konservierende Verfahren, wie Trocknen des Aggregates durch Wärme vor der Verwendung, leicht zu einzelnen Kieseln oder kleinen Klumpen von Kieseln zerbrochen.

Für die Verwendung beim Straßenbau werden bituminöse Mischungen in Verbindung mit verschiedenen mineralischen Materialien verwendet, manchmal mit mineralischen Materialien wie Schlacken, aber häufiger Herstellung einer abstreiffesten

Bitumenmischung, insbesondere

für den Straßenbau

Anmelder:

Armour and Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschenrieder, Patentanwalt,
München 8, Lucüe-Grahn-Str. 38

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. September 1956

Jack Norbert Dybalski, Chicago, 111.,

Werner Lucius Riegler, Western Springs, HL,

Elliot Norris Schubert und Paul Leonard Du Brow,

Chicago, 111. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

von natürlicher Herkunft, wie Sand, Felsgestein usw. Es ist klar, daß die möglicherweise brauchbaren Zuschläge alle verschiedenen Arten von natürlichem Gestein der Gegenden, in welchen Straßen gebaut werden sollen, einschließen; z. B. werden Kalkstein, Dolomit, Kiesel, Rhyolith, Caliche und sedimentäre, metamorphe oder vulkanische Gesteine verschiedener anderer Arten regelmäßig beim Straßenbau verwendet. Diese mineralischen Zuschläge haben hydrophilen Charakter; eine Tatsache, von der im allgemeinen angenommen wird, daß sie in der Hauptsache für das Abblättern des Bitumens verantwortlich ist.

Im allgemeinen wird der Straßenbau durch Stadtverwaltungen der verschiedenen Staaten überwacht, und diese Überwachungsorgane, die das Problem des Abblätterns kennen, haben Bedingungen aufgestellt, welche Asphaltzusätze erfüllen oder überschreiten müssen, bevor sie für die Verwendung zugelassen werden. Gewöhnlich beruhen diese Bedingungen auf Testen, bei denen Mineralzuschläge verwendet werden, die in dem Staat oder dem Verwaltungsbezirk, in welchem die Straße gebaut werden soll, natürlich vorkommen. Wie zu erwarten ist, variieren die Testverfahren ebenso wie die Zuschläge von Gegend zu Gegend. Viele der Verfahren sehen jedoch jetzt vor, daß der den Zusatz enthaltende Asphalt eine bestimmte Zeit einer hohen Temperatur

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3 4

ausgesetzt werden muß. Dies hat den Zweck, die tat- sämtliche organischen Monocarbonsäuren mit zwischen sächlichen Bedingungen, unter welchen der zusatz- 8 und 22 Kohlenstoffatomen. Beispiele dieser Säuren sind enthaltende Asphalt angewendet werden soll, nach- Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, zuahmen. Durch, die hohen Arbeitskosten geht nämlich Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Oleinsäure, die Tendenz dahin, daß der Asphalt bei hohen Tempe- 5 Linolsäure, Linolensäure, und auch alicyclische Monoraturen in flüssigem Zustand gehalten oder gelagert carbonsäuren, wie Naphthensäuren und Abietinsäure, werden muß, so daß er bei der Verwendung leicht brauch- Mischungen von Fettsäuren, abgeleitet von tierischen bar ist. Wenn der chemische Zusatz durch die Temperatur und pflanzlichen Ölen, wie Talg, Kokosnußöl, Sojaungünstig beeinflußt wird, wie dies bei vielen der be- bohnenölu. ä., können benutzt werden; jedoch wird vom kannten Asphaltzusätze der Fall ist, ist seine Fähigkeit, io wirtschaftlichen Standpunkt aus vorzugsweise eine dem Asphalt gegen das Abblättern widerstandsfähige Mischung von Säuren, abgeleitet von Tallöl, benutzt, die Eigenschaften zu verleihen, beeinträchtigt. vor allem Öl- und Linolsäure mit einem geringen Prozent-

