DE1156693B

DE1156693B - Bituminous, cationic, aqueous emulsion, especially for road construction

Info

Publication number: DE1156693B
Application number: DEH40237A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hoffmann; Dr Paul Koppe
Original assignee: WM HILGERS CHEM FAB
Current assignee: WM HILGERS CHEM FAB
Priority date: 1960-08-18
Filing date: 1960-08-18
Publication date: 1963-10-31
Also published as: DE1469194A1

Description

Bitumenhaltige, kationenaktive, wäßrige Emulsion, insbesondere für den Straßenbau Im Straßenbau ist es bekannt, bituminöse Bindemittel in heiß- oder kaltflüssigem Zustand in dünner Schicht auf einer vorhandenen Fahrbahn zu verteilen, beispielsweise um eine Decklage aus bituminösem Mischgut fest mit der Unterlage zu verbinden. Bituminous, cationic, aqueous emulsion, especially for road construction In road construction it is known to use bituminous binders in hot or to distribute cold liquid state in a thin layer on an existing roadway, for example, a top layer of bituminous mix firmly attached to the base connect to.

Eine besondere Schwierigkeit liegt dabei darin, den auszubreitenden Bindemittelfilm möglichst dünn zu halten, da es bekannt ist, daß der vorgelegte Bindemittelfilm bei einer Überdosierung zum Durchschlagen durch die Decklage neigt. Man verwendet daher zum Voranstrich des Untergrundes Kaltbindemittel in Form von Lösungen der bituminösen Stoffe in leichtflüchtigen, organischen Lösungmitteln oder in Form wäßriger, bituminöser Emulsionen, die beide auf Grund ihrer niedrigen Viskosität die Verteilung dünner Filme erleichtern.A particular difficulty lies in the one to be spread To keep the binder film as thin as possible, as it is known that the submitted In the event of an overdose, the binder film tends to penetrate through the top layer. Cold binders in the form of are therefore used to prime the substrate Solutions of bituminous substances in volatile, organic solvents or in the form of aqueous, bituminous emulsions, both due to their low viscosity facilitate the distribution of thin films.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß Schwierigkeiten auftreten, wenn der Untergrund staubig oder feucht ist und ein festhaftender bituminöser Film von sehr geringer Filmdicke erzielt werden soll. Es liegt nahe, diese Schwierigkeiten durch eine weitere Verdünnung der bekannten Kaltbindemittel zu überwinden, jedoch ist eine Erhöhung des Lösungsmittelanteils in Bitumenlösungen auf 30 bis 40 ovo wegen der Feuergefährlichkeit oder der physiologischen Bedenklichkeit großer Mengen leichtfiüchtiger Lösungsmittel unerwünscht. However, it has been found that difficulties arise when the The surface is dusty or damp and the bituminous film is very sticky thin film thickness is to be achieved. It stands to reason to get through these difficulties a further dilution of the known cold binders has to be overcome, however an increase in the proportion of solvents in bitumen solutions to 30 to 40 ovo because of the fire hazard or the physiological dangers of large quantities of volatile substances Solvents undesirable.

Derartige Lösungen sind außerdem mit den gebräuchlichen Straßenbaudruckspritzen kaum zu handhaben.Such solutions are also available with the common road construction pressure sprayers hardly manageable.

Auch haben Versuche ergeben, daß die Benetzung feuchter und staubiger Flächen trotz der Dünnflüssigkeit derartiger Lösungen unzureichend ist. Auch die Erhöhung des Wasseranteils in den bekannten bituminösen Emulsionen bringt nicht den gewünschten Erfolg.Tests have also shown that the wetting is more humid and dusty Areas is inadequate in spite of the thin liquidity of such solutions. Also the Increasing the water content in the known bituminous emulsions does not help the desired success.

Es ist ferner bekannt, zerkleinertes, mineralisches und organisches Material mit einem plastischen Bindemittel unter Verwendung einer anionenaktiven Emulsion zu umhüllen, wobei der anionenaktiven Emulsion Lösungsmittel wie Benzin, Nitrobenzol, Benzol, Anilin od. dgl. zugesetzt werden, um die Brechung der Emulsion zu erleichtern. It is also known to be crushed, mineral and organic Material with a plastic binder using an anion-active one Enveloping emulsion, the anion-active emulsion using solvents such as gasoline, Nitrobenzene, benzene, aniline or the like can be added to break the emulsion to facilitate.