Bisher gab es in der Praxis eine Anzahl verschiedener satz von Harzsäuren enthält, die hauptsächlich aus Asphaltzusätze, von denen jeder mehr oder weniger auf Abietinsäure bestehen. Eine bevorzugte Mischung von die verschiedenen Teste der verschiedenen Staaten 15 Säuren des Tallöls, die 6 °/₀ Harzsäuren, 50 °/₀ Oleinsäure, zugeschnitten war. Soweit bekannt, hat niemand bisher 40°/₀ Linolsäure und 4°/₀ Linolensäure enthält, ist von eine einzige Art von Asphaltzusatz geschaffen, der sowohl der Anmelderin in den Handel gebracht (Mischung A). wärmestabil als auch fähig ist, eine gegen Abblättern Eine andere bevorzugte Mischung enthält 12% Harzbeständige Bitumenmasse zu schaffen, die auf eine säuren, 46 °/₀ Ölsäure, 39 °/₀ Linolsäure und 3 °/₀ Linolen-Mineraloberfläche aufgebracht werden kann, die ent- 20 säure (Mischung B).
weder sauer oder alkalisch ist. Bei der Herstellung der verbesserten Bitumenzusätze

Es ist ferner ein Gegenstand der vorliegenden Er- werden zwischen 1 und 2 Moläquivalente der Säure findung, wärmestabile Bitumenzusätze zu schaffen, die, einfach mit 1 Moläquivalent der besonderen Diaminbase wenn in kleinen Mengen zugesetzt, die Bindung zwischen gemischt, um ein Produkt herzustellen, das im pH bituminöser Mischung und den Oberflächen, auf welche 25 zwischen etwa 6,2 und 8,7 in Abhängigkeit von dem sie aufgebracht werden, wesentlich verbessern, ganz Betrag der verwendeten Säure variiert. Wenn 1 Molgleich, ob die Oberflächen sauer oder alkalisch sind. äquivalent von Säure benutzt wird, neigt das Produkt

Nach der vorhegenden Erfindung wurde ein hitze- dazu, alkalisch zu sein, während, wenn 2 Äquivalente der

beständiger, abstreiffester Zuschlag für bituminöse Säure benutzt werden, das Produkt dazu neigt, leicht

Zusammensetzungen hergestellt, der aus Aminsalzen 30 sauer zu sein.

besteht, die durch Mischen von 1 bis 2 Moläquivalenten Es wurde festgestellt, daß bei der Benutzung der

einer organischen Monocarbonsäure mit 8 bis 22 Kohlen- erfindungsgemäßen Bitumenzusätze eine grundsätzliche

stoffatomen mit einem Moläquivalent eines besonderen umgekehrte Beziehung zwischen dem sauren oder

Diamins hergestellt werden, entsprechend der allgemeinen alkalischen Charakter der mineralischen Oberfläche, auf

Formel 35 die die bituminöse Mischung aufgebracht wird, und dem

Ph des benutzten Zusatzes besteht. Für ein alkalisches

(CH₂CH₂O)^H Mineral, wie Kalkstein, mit einem pn von etwa 8,5 ist der

} / (CH₂CH₂O)^H Zusatz, der zu den besten Ergebnissen führt, ein solcher,

r N CH₂CH CH N der nach der sauren Seite neigt oder einen höheren

\ 40 Prozentsatz an disaurem Salz im Gegensatz zu mono-

(LM₂OM₂U)₃U saurem Salz enthält. Andererseits ergibt bei Aufbringung

einer bituminösen Zusammensetzung auf ein Mineral vom

Darin stellt R einen aliphatischen Kohlenwasserstoff- sauren Typ wie Rhyolit ein Zusatz, der nach der alkali-

rest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und x, y und ζ sehen Seite neigt, d. h. der mehr an monosaurem Salz

ganze Zahlen dar, deren Summe 2 bis 10 beträgt. Die 45 enthält, ein besseres Ergebnis. Es wurde gefunden, daß

basischen Diamine werden dadurch hergestellt, daß zwischen den beiden Extremen eine Mischung der mono-

zunächst ein langkettiges primäres Amin mit Acrylnitril sauren und disauren Salze liegt, die mit befriedigendem

umgesetzt wird und die Nitrilgruppe zu einer Amino- Ergebnis für jeden der beiden Typen oder einen Typ

gruppe reduziert wird. Dadurch entsteht ein N-aliphati- der Zuschlagoberfläche allein benutzt werden kann; diese

sches Trimethylendiarnin, das dann mit 2 bis 10 Molen 50 wird durch Mischen von etwa 1,3 und etwa 1,6 Mol der