Während die bisher im Straßenbau fast ausschließlich verwendeten anionenaktiven Emulsionen, gleichviel ob sie leichtflüchtige organische Lösungsmittel enthielten oder nicht, nicht in der Lage waren, feuchte oder staubige Flächen in zufriedenstellender Weise zu benetzen, wurde gefunden, daß befriedigende Ergebnisse mit einer kationenaktiven bituminösen Emulsion erzielt werden, bei deren Herstellung sowohl bestimmte Mengen leichtflüchtiger organischer Lösungsmittel als auch erhöhte Wassermengen ver- wendet werden. Dabei hat sich ergeben, daß ein derartiges Kaltbindemittel nicht nur die Verteilung sehr dünner Filme ermöglicht, sondern eine Reihe weiterer Vorteile für den Straßenbau bringt. Gegenstand der Erfindung ist eine als Kaltbindemittel im Straßenbau verwendbare, kationenaktive, wäßrige Emulsion, bei der das Bitumen in mindestens 25 0/o, vorzugsweise 30 bis 4O0/o, bezogen auf die bituminöse Phase, eines leichtflüchtigen Lösungsmittels gelöst und diese Lösung unter Verwendung von mindestens 10/o, vorzugsweise 1,5 bis 3 0/o. bezogen auf die Gesamtemulsion, langkettiger Amine und/oder quaternärer Ammoniumverbindungen als Emulgatoren in mindestens der gleichen Menge Wasser emulgiert ist. Unter einem leicht flüchtigen Lösungsmittel ist dabei ein Lösungsmittel verstanden, dessen Anteile mit ihrem Siedepunkt unter 2500 C liegen und von denen mindestens die Hälfte bis 2000 C überdestilliert. While the previously used almost exclusively in road construction anion-active emulsions, regardless of whether they are volatile organic solvents contained or not, were unable to move into damp or dusty surfaces wetting satisfactorily, it has been found that satisfactory results can be achieved with a cationic bituminous emulsion during its manufacture both certain amounts of volatile organic solvents as well as increased Water quantities be turned. It has been found that such a cold binder enables not only the distribution of very thin films, but a number of others Brings advantages for road construction. The invention relates to a cold binder Cation-active, aqueous emulsion that can be used in road construction, in which the bitumen in at least 25%, preferably 30 to 40%, based on the bituminous phase, of a volatile solvent and this solution using at least 10 / o, preferably 1.5 to 3 0 / o. based on the total emulsion, longer-chain Amines and / or quaternary ammonium compounds as emulsifiers in at least the emulsified with the same amount of water. Under a volatile solvent is understood to mean a solvent, the proportions of which with their boiling point below 2500 C and of which at least half distilled over to 2000 C.

Gut geeignete Emulgatoren werden erhalten, wenn die langkettigen Amine durch Zugabe organischer oder anorganischer Säuren in ihre Salze übergeführt sind. Zweckmäßig enthält die gebrauchsfertige Emulsion 50 bis 70°/o, vorzugsweise etwa 60°/o, Wasser. Well-suited emulsifiers are obtained when the long-chain Amines converted into their salts by adding organic or inorganic acids are. The ready-to-use emulsion expediently contains 50 to 70%, preferably about 60% water.

Besonders geeignet sind Emulsionen, bei denen die Ölphase eine Viskosität von höchstens 200 Sekunden Auslaufzeit, gemessen im Straßenteerviskosimeter mit der Viermillimeterdüse bei 250 C, aufweist.Emulsions in which the oil phase has a viscosity are particularly suitable of a maximum of 200 seconds flow time, measured in the road viscometer with the four-millimeter nozzle at 250 ° C.

Die Feuergefährlichkeit niedrigsiedender Lösungsmittel ist durch die Emulgierung in Wasser an sich schon weitgehend vermindert. Zur weiteren Vermeidung der Feuergefährlichkeit ist es zweckmäßig, wenn wenigstens die niedrigsiedenden Bestandteile des leichtflüchtigen Lösungsmittels chlorierte Kohlenwasserstoffe sind. The fire hazard of low-boiling solvents is through the emulsification in water already largely reduced. For further avoidance the fire hazard, it is useful if at least the low-boiling Components of the volatile solvent are chlorinated hydrocarbons.

Es hat sich ergeben, daß sich eine derartige Emulsion auf Grund ihrer hohen Anteile verflüssigender Stoffe zur Ausbreitung sehr dünner, bituminöser Filme eignet, wobei sie infolge der Dünnflüssigkeit der Gesamtemulsion in Poren einsinkt und Staubteilchen umnetzt. Dabei können die zu behandelnden Flächen sowohl trocken als auch feucht sein. It has been found that such an emulsion because of their high proportions of liquefying substances for the spreading of very thin, bituminous films suitable, whereby it sinks into pores as a result of the thin liquid of the overall emulsion and dust particles. The surfaces to be treated can be both dry as well as being damp.

Es wurde weiter gefunden, daß die Emulsion auch dickere Schichten feinkörniger und selbst staubförmiger Mineralstoffe zu durchdringen vermag und daß hierbei, im Gegensatz zu den gebräuchlichen Bitumenemulsionen, die bituminöse Phase nicht in Form mehr oder weniger viskoser, bituminöser Tröpfchen abfiltriert wird. Vielmehr setzt beim Kontakt mit staubförmigen Mineralstoffen sehr rasch eine Emulsionsbrechung ein, und zwar in der Weise, daß die bituminöse Phase an der hohen spezifischen Oberfläche dieser Mineralstoffe in extrem dünnen Filmen adsorbiert wird. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Ausbildung dieser Bitumenfilme das Vordringen der Emulsion in feinkörnigen Schichten nicht behindert und daß auch die bituminöse Phase der Emulsion nach der Emulsionsbrechung noch selbsttätig weiter eindringt. It was further found that the emulsion also has thicker layers able to penetrate fine-grained and even powdery minerals and that here, in contrast to the common bitumen emulsions, the bituminous phase is not filtered off in the form of more or less viscous, bituminous droplets. On the contrary, the emulsion breaks very quickly when it comes into contact with dusty minerals a, in such a way that the bituminous phase at the high specific surface these minerals are adsorbed in extremely thin films. It turned out surprisingly shown that the formation of these bitumen films the penetration of the emulsion in fine-grained Layers not hindered and that the bituminous phase of the emulsion after the Emulsion break still penetrates further automatically.