Äthylenoxyd kondensiert wird, um die angegebene Monocarbonsäure mit 1 Mol der Diaminbase hergestellt,

basische Diaminverbindung herzustellen. In der bevor- Vorzugsweise wird eine Mischung von etwa 1,4 Mol der

zugten Diaminbase sind x, y und ζ je gleich Eins (vgl. Säure mit 1 Mol der Diaminbase verwendet. Wenn die

USA.-Patentschrift 2 759 021). Diaminbase N-Talg-N,N',N'-tris (hydroxyäthyl)-trime-

Beispiele von Kohlenwasserstoffresten, entsprechend 55 thylendiamin mit einem durchschnittlichen Molekular-

der Definition von R, sind Octyl, Nonyl, DecyL Undecyl, gewicht von 532 und die Säure A (im vorangegangenen

Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, definiert) mit einem Molekulargewicht von etwa 288 ist,

Heptadecyl, Octadecyl, Eicosyl, Docosyl, Octadecenyl, so enthalt die bevorzugte Mischung etwa 30 Gewichts-

Octadecadienyi, Octadecatrienyl und Mischungen von prozent des monosauren Salzes und etwa 70 Gewichts-

Kohlenwasserstoffresten, wie sie im Talg, Sojabohnenöl, 60 prozent des disauren Salzes und hat ein pH von etwa 7,5

Kokosnußöl, Baumwollsamenöl, Tallöl, Rosin usw. vor- bis 8,0.

kommen. Die erfindungsgemäßen, verbesserten Asphaltzusätze

In den bevorzugten Verbindungen ist R eine Mischung können entweder als reine Substanzen oder in Form von

von KoHenwasserstoffresten, wie sie im Talg, Kokosnußöl Konzentraten oder Lösungen in einem geeigneten

oder Sojabohnenöl enthalten sind. Besonders vom wirf- 65 organischen Lösungsmittel, wie Leuchtöl, Naphtha,

schaftlichen Standpunkt aus ist R vorzugsweise eine Benzol od. ä., oder auch als Verschnitt oder als in Ein-

Mischung von Kohlenwasserstoffresten, wie sie im Talg dringgraden meßbarer Asphalt verwendet werden. Die

enthalten sind. Zusätze werden, entweder als reines Material oder als

Die Säuren, die zur Herstellung der Aminsalze nach Konzentrat, vorzugsweise mit dem Bitumen gemischt,

der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, sind 70 bevor es für Überzugszwecke verwendet wird, und zwar

in einem Konzentrationsbereich, der zwischen 0,05 und 2,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Bitumenüberzugsmischung, liegt. Vorzugsweise werden zwischen 0,2 und 0,85 Gewichtsprozent des Zusatzes verwendet.

Die verbesserten bituminösen Mischungen können hergestellt werden, indem das bituminöse Überzugsmaterial auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der seine Viskosität verhältnismäßig niedrig ist, und dann die gewünschte Menge des Zusatzmittels eingemischt wird. Eine gute Durchmischung der Bestandteile kann durch Umwälzen mit Gas, durch Kreislaufführung durch einen Mischtank mit Mischpumpen oder durch Rühren mit einem Propellerrührer oder einem anderen Tank-Typ-Rührer erreicht werden. Die so hergestellte bituminöse Zusammensetzung kann für j ede gewünschte Anwendungsform gebrauchsfertig zu der Arbeitsstelle geliefert werden.

Diese Anwendungsform kann z. B. in der direkten Aufbringung durch Besprühen des schon gelegten Zuschlages oder der Aufbringung mit einer kontinuierlich arbeitenden Straßenmischanlage oder der Zugabe zu einer Heißmischanlage bestehen. Die Mischung aus Zusatz und Bitumen kann für Dichtungsüberzüge auf die übliche Art aufgesprüht oder -gegossen werden. Die Anwesenheit des Zusatzes beeinflußt die zweckdienlichen Eigenschaften des Asphalts in nicht ungünstiger Weise und erleichtert tatsächlich die Auftragung. Das bituminöse Überzugsmaterial kann auf die gleiche Art behandelt werden, als wenn kein Reaktionsmittel zugegeben wäre.