Versuche haben ergeben, daß Emulsionen gemäß der Erfindung im Straßenbau die Lösung einer Reihe bisher nicht befriedigend gelöster Aufgaben ermöglicht. Infolge des Vermögens der Emulsion, auch staubförmige Mineralstoffe zu durchdringen, ist die Emulsion zur Behandlung von staubigem Untergrund oder alten Straßendecken vor dem Aufbringen von bituminösen Deckschichten besonders geeignet. Auch kann sie zur » Kaltverschweißung « bituminöser Schichten untereinander, die in mehreren Lagen aufgebracht werden, mit Vorteil verwendet werden. Vermöge ihrer hohen Diffussionsgeschwindigkeit eignet sie sich auch zum Tränken und Absiegeln von Schüttungen mit hohem Feinkornanteil. Hierdurch können beispielsweise solche Bodenmassen, die an sich infolge eines hohen Feinkomanteiles zur Herstellung einer frostsicheren Unterbauschüttung ungeeignet wären, in einen wasserabweisenden Zustand übergeführt werden. Auch können Flächen, die mit Asche, Schlacke od. dgl. bedeckt sind und die nicht mit einer festen bituminösen Deckschicht versehen werden sollen, durch ein- oder mehrmaliges Aufbringen der Emulsion von einer lästigen Staubbildung befreit werden. Auf diese Weise ergibt sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Emulsion zur Beseitigung der Staubbelästigung auf nicht befestigten Wegen und Plätzen, beispielsweise auf Schulhöfen, Sportplätzen u. dgl. Tests have shown that emulsions according to the invention in road construction enables the solution of a number of previously unsatisfactory tasks. As a result the ability of the emulsion to penetrate dust-like minerals the emulsion for treating dusty surfaces or old road surfaces particularly suitable for the application of bituminous surface layers. It can also be used for "Cold welding" of bituminous layers to one another, which are in several layers are applied, can be used with advantage. By virtue of their high rate of diffusion it is also suitable for impregnating and sealing fillings with a high proportion of fine grain. In this way, for example, such soil masses, which in themselves as a result of a high Fine grains are unsuitable for creating a frost-proof foundation fill would be converted into a water-repellent state. Areas, which are covered with ash, slag or the like and which are not covered with a solid bituminous Top layer should be provided by applying the emulsion one or more times be freed from annoying dust formation. This is how the Use of the emulsion according to the invention to eliminate the dust nuisance unpaved paths and places, for example in schoolyards, sports fields and the like

Emulsionen gemäß der Erfindung können ferner in geringen Mengen von l °/o und weniger, bezogen auf das Mineral, mit gebrochenem Gesteins splitt vermischt werden. Auf diese Weise entsteht auf der Splittoberfläche ein ganz dünner, festhaftender, bituminöser Film, dessen Entstehung auch durch die Anwesenheit von Staub und Feuchtigkeit nicht gestört wird. Dieser sogenannte mager umhüllte Splitt eignet sich zum Einwalzen in bituminöse Decklagen, die hierdurch rauh gestaltet werden. Im Gegensatz zu den bekannten Methoden zur Herstellung derartigen Abdecksplitts kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Emulsion eine viel niedrigere Menge an effektiv wirksamen bituminösen Bindemitteln eingesetzt werden, wodurch der so behandelte Splitt schon kurz nach Beendigung des Mischvorganges nicht mehr klebt. Er besitzt eine ausgezeichnete Streu- und Rieselfähigkeit und ist deshalb in Verteilungsgeräten gut zu verarbeiten. Emulsions according to the invention can also be used in small amounts of 1 per cent and less, based on the mineral, mixed with crushed stone chippings will. In this way, a very thin, firmly adhering, bituminous film, the formation of which is also due to the presence of dust and moisture is not disturbed. This so-called lean-coated grit is suitable for rolling in in bituminous surface layers, which are made rough as a result. In contrast to the known methods for producing such covering grit can be used when using the emulsion according to the invention a much lower amount of effectively effective bituminous binders are used, whereby the thus treated chippings beautiful shortly after the end of the mixing process no longer sticks. He owns an excellent Can be spread and poured and is therefore easy to process in distribution devices.

Schließlich können die erfindungsgemäßen Emulsionen auch zum Dichten poröser Bauwerke selbst unter Wasser verwendet werden. Dabei diffundiert die Emulsion mit dem Sickerwasser in die Bauwerke hinein und vermag infolge der Dünnflüssigkeit der Ölphase die porösen Schichten selbst in der Tiefe zu durchdringen und abzudichten. Auch Fließsandschichten können durch Injizieren derartiger Emulsionen zum Stehen gebracht werden. Finally, the emulsions according to the invention can also be used for sealing porous structures can even be used underwater. The emulsion diffuses in the process with the seepage water into the structures and is able to do so as a result of the thin liquid the oil phase to penetrate and seal the porous layers even in depth. Layers of flowing sand can also be made to stand by injecting such emulsions to be brought.

Durch Testversuche konnte zusätzlich auch festgestellt werden, daß sich bei einer Verarbeitung von geeigneten Kernsandmischungen die Herstellung von Formkernen, die mit einer Emulsion nach der Erfindung durchtränkt und unter Druckeinwirkung von angewärmter Kohlensäure verfestigt wurden, bei Sandformen für die verschiedensten Gußlegierungen bestens bewährt hat. Through tests it could also be found that When processing suitable core sand mixtures, the production of Mold cores impregnated with an emulsion according to the invention and under the action of pressure were solidified by warmed carbon dioxide, in sand molds for the most diverse Cast alloys has proven its worth.

Die Emulsionen gemäß der Erfindung können auch in der Weise hergestellt werden, daß in wäßrige kationaktive Bitumenemulsion mit den beanspruchten Mengenverhältnissen nachträglich das leichtflüchtige Lösungsmittel eingearbeitet wird oder daß eine solche Bitumenemulsion mit einer wäßrigen Emulsion der leichtilüchtigen Lösungsmittel vermischt wird. The emulsions according to the invention can also be prepared in the manner that in aqueous cationic bitumen emulsion with the claimed proportions subsequently the volatile solvent is incorporated or that a such bitumen emulsion with an aqueous emulsion of volatile solvents is mixed.

Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen einige Möglichkeiten für die Zusammensetzung von erfindungsgemäßen bitumenhaltigen, kationaktiven, wäßrigen Emulsionen gemäß der Erfindung. The following embodiments show some possibilities for the composition of bituminous, cation-active, aqueous according to the invention Emulsions according to the invention.

Rezeptbeispiele Beispiel 1 Emulsion mit hohem Netzvermögen, Verhältnis Bitumen zu Lösungsmittel = 70:30 In 58 Teilen Wasser, 1,2 Teilen Fettsäuremonoamin mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Fettsäuremolekül, 0,6 Teilen Essigsäure (600/oig), 0,2 Teilen Kalziumchlorid wird eine Lösung aus 28 Teilen Bitumen 200, 7 Teilen Kerosin (Siedebereich 180 bis 2200 C), 5 Teilen Trichloräthylen Kp. 870 C in bekannter Weise emulgiert. Recipe Examples Example 1 High Wetting Emulsion, Ratio Bitumen to solvent = 70:30 in 58 parts of water, 1.2 parts of fatty acid monoamine with 12 to 18 carbon atoms in the fatty acid molecule, 0.6 parts of acetic acid (600 / oig), 0.2 parts of calcium chloride is a solution of 28 parts of bitumen 200 and 7 parts of kerosene (Boiling range 180 to 2200 C), 5 parts of trichlorethylene boiling point 870 C in a known manner emulsified.

Die Viskosität der Emulsion ist 2,5 E/200 C, die Viskosität der bituminösen Phase ist 60 Sekunden Auslaufzeit in der 4-mm-Düse des Straßenteerviskosimeters bei 250 C, der Flammpunkt der Lösungsmittelanteile liegt über 550C. Die Emulsion kann ohne Gefahr aus den gebräuchlichen Straßenbauspritzgeräten aufgesprüht werden. The viscosity of the emulsion is 2.5 E / 200 C, the viscosity of the bituminous The phase is 60 seconds of flow time in the 4 mm nozzle of the road tar viscometer at 250 C, the flash point of the solvent components is above 550C. The emulsion can be sprayed on from common road construction sprayers without danger.

Beispiel 2 Kationaktive Emulsion mit weiter gesteigertem Netzvermögen Verhältnis Bitumen zu Lösungsmittel= 60 : 40, Emulgatorkombination von verstärkter Basizität der lipophilen Seite und auf 2,4 Gewichtsprozent erhöhter Emulgatormenge In 54 Teilen Wasser, 1,5 Teilen primärem Oleyl-Monoamin, 0,8 Teilen Salzsäure (380/oig), 0,7 Teilen Alkyltrimethylammoniumchlorid wird eine Lösung von 25 Teilen Verschnittbitumen nach DIN 1995 (Ausgabe Februar 1960), 3 Teilen Testbenzin (Siedebereich 130 bis 1600 C), 6 Teilen Lösungsbenzol (150 bis 180 C), 4 Teilen Athylenchlorid Kp. 830 C, 5 Teilen Tetrachlorkohlenstoff Kr. 760 C in bekannter Weise emulgiert. Example 2 Cation-active emulsion with further increased wetting power Ratio of bitumen to solvent = 60:40, emulsifier combination of reinforced Basicity of the lipophilic side and an amount of emulsifier increased to 2.4 percent by weight In 54 parts of water, 1.5 parts of primary oleyl monoamine, 0.8 parts of hydrochloric acid (380%), 0.7 parts of alkyltrimethylammonium chloride is a solution of 25 parts of cut bitumen according to DIN 1995 (February 1960 edition), 3 parts white spirit (boiling range 130 to 1600 C), 6 parts of solvent benzene (150 to 180 C), 4 parts of ethylene chloride Bp. 830 C, 5 parts of carbon tetrachloride Kr. 760 C emulsified in a known manner.

Beispiel 3 Kationaktive Emulsion zum Tränken und Absiegeln poröser Oberflächen. Durch die Verwendung von Steinkohlenteerpech und flüchtigen Aromaten entsteht eine gewisse Benzinfestigkeit der Absiegelung In 58,6 Teilen Wasser, 1,8 Teilen Stearyl-Propylen-Diamin, 1,2 Teilen Essigsäure (600/oig), 0,4 Teilen Dodecylbenzyl-trimethylammonium-chlorid wird eine Lösung aus 22 Teilen Steinkohlenteerpech (Erweichungspunkt nach Kraemer-Sarnow 70° C), 8 Teilen Steinkohlenteerleichtöl (Siedebereich 170 bis 2003 C), 3 Teilen Xylol Kp. etwa 1400 C, 5 Teilen Tetrachlorkohlenstoff Kp. 760 C in bekannter Weise emulgiert. Example 3 Cation-active emulsion for soaking and sealing porous Surfaces. Through the use of coal tar pitch and volatile aromatics there is a certain gasoline resistance of the seal in 58.6 parts of water, 1.8 Parts of stearyl-propylene-diamine, 1.2 parts of acetic acid (600 / oig), 0.4 parts of dodecylbenzyl-trimethylammonium chloride becomes a solution of 22 parts of coal tar pitch (softening point according to Kraemer-Sarnow 70 ° C), 8 parts coal tar light oil (boiling range 170 to 2003 C), 3 parts Xylene, boiling point 1400 ° C, 5 parts carbon tetrachloride, boiling point 760 ° C in a known manner emulsified.