Wenn der Zusatz in eine emulgierte bituminöse Mischung eingearbeitet werden soll, kann er dem Bitumenbestandteil in der eben beschriebenen Weise zugegeben werden, oder er kann der fertigen Emulsion durch einfaches Einrühren der gewünschten Menge in einer üblichen Weise zugesetzt werden.

Mit dem Ausdruck »Bitumen« werden natürlicher Asphalt, Rückstände aus der Petroleumdestillation mit Pflasterqualität, plastische Rückstände aus der Kohlenteerdestülation, Petroleumpech, Lösungen dieser Substanzen, wie Verschnittasphalte, deren Emulsionen u. ä., bezeichnet.

Bei den folgenden Testergebnissen wurden zur Vereinfachung der Tabellierung die geprüften Zusätze durch Codezahlen bezeichnet. »RD 2323« ist eine Mischung von mono- und disauren Salzen, die durch Mischung von 1 Mol N-Talg-N,N',N'-tris-(hydroxyäthyl)-trimethylendiamin mit 1,425 Mol der im vorangegangenen definierten Mischung A gebildet wird. »RD 2316« ist eine Mischung, die durch Zusammenmischen äquimolarer Mengen der obigen Reaktionsteilnehmer erhalten wird, und »RD2317« ist eine Zusammensetzung, die durch Mischen von einem Mol von N-Talg-N,N',N'-tris-(hydroxyäthyl)-trimethylendiamin mit 1,85 Mol von Mischung A erhalten wird. Die zur Herstellung der Mischung der oben beschriebenen mono- und disauren Salze benutzten Reaktionsteilnehmer wurden als Vertreter ihrer einzelnen vorher definierten Klassen gewählt. Abwandlungen der Reaktionsteilnehmer führen nicht zu von den im folgenden berichteten, besonders abweichenden Ergebnissen.

Die folgenden Tabellen I und II zeigen die hervorragende Leistungsfähigkeit von RD 2323 unter den Bedingungen der Teste der Staaten Massachusetts und Ohio. Der Massachusetts-Test wurde zunächst wegen seiner ziemlich strengen Bedingungen seines Wärmetestes, besonders, wenn in kleinen Volumina gearbeitet wird, gewählt. Der Ohio-Test wurde gewählt, um den Massachusetts-Test durch Anwendung einer andersartigen Reihe von Testbedingungen sowie eines anderen zu überziehenden Zuschlages zu vervollständigen.

Die in den folgenden Beispielen erwähnten Massachusetts- bzw. Ohio-Teste sind veröffentlicht in »Materials Specification Handbook«, die vom »Department of Highways« des jeweiligen Staates veröffentlicht wurden.

Die bei den Versuchen verwendeten Asphaltsorten tragen die Bezeichnungen »RC-2« und »MC-3«. Bei diesen in USA. allgemein verwendeten Bezeichnungen bedeutet der Buchstabe »R«, daß es sich um einen sehr schnell härtenden Asphalt handelt, und der Buchstabe »M«, daß es sich um einen mittelschnell härtenden Asphalt handelt. Der schnell härtende Asphalt ist mit einem naphthaähnlichen Lösungsmittel verschnitten und der mittelschnellhärtende Asphalt mit einem kerosinähnlichen Lösungsmittel. Die Zahl »2« bedeutet, daß die Mischung aus 67°/₀+ Asphalt und die Zahl »3«, daß die Mischung aus 73°/q+ Asphalt besteht. Die Restpenetrationswerte für den schnell härtenden Asphalt sind 80 bis 120, wohingegen die Penetration auf dem Rückstand des mittelschnellhärtenden Asphalts 120 bis 300 ist. Diese Bezeichnungen wurden vom Asphalt Institute in College Park, Maryland, festgesetzt und in »Asphalt Content Specification« veröffentlicht.