Als bituminöse Stoffe sind verwendbar: alle Bitumina, die in aliphatischen, aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln ohne Rückstand löslich sind, beispielsweise die Straßenbaubitumen B 80, B 200, B 300. Grundsätzlich können jedoch auch härtere bituminöse Stoffe, insbesondere Hochvakuumbitumen, Teerpeche, Erdwachse oder sogenannte »geblasene Bitumen« auf die erfindungsgemäße Weise zu Emulsionen mit hohem Netzvermögen verarbeitet werden. The following can be used as bituminous substances: all bitumens that are contained in aliphatic, aromatic or chlorinated hydrocarbon solvents soluble without residue are, for example, the road construction bitumen B 80, B 200, B 300. In principle, can but also harder bituminous substances, especially high vacuum bitumen, tar pitch, Earth waxes or so-called "blown bitumen" in the manner according to the invention Emulsions with high wetting power can be processed.

Schließlich ist es auch möglich, in die bituminösen Stoffe bei ihrer Auflösung kleine Menge von Gummi oder in Kohlenwasserstofflösungsmitteln lösliche, thermoplastische Kunststoffe einzuarbeiten. Finally, it is also possible to use the bituminous substances in their Dissolving small amount of rubber or soluble in hydrocarbon solvents, incorporate thermoplastics.

Die kationaktiven Emulsionen gemäß der Erfindung unterscheiden sich in ihrem Verhalten wesentlich von den bisher bekannten Lösungen von Bitumen in Lösungsmitteln sowie von den Bitumenemulsionen. The cation-active emulsions according to the invention differ in their behavior substantially different from the previously known solutions of bitumen in solvents as well as bitumen emulsions.

Die dünnflüssige Emulsion vermag, wie erwähnt, feinkörnige, selbst staubförmige Mineralstoffe zu durchdringen. Es ist nicht erforderlich, daß die Emulsion sehr stabil eingestellt ist, da auch nach der Entmischung bei der Phase, wie sie beim Durchdringen feinkörniger oder poröser Stoffe erfahrungsgemäß schnell eintritt, die dünnflüssige Form der Ölphase ein weiteres Vordringen ermöglicht, was überraschenderweise selbst durch Anwesenheit von Wasser nicht verhindert wird. In Lösungsmitteln gelöste, bituminöse Stoffe sind dagegen nicht in der Lage, Staubfilme zu durchdringen, insbesondere wenn in diesen Feuchtigkeit vorhanden ist.As mentioned, the thin-bodied emulsion is capable of fine-grained emulsions by itself to penetrate dust-like minerals. It is not necessary that the emulsion is set to be very stable, since even after the demixing in the phase as it is When fine-grained or porous substances penetrate, experience has shown that this occurs quickly, the thin liquid form of the oil phase allows further penetration, which surprisingly is not prevented even by the presence of water. Dissolved in solvents, Bituminous substances, on the other hand, are not able to penetrate dust films, in particular if there is moisture in them.

Im Gegensatz zu bestimmten, sogenannten »hochstabilen« bituminösen Emulsionen, mit denen man bisher feinkörnige Mineralstoffe zu durchdringen versucht hat, zieht die sich abscheidende Ölphase der erfindungsgemäßen Emulsion auf die Oberflächen der Mineralstoffteilchen sehr leicht auf, wobei sie sogar das Wasser von den Oberflächen zu verdrängen vermag. Infolge der raschen Adsorption der Ölphase kann ein System Mineralstoff-Luft-Bitumenlösung-Wasser, das durch Tränken feinkörniger Mineralstoffe mit der erfindungsgemäßen Emulsion gebildet wurde, kurze Zeit nach der Tränkung nicht mehr in Wasser aufgeschlämmt werden. Vielmehr bildet sich eine Masse, die je nach Kornaufbau und den Mengenverhältnissen eine etwas unterschiedliche Konsistenz besitzen kann, die aber von Anfang an wasserunempfindlich ist und die durch Lösungsmittel- verdunstung fortschreitend erhärtet. Dieses Verhalten macht die Emulsion zur Herstellung frostsicherer Unterbauschüttungen besonders geeignet. In contrast to certain so-called "highly stable" bituminous ones Emulsions with which one tried to penetrate fine-grained minerals up to now has, pulls the separating oil phase of the emulsion according to the invention on the Surfaces of the mineral particles very easily, they even the water able to displace from the surfaces. As a result of the rapid adsorption of the oil phase can be a mineral-air-bitumen-water system that is fine-grained by soaking Minerals with the emulsion according to the invention was formed shortly after the impregnation can no longer be suspended in water. Rather, one forms Mass, which is somewhat different depending on the grain structure and the proportions May have a consistency, but which is insensitive to water from the start and which by solvent evaporation progressively hardened. This behavior makes the emulsion is particularly suitable for the production of frost-proof foundation fillings.

Wird die kationaktive Emulsion auf ebenem, festem Untergrund ausgebreitet, so zeigt sie eine hohe Netzfähigkeit, und auch die Ölphase besitzt nach der Brechung ein hohes Netzvermögen, so daß sich selbst bei Anwendung extrem niedriger Mengen geschlossene Bitumenfilme bilden. Diese Filme werden auch im Beisein von Wasser am Untergrund adsorbiert, und sie haften so fest, daß sie beim Hinzutritt weiteren Wassers, beispielsweise bei einer Anwendung im Regen, nicht fortgespült werden. If the cation-active emulsion is spread on an even, firm surface, so it shows a high wetting ability, and also the oil phase possesses after the breakage a high wetting power, so that even when using extremely low amounts form closed bitumen films. These films are also made in the presence of water adsorbed on the subsurface, and they adhere so tightly that they add more when they are approached Water, for example when used in the rain, cannot be washed away.

Aus dem hohen Netzvermögen ergibt sich der Vorteil, daß bei Verwendung einer kationaktiven Emulsion gemäß der Erfindung bereits 0,2 kg/qm zur vollständigen Benetzung einer alten Straßendecke genügen, wobei nach Verdunstung aller flüchtigen Anteile der fest haftende Bitumenfilm nur ein Viertel und ein Drittel der aufgebrachten Emulsionsmenge beträgt. Dagegen werden die gebräuchlichen Kaltbindemittel zur Erzielung eines geschlossenen Films üblicherweise in Mengen von 0,6 bis 0, 8 kg/qm aufgespritzt, und es besteht bei ihrer Anwendung die dem Fachmann bekannte Gefahr, daß ein Teil dieses vorgespritzten Bindemittels in die darauf aufgebrachte Decklage abwandert, was insbesondere bei dünnen, bituminösen Teppichbelägen, wie sie beispielsweise mit 25 kg/qm Asphaltfeinbeton hergestellt werden, den Nachteil der »Überfettung« des Mischgutes und damit des Weichwerdens und der Wellenbildung des Belages ergibt. Mit der erfindungsgemäßen Emulsion wird diese Gefahr vermieden. The high wetting capacity has the advantage that when used a cation-active emulsion according to the invention already 0.2 kg / m2 to complete Wetting an old pavement is sufficient, but after evaporation all volatile Proportions of the firmly adhering bitumen film only a quarter and a third of the applied Amount of emulsion is. In contrast, the common cold binders are used to achieve a closed film usually sprayed on in quantities of 0.6 to 0.8 kg / sqm, and when using them there is the risk, known to the person skilled in the art, that a part this pre-sprayed binding agent migrates into the top layer applied on it, which is particularly the case with thin, bituminous carpets, such as those for example can be produced with 25 kg / sqm asphalt fine concrete, the disadvantage of "excessive grease" of the mixed material and thus the softening and the formation of waves in the surface. This risk is avoided with the emulsion according to the invention.

Versuche haben ergeben, daß die durch Verwendung von kationaktiven Emulsionen gemäß der Erfindung erzielten Vorteile mit den gebräuchlichen butiminösen Emulsionen, die durch Emulgierung eines heißflüssigen, bituminösen Stoffes hergestellt sind, auch dann nicht erreicht werden können, wenn diese Emulsionen mit Wasser verdünnt und auf einen entsprechend geringen Bitumengehalt eingestellt werden. Vergleichsversuche ergaben folgendes: Auf einer vorhandenen Fahrbahn wurden vier verschiedene bituminöse Emulsionen in jeweils zweierlei Weise ausgebreitet. Die zu behandelnde Fahrbahn bestand aus einer Tragschicht, die in bekannter Weise aus einem bituminierten Kies-Sand-Gemisch im Heißverfahren hergestellt war. Auf diese Unterlage war eine Verschleiß schicht aus Asphaltfeinbeton aufzubringen. Die Tragschicht war durch den üblichen Baustellenverkehr verschmutzt. Die groben Verunreinigungen waren mit mechanischen Kehrgeräten beseitigt worden, während feinere Staub- und Lehmfilme noch an der Tragschicht hafteten. Tests have shown that by using cation-active Emulsions according to the invention achieved advantages with the customary butiminous Emulsions produced by emulsifying a hot, liquid bituminous substance cannot be achieved even if these emulsions are diluted with water and adjusted to a correspondingly low bitumen content. Comparative experiments resulted in the following: On an existing roadway, four different bituminous ones were used Emulsions spread in two ways each. The road to be treated consisted of a base layer, which in a known manner consisted of a bituminized gravel-sand mixture was made in the hot process. There was a wear layer on this base to apply from fine asphalt concrete. The base course was due to the usual construction site traffic dirty. The coarse dirt was removed with mechanical sweepers while finer films of dust and clay still adhered to the base course.

Die dem Fachmann bekannte Schwierigkeit, solche Staubfilme mechanisch zu beseitigen, erforderten zur Staubbindung vor dem Aufbringen der Verschleißschicht die Ausbreitung eines möglichst dünnen Bindemittelfilms auf der Tragschicht. Zur Vermeidung von »Uberfettungen« der Verschleißschicht wurden in allen Fällen nur 0,2 kg/qm der zu vergleichenden bituminösen Emulsionen angewandt. Bei den Versuchen 1 a), 2 a), 3 a) und 4a) wurde das Bindemittel lediglich aufgespritzt, bei den Versuchen lb), 2b), 3b) und 4b) wurde das Bindemittel nach dem Aufspritzen zur innigeren Berührung mit dem Untergrund noch mit Piassavabesen verbürstet. Bei den Versuchen 1 bis 3 wurden bekannte, bituminöse Emulsionen, die mit Wasser auf vergleichbare Konzentration gebracht wurden, angewandt, während Versuch 4 die Ergebnisse mit einer Emulsion gemäß der Erfindung zeigt. The difficulty known to the person skilled in the art, such dust films mechanically to remove, required to bind dust before applying the wear layer the spread of the thinnest possible binder film on the base course. To the Avoidance of "over-greasing" the wear layer was in all cases only 0.2 kg / m² of the bituminous emulsions to be compared are used. In the trials 1 a), 2 a), 3 a) and 4a) the binder was only sprayed on in the tests lb), 2b), 3b) and 4b) the binder became more intimate after spraying Brushed with the subsurface with a Piassava broom. Both Try 1 to 3 were known, bituminous emulsions that are comparable with water Concentration was applied, while experiment 4 showed the results with a Shows emulsion according to the invention.