Tabelle I
Massachusetts-Test (176,7° C für 24 Stunden angegeben)

Zusatz	Zusatz ■°/.	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug %	Abstreifung 0/ /0 24 Stunden
RD 2323	0,5	RC-2	Rhyolit	100	1

Tabelle II
Ohio-Test (Kein Wärmetest erforderlich)

Zusatz	Zusatz	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug	Abstreifung 24 Stunden
RD 2323	0,5	MC-3 j	S0°/₀ Kalkstein 50% Silicakies	j 100	1

Während die obigen Teste so gewählt sind, daß sie die gungen darstellen, wurde von den ziemlich strengen Anam häufigsten auf dem Gebiet vorkommenden Bedin- 70 Weisungen ein wenig abgewichen, um einen größeren

7 8

Überblick hinsichtlich der Leistungsfähigkeit des Zusatzes zu erhalten. Die Ergebnisse dieser Teste sind in Tabelle III dargestellt.

Tabelle III
(24 Stunden, 176,7° C Wärmetest)

Zusatz	Zusatz °/o	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug °/o-	Abstreifung 0/ /o 24 Stunden
RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	MC-3 RC-2 MC-3 { RC-2 { MC-3 { RC-2 j	Kalkstein Kalkstein 50% Kalkstein 50°/₀Rhyolit 50% Kalkstein 50% RhyoEt 50 % Kalkstein 50% Silicakies 50% Kalkstein 50% Silicakies	100 100 ■ } 100 j 100 1 100 j 100	2 2 ' 1 1 1 2

Auf der Basis des Massachusetts Wärmetestes und der In geschlossenem Gefäß 0,50% Zusatz in MC-3.

vereinigten Abstreüteste der Staaten Ohio und Massa- _π , ,,

chusetts. · Behandlung:

In geschlossenem Gefäß 0,67 % (vgl. Abs. 1 (F) des RC-2 — 5 Stunden bei Zimmertemperatur.

Massachusetts-Testverfahrens zur Erklärung der höheren 30 MC-3 5 Stunden bei 60° C (140° F)

Anfangskonzentration, wenn RC-2 Asphalt benutzt wird.)

Zusatz in 85 bis 120 Eindringasphalt (penetration asphalt) (Die obige Behandlung ergibt maximale Druckkraft-

(RC-2). festigkeiten.)

Tabelle IV (Test ohne Wärmezufuhr)

Zusatz	Zusatz	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug %	Abstreifung % 24 Stunden
RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323 RD 2323	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	MC-3 RC-2 MC-3 RC-2 MC-3 j RC-2 { RC-2 j	Rhyolit Rhyolit Kalkstein Kalkstein 50% Rhyolit 50% Kalkstein 50% Rhyolit 50% Kalkstein 50% Kalkstein 50% Silicakies	100 100 100 100 j 100 I 100 } 100	0 0 1 1 0 1 2

Auf der Basis der Abstreifteste der Staaten Ohio und Massachusetts.

Behandlung:

RC-2 Überzogener Stein — 5 Stunden Zimmertemperatur.

MC-3 Überzogener Stein — 5 Stunden 60° C. ^6s

(Die obige Behandlung ergibt maximale Druckkraftfestigkeiten.)

In geschlossenem Behälter 0,67 % Zusatz in 85 bis 120 Eindringasphalt (penetration asphalt) (RC-2).

In geschlossenem Behälter 0,50 % Zusatz in MC-3.

RD-2323 wurde auf einer Vergleichsbasis mit zwei der besten bekannten vergleichbaren Zusätze geprüft, die zur Zeit verfügbar sind. Diesen beiden vergleichbaren Zusätze werden im folgenden mit A und B bezeichnet. Der Zusatz A ist eine handelsübliche Alkylamidoaminseife, und der Zusatz B ist ebenfalls eine Alkylarmdoaminseife. Die für diese Vergleiche gewählten Teste setzen sich eigentlich aus den Testen vieler Staaten zusammen, und ihre Auswahl ist durch den Umfang der allgemeinen Anwendung ihrer Angaben begründet.

Tabelle V

Kombinierter Massachusetts- und Ohio-Test (24 Stunden, 176,7⁰C)

10

Zusatz

Art des Asphalts Art des Steines

Anfangsüberzug

Abstreifung

°/o 24 Stunden

RD 2323
Zusatz A
Zusatz B

0,5 0,5 0,5

0,5 0,5 0,5

RC-2 RC-2 RC-2

RC-2 RC-2 RC-2 Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50% Sfficakies 50% Kalkstein

50% Silicakies 50% Kalkstein

100 100 100

10

15

10

Massachusetts-Wärmetest. Massachusetts- und Ohio-Abstreifteste.