Versuch 1 Eine mit Ton als Emulgator hergestellte stabile, bituminöse Emulsion wurde mit Wasser auf 400/0 Bitumengehalt eingestellt. Ein gleichmäßiges Verteilen der geringen Menge von 0,2 kg/qm war mit dem Besen wegen des unzureichenden Netzvermögens der Emulsion nicht möglich. Eine auf 0,5 kg/qm erhöhte Menge bildete beim Verstreichen mit dem Staub einen bituminösen Mörtel. Die Verschleißschicht konnte jedoch auf diesen Mörtelfilm nicht sofort aufgebracht werden, da zunächst keine Haftung am Untergrund eintrat. Der Mörtel haftete an der Unterlage, wenn er 1 bis 3 Tage vor dem Aufbringen der Verschleiß schicht ausgebreitet wurde. Vor Beendigung der Austrocknung wurde der Mörtel wieder aufgeweicht und sogar fortgespült, wenn Regenfälle auftraten. Außerdem bestand die Gefahr, daß während der Austrocknungszeit der Film durch Baustellenverkehr erneut beschädigt und verschmutzt wurde.Experiment 1 A stable, bituminous one produced with clay as an emulsifier The emulsion was adjusted to a bitumen content of 400/0 with water. An even one Spreading the small amount of 0.2 kg / m² was with the broom because of the insufficient Wetting power of the emulsion not possible. An amount increased to 0.5 kg / m² was formed a bituminous mortar when spreading with the dust. The wearing course however, could not be applied immediately to this mortar film, since initially there was no adhesion to the subsurface. The mortar stuck to the base when he 1 to 3 days before the wear layer was applied. Before finishing the mortar was softened again and even washed away when it dried out Rains occurred. In addition, there was a risk that during the drying out period the film was damaged and soiled again by construction site traffic.

Versuch 2 Eine mit Harzseife hergestellte alkalische, anionaktive Emulsion wurde auf 400/0 Bitumengehalt eingestellt. a) Die Emulsion zeigte auch bei Verwendung von 0,2 kg/qm eine ausreichende Netzfähigkeit, es bildete sich ein geschlossener Emulsionsfilm. Die Emulsion brach einige Zeit nach dem Kontakt mit dem Staub und ließ einen dünnen, lederartigen Bitumenfilm entstehen. Dieser Film konnte vom Untergrund leicht wieder gelöst werden, es trat keine Haftung oder Verbindung der Verschleißschicht mit der Tragschicht ein. b) Das Verteilen mit dem Besen war nicht möglich. Auch eine auf 0,5 kglqm erhöhte Menge rollte sich unter dem Besen auf. Es entstanden feste Zusammenballungen von Schmutz und Bitumen, die keinerlei Haftwirkung zeigten.Experiment 2 An alkaline, anion-active product made with resin soap Emulsion was adjusted to 400/0 bitumen content. a) The emulsion also showed when using 0.2 kg / m² sufficient wetting ability, it was imagined closed emulsion film. The emulsion broke some time after contact with the dust and created a thin, leathery bitumen film. This movie could easily be detached from the substrate again, there was no adhesion or connection the wearing course with the base course. b) Distributing with the broom was not possible. An amount increased to 0.5 kg / m2 rolled under the broom on. There were solid agglomerations of dirt and bitumen that did not have any Showed adhesive effect.

Versuch 3 Eine mit Hilfe kationaktiver Emulgatoren hergestellte bituminöse Emulsion aus einem Verschnittbitumen nach DIN 1995 wurde auf 400/( Bitumengehalt eingestellt. Es ergab Schwierigkeiten in der Spritzmaschine, die vorher mit der harzseifenhaltigen Emulsion (gemäß Versuch 2) gefüllt gewesen war. Ausfällungen von Bitumen infolge Unverträglichkeit der Emulgatoren und Verstopfungen der Spritzdüsen mußten durch Spülen der Spritzmaschine mit verdünnter Salzsäure vor dem Gebrauch der kationischen Emulsion verhütet werden. a) Beim Aufspritzen von 0,2 kg/qm zeigte die kationische Verschnittbitumenemulsion die schlagartige Ausbildung von ziemlich wei- chen Bitumenfilmen, sobald die Emulsion auf den Staubfilm auftraf. Die gleichmäßige Benetzung des Untergrundes war jedoch mit dieser niedrigen Menge nur teilweise möglich. Die Durchdringung des Staubes und die Haftung an der Tragschicht waren unzureichend, vor allem an Stellen, an denen der Staubfilm dichter war. b) Die geringe Menge von 0,2 kg/qm war mit Besen nicht zu verteilen. Bei Erhöhung der Menge auf 0,5 kg/qm bildeten sich beim Streichen aus der ausgeschiedenen, bituminösen Phase und den Verschmutzungen Klumpen und Fladen, die zäh bis schmierig und nicht gleichmäßig zu verteilen waren.Experiment 3 A bituminous one produced with the aid of cationic emulsifiers Emulsion from a cut bitumen according to DIN 1995 was reduced to 400 / (bitumen content set. It resulted in difficulties in the injection molding machine that had previously been used with the Resin-soap-containing emulsion (according to Experiment 2) had been filled. Precipitates of bitumen due to incompatibility of the emulsifiers and blockages of the spray nozzles had to by rinsing the spray machine with dilute hydrochloric acid before use the cationic emulsion must be prevented. a) When spraying 0.2 kg / m² showed the cationic cut-back bitumen emulsion the sudden formation of pretty white thin bitumen films as soon as the emulsion hit the dust film. The even one However, wetting of the substrate was only partially possible with this low amount. The penetration of the dust and the adhesion to the base course were insufficient, especially in places where the dust film was thicker. b) The small amount of 0.2 kg / m² could not be distributed with a broom. When the amount is increased to 0.5 kg / sqm formed from the precipitated bituminous phase and the Soiling lumps and cakes that are tough to greasy and not even were to be distributed.

Versuch 4 Eine kationaktive bituminöse Emulsion gemäß der Erfindung ergab keine festen bituminösen Ausscheidungen in der Spritzmaschine, auch wenn die Maschine vorher mit alkalischen, seifenhaltigen Emulsionen gefüllt gewesen war. Der Lösungsmittelanteil der erfindungsgemäßen Emulsion verflüssigte etwaige Bitumenrückstände in der Maschine und reinigte diese selbsttätig. a) Beim Aufspritzen von 0,2kg/qm bildete sich auf dem Untergrund ein gleichmäßiger Emulsionsfilm, aus dem sich sofort geschlossene Filme der ebenfalls dünnflüssigen bituminösen Phase ausschieden. Die aufschlämmbaren Bestandteile des Staubes flockten aus und wurden von der dünnflüssigen bituminösen Phase durchtränkt, wobei auch die unter dem Staubfilm liegende Tragschicht benetzt und deren Bindemittel in ganz dünner Schicht oberflächlich angelöst wurde. Das Mischgut der Verschleißschicht wurde sofort aufgebracht, es verschweißte fest mit der Unterlage. Der Versuch wurde im Regen mit gleichem Erfolg wiederholt. b) Die aufgespritzte Emulsionsmenge brauchte mit dem Besen nicht verteilt zu werden, da die innige Berührung der bituminösen Phase mit der Trageschicht selbsttätig eintrat.Experiment 4 A cationic bituminous emulsion according to the invention did not produce any solid bituminous precipitations in the spraying machine, even if the Machine had previously been filled with alkaline, soap-containing emulsions. The solvent content of the emulsion according to the invention liquefied any bitumen residues in the machine and cleaned it automatically. a) When spraying 0.2kg / sqm A uniform emulsion film formed on the substrate, from which immediately closed films of the likewise thin-bodied bituminous phase were eliminated. the Slurry constituents of the dust flocculated and were removed from the liquid soaked in the bituminous phase, with the base layer lying under the dust film wetted and their binder was dissolved in a very thin layer on the surface. The mix of the wearing course was applied immediately, it welded tightly with the pad. The experiment was repeated in the rain with equal success. b) The amount of emulsion sprayed on did not need to be distributed with the broom, because the intimate contact of the bituminous phase with the base layer occurred automatically.

Steht jedoch kein Spritzgerät zur Verfügung und die bituminöse Emulsion gemäß der Erfindung muß mit dem Besen aufgetragen werden, so bildet sich aus der bituminösen Phase und dem ausgeflockten Staub ein dünnflüssiger Mörtel, der bequem mit dem Besen verteilt werden kann. Die Mörtelschicht ist sofort nach dem Ausbreiten wasserunempfindlich, und das aufzubringende Mischgut verschweißt ebenfalls sofort mit dem Untergrund. However, there is no spraying device available and the bituminous emulsion according to the invention must be applied with a broom, so forms from the bituminous phase and the flocculated dust a thin-bodied mortar that is comfortable can be spread with a broom. The mortar layer is immediately after spreading insensitive to water, and the mix to be applied also welds immediately with the underground.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Bituminous, cation-active, aqueous emulsion, in particular for road construction, characterized in that the bitumen in at least 25%, preferably 30 to 400/0, based on the bituminous phase, one light volatile solvent is dissolved, its proportions with your Boiling point below 2500 C and of which at least half distilled over to 2000 C and this solution using at least 1%, preferably 1.5 to 3 0 / o, based on the total emulsion, long-chain amines and / or quaternary ammonium compounds is emulsified as emulsifiers in at least the same amount of water.

2. Bituminous cation-active aqueous emulsion according to claim 1, characterized in that the long-chain amines by adding organic or inorganic acids are converted into their salts.

3. Bituminous cation-active aqueous emulsion according to claim 1 or 2, characterized in that the emulsion 50 to 70 0 / o, preferably about Contains 60 o / o, water.

4. Bituminous cation-active aqueous emulsion according to claim 1, 2 or 3, thereby characterized in that the oil phase has a viscosity of at most 200 Seconds flow time, measured in the road viscometer with the four-millimeter nozzle at 250 ° C.

5. Bituminous aqueous emulsion according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the low-boiling components of the volatile Solvent are chlorinated hydrocarbons.

Considered publications: German Patent Specifications No. 385 860, 674 813, 645498, 549248, 930025; U.S. Patent Nos. 1,776,379, 1,793 957, 2191295, 2114689, 2,288,924; French Patent No. 810,464; Maurgold, Emulsionen, 1952, p. 168; Abraham, Asphalts and Allied Substances, 1945, Vol. One, Pp. 564 and 870.