Behandlung:

RC-2 — 5 Stunden Zimmertemperatur. MC-3 — 5 Stunden 60° C (140° F).

In geschlossenem Behälter 0,67% Zusatz in 85 bis 120 Eindringasphalt.

TabeUe VI

Kombinierter Ohio- und Massachusetts-Test (24 Stunden, 176,7° C)

Zusatz

Art des Asphalts Art des Steines

Anfangsüberzug

Abstreifung

24 Stunden

RD 2323

Zusatz A
Zusatz B

RD 2323
Zusatz A
Zusatz B

0,5 0,5 0,5

MC-3 MC-3 MC-3

MC-3 MC-3 MC-3 Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50 % Sfficakies 50% Kalkstein

50% Silicakies 50% Kalkstein

50% Sfficakies 50 % Kalkstein

100 100 100

15

20 20

Massachusetts-Wärmetest.
Massachusetts- und Ohio-Abstreifteste. Behandlung:

RC-2 — 5 Stunden Zimmertemperatur. MC-3 — 5 Stunden 60° C (140° F).

In geschlossenem Behälter 0,5 % Zusatz in MC-3. Die folgenden Versuchsdaten zeigen die überlegene Leistungsfähigkeit von RD 2323 unter verschiedenen Versuchsbedingungen. Diese Daten werden in Gruppen zu dreien angegeben, um die Wirkung der Testbedingungen auf den Zusatz und das Vergleichsmaterial hervorzuheben. Tabelle VII zeigt die beträchtliche Überlegenheit von RD 2323 unter den härtesten Wärmebedingungen (232,2° C Tage lang). Mit dem abgewandelten Oberbach-Test (vgl. Teer und Bitumen, 1936, S. 271 bis 274, 287 bis 291) wurde nur 4% Abstreifung von Rhyolit und 7% von einer Mischung in Verhältnis 50 : 50 von Kalkstein und Sfficakies festgestellt, während der Vergleichsstoff 25 % und 35 % Abstreifung unter entsprechenden Bedingungen zeigte.

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11 12

Tabelle VII

Abgewandelter Oberbach-Test (Stationäre .Immersion) (7Tage 232,2° "C). ,", ""

. Zusatz	Zusatz % ■"■■	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug Vo	Abstreifung °/o 24 Stunden
RD2323 RD 2323 Zusatz A Zusatz A	0,75 0,75 0,75 0,75	RC-2 RC-2 { RC-2 RC-2 j	Rhyolit 50°/₀ Kalkstein 50% Silicakies Rhyolit 50% Kalkstein 50% Silicakies	100 1 100 85 1 80	4 7 25 35

Die Tabellen VIII, IX und X zeigen die Leistungsfähigkeit von RD 2323 bei drei verschiedenen Testen im Temperaturbereich von Zimmertemperatur bis 107,2° C. Die drei angewendeten Teste waren: der abgewandelte Nicholson-Test (vgl. Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists, 1932, S. 28 bis 49), der abgewandelte Oberbach-Test und der feuchte Überzugstest.

Tabelle VIII

Keine Temperatur- oder zeitliche Wärmebelastung (Abgewandelter Nicholson-Test)

Zusatz

Zusatz Art des
Asphalts

Art des Steines

Anfangsüberzug

Abstreifung

o/ /o

Kontronversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

0,5

MC-3 MC-3 MC-3

MC-3 MC-3 MC-3 Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50% Kalkstein
% Silicakies

50% Kalkstein
50% Silicakies

Abgewandelter Oberbach Test

MC-3	J	Rhyolit	Rhyolit
MC-3	1	Rhyolit	Rhyolit
MC-3	ί	Rhyolit	Rhyolit
"Art"/"* O	1	50% Kalkstein	50% Kalkstein
MC-3	ί	50 % Silicakies	50% Silicakies
	1	50% Kalkstein	50% Kalkstein
MC-3	50 % Silicakies	50% Silicakies
	50% Kalkstein	50% Kalkstein
MC-3	50%Silicakies	50% Silicakies
Feuchter	Überzugstest
MC-3
MC-3
MC-3
	J
MC-3	1
	/
MC-3	1
	ί
MC-3	1

100 100 100

90 100 100

80 100 100

85 2

50

12

90 0 5

65

15

13

TabeUeIX

(7 Tage bei 107,2° C)

Abgewandelter Nicholson-Test

14

Zusatz

Art des Asphalts

Art des Steines

Anfangsüberzug

Abstreifung

7o

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 23 23

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

MC-3 MC-3 MC-3

Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50°/₀ Kalkstein 50°/₀ Silicakies

50°/₀ Kalkstein 50% Silicakies

50°/₀ Kalkstein 50 °/₀ Silicakies

Abgewandelter Oberbach-Test

MC-3 MC-3 MC-3

Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50% Kalkstein 50% Silicakies

Feuchter Überzugstest

MC-3 MC-3 MC-3

Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50% Kalkstein 50% Silicakies

100 100 100

90 100 100

80

100

95

TabeUe X

14 Tage bei 107,2° C Abgewandelter Nicholson-Test

80

20

60

25

80

20

80

30

Zusatz	Zusatz %	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug %	Abstreifung %
Kontrollversuch RD 2323 Zusatz A Kontrollversuch RD 2323 Zusatz A	0 0,5 0,5 0 0,5 0,5	MC-3 MC-3 MC-3 MC-3 j MC-3 { MC-3 j	Rhyolit Rhyolit Rhyolit 50% Kalkstein 50% Silicakies 50% Kalkstein 50% Silicakies 50% Kalkstein 50% Silicakies	100 100 100 } 100 j 100 } 100	80 3 30 80 4 25

I 102 033

Noch Tabelle X
Abgewandelter Oberbach-Test

16

Zusatz	Zusatz °/o	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug °/o	Abstreifung °/o
Kontrollversuch RD 2323 Zusatz A Kontrollversuch RD 2323 Zusatz A	0 0,5 0,5 0 0,5 0,5	MC-3 MC-3 MC-3 MC-3 j MC-3 j MC-3 j	Rhyolit Rhyolit Rhyolit 50% Kalkstein 50% Silicakies 50% Kalkstein 50% Silicakies 50% Kalkstein 50% Silicakies	100 100 100 } 100 } 100 j 100	80 4 35 50 5 35

Feuchter Uberzugstest

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

Kontrollversuch

RD 2323

Zusatz A

0,5

MC-3 MC-3 MC-3

MC-3'

MC-3

Rhyolit
Rhyolit
Rhyolit

50% Kalkstein
50% Silicakies

90 100 100

70

100

80

Die Tabellen XI und ΧΠ zeigen die Leistungsfähigkeit von RD 2316 und RD 2317 mit Rhyolit bzw. Kalkstein unter Anwendung des Testes ohne Wärmezufuhr und

nach 24 Stunden bei 176,7° C unter Anwendung der Abstreifteste der Staaten Ohio und Massachusetts.

TabeUeXI
Test ohne Wärmezufuhr

Zusatz	Zusatz	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug 7o	Abstreifung 24 Stunden
RD 2316 RD 2316 RD 2317 RD 2317	0,5 0,5 0,5 0,5	MC-3 RC-2 MC-3 RC-2	Rhyolit Rhyolit Kalkstein Kalkstein	100 100 100 100	0 0 1 1

Auf der Basis der Abstreifteste der Staaten Massa- _{Die oMge Behandlung ergibt maxmaale} Druckkraft-

chusetts und Ohio. festigkeiten. In geschlossenem Behälter 0,67 % Zusatz in

Behandlung: 85 bis 120 Eindringasphalt — (RC-2).

RC-2 Überzogener Stein — 5 Stunden Zimmer- ₅₅

temperatur. I_n geschlossenem Behälter 0,50 % in MC-3. MC-3 Überzogener Stein — 5 Stunden 60° C (140° F).

TabeUe XII
24 Stunden 176,7° C (350° F) Wärmetest

Zusatz	Zusatz %	Art des Asphalts	Art des Steines	Anfangsüberzug 7o	Abstreifung 24 Stunden
RD 2316 RD 2316 RD 2317 RD 2317	0,5 0,5 0,5 0,5	MC-3 RC-2 MC-3 RC-2	Rhyolit Rhyolit Kalkstein Kalkstein	100 100 100 100	0 0 1 2

Auf der Basis des Massachusetts-Wärmetestes und der Formel

kombinierten Abstreifteste der Staaten Ohio und Massachusetts.
Behandlung:

RC-2 — 5 Stunden Zimmertemperatur.

MC-3 — S Stunden 60° C (140° F).

Die obige Behandlung ergibt maximale Druckkraftfestigkeiten. In geschlossenem Behälter 0,67 °/₀ Zusatz in bis 120 Eindringasphalt — (RC-2).

Im geschlossenen Behälter 0,50 °/₀ Zusatz in MC-3.

Die Tabelle XIII zeigt die Leistungsfähigkeit eines Zusatzes, der durch Mischung von 1 Mol Diamin der (CH₂CH₂O^H

R-N-CH₂CH₂CH₂-N:

.(CH₂CH₂O)^H
(CH₂CH₂O)₃H

in der R eine Mischung von aliphatischen Kohlenwasserstoffresten, wie sie in Talgfettsäuren enthalten sind, darstellt und die Summe von χ + y + ζ gleich 10 beträgt, mit 1,5 Molen Mischung A hergestellt wird. Der Massachusetts-Wärme- und -Abstreiftest wurde angewendet.

TabeUe XIII

Zusatz 7o	Art des Asphalts	Art des Zuschlages	Über zogen °/o	Abstreifung % 24 Stunden
0,5	RC-2 j	50'Vo Kalkstein 50% Silicakies	} 100	1

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer abstreif festen Bitumenmischung, insbesondere für den Straßenbau, unter Verwendung von Reaktionsprodukten von Polyaminen mit organischen Säuren, dadurch ge kennzeichnet, daß einem Bitumen etwa 0,05 bis 2,5 Gewichtsprozent eines hitzestabüen Aminsalzes zugesetzt werden, das durch Mischen von 1 bis 2 Moläquivalenten einer organischen Monocarbonsäure mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 1 Moläquivalent eines Diamins der allgemeinen Formel

(CH₂CH₂O)^H

R-N-CH₂CH₂CH₂-N;

(CH₂CH₂O)₃H

hergestellt ist, in der R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt und x, y und ζ ganze Zahlen sind, deren Summe 2 bis 10 beträgt, vorzugsweise mit N-Talg-N,N',N'-tris-(hydroxyäthyl)-trimethylendiamin.

2. Verfahren zur Herstellung einer abstreif festen Bitumenmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bitumen verwendet wird, welches 0,2 bis 0,85 Gewichtsprozent des Aminsalzes enthält.

3. Verfahren zur Herstellung einer abstreiffesten Bitumenmischung nach Anspruch 1 zur Aufbringung auf mineralische Oberflächen alkalischer Natur, vorzugsweise Kalkstein, beim Straßenbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aminsalz verwendet wird, das

durch Mischen von 1,7 bis 2 Moläquivalenten der organischen Monocarbonsäure, vorzugsweise einer Mischung von Tallölsäuren, mit einem Moläquivalent des Diamins hergestellt ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer abstreiffesten Bitumenmischung nach Anspruch 1 zur Aufbringung auf mineralischen Oberflächen von saurer Art, vorzugsweise Rhyolit, beim Straßenbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aminsalz verwendet wird, das durch Mischung von 1 Moläquivalent der organischen Monocarbonsäure, vorzugsweise einer Mischung von Tallölsäuren, mit 1 Moläquivalent des Diamins hergestellt ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer abstreif festen Bitumenmischung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß R in dem Aminsalz eine Mischung von Kohlenwasserstoffresten darstellt, wie sie im Talg, im Kokosnußöl oder im Sojabohnenöl vorkommen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 814866, 925 277;
österreichische Patentschrift Nr. 169 335 ;
schweizerische Patentschrift Nr. 281 442;
britische Patentschriften Nr. 560 716, 638 654, 695 108, 744505;

USA.-Patentschriften Nr. 2 478162, 2 508 428 bis 2 508 431, 2 438 318, 2 416134, 2 419 404, 2 534 828, 721807;

französische Patentschriften Nr. 1004480, 1007 202; Managold, Emulsionen, 1952, S. 43 und 173;
Abraham, Asphalts and Allied Substances, 1945, Vol. 1, S. 647.