DE1594753A1 - Verfahren,Erzeugnisse und Einrichtungen zur Erzeugung von bituminoesem Moertel feiner Koernung (slurry seals) - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dipl.-Ing. A. Spalthoff Essen, den U.April 1965 ·

Essen, Pelmanstr. 31 . 16 365 J- ,,-nmr η

Telefon 772008 159475 3

Etablissenents Lassailly et fflchebois, Paris,

37. Boulevard Brune

und

So'cietfe de Produits Chiniques D'Auby. N e u i .1 1 y.-Bur-Heine,.

4-6 -ftue Jacques LOulud

"Verfahren, Erzeugnisse und Einrichtungen zur Eraeugun« τρη bituminösem Mörtel feiner KSrnung (slurry seals)»

Wie bekannt 1st, benutzt man ale Überzug für Straßen Decken, die von normaler Körnung sind und die duroh Mischen steiniger Materialien mit bituminösen Emulsionen hergestellt sind« Sandaorten normaler Körnung sind oft der Gegenstand vorheriger Behandlungen, die die Haftfähigkeit der bindenden Emulsion zu erhöhen bezweckt»

Wenn man beoagte feinkörnige Materialien au verwenden wünsohtg z.B* natürliehf Sendsorten oder groi^erkleinerte Sandarten (deren Granulation nioht allein fein ist, sondern die auoh einen großen Anteil Füllstoff© enthalten), naoh denen der bituminöse Mörtel (slurry seale) hergestellt ist, der z.B* für die Anfertigung einer waeaerdiohten und festen Objerflächensohieht eines StraSenbelages bestimmt ist, könnt· man bis jet«t nur die Verwendung von anioniechen Emulsionen von Asphalt ins Auge fassen» Dies« Emulsionen ergeben gute

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Resultate hinsichtlich der Ummantelung, zeigen aber die Unannehmlichkeit, eine zu lange Abbindezelt zu benötigen, waa in der Praxis der Straßenübereüge ungünstig ist, die den Benutzern nur nach beträchtlichen Verzögerungen überlassen werden können, die sich mit den klimatischen Bedingungen ändern» Andererseits haben solahe Beläge, die mit Hilf· von anioniechen Emulsionen erzeugt werden, den Nachteil, daß sie bei der Inbetriebnahme und sogar im Betrieb eine große Empfindlichkeit für Wasser haben, was sehr ungünstig ist. .

Die Verwendung von kationischen Emulsionen würde diese Unannehmlichkeit nicht mit sich bringen, aber es wurde bis heute als schwierig angesehen, mit diesem Emulsionstyp Sandarten grober Körnung einzuhüllen, die zudem wenig Füllstoffe enthalten? im Grenefall betraohtet man es als absolut unmöglich, bituminösen Mörtel feiner Körnung (slurry seals) mit kationißchen Emulsionen herzustellen.

In der 2at ist infolge der großen ionischen Anziehungskraft, die durch die mineralischen Substanzen auf die kationiechen Stoffe ausgeübt wird, die diese Asphaltemulsionen einschließen, das Auseinanderreißen solcher Emulsionen ' außerordentlich schnell, wie auch die Beschaffenheit der in Betracht kommenden mineralischen Stoffe sein mag, z*B» kalkhaltig oder, siliziumhaltig, so daß ee unmöglioh wird, solche Materialien mit solchen Emulsionen au umgeben,. Diese Unannehmlichkeit ist umso bezeichnender, als die "Bandsorten

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wesentlichere Anteile von Füllstoffen enthalten« Man hat also bis heute darauf verzichten müssen, kationische Asphaftmörtel herzustellen, trotz der außergewöhnlichen Eigenschaften, die man dabei erwarten könnte, und obwohl sie, insbesondere in ihrer Anwendung bei Straßen, den sehr großen Vorteil ergeben haben, in einer sehr kurzen Zeit dem Verkehr übergeben werden zu können, sogar unter ungünstigen atmosphärischen Bedingungen· Dieses Resultat ist sehr beachtlieh,, insbesondere bei Nacharbeiten an Straßen»

In diesem Sinne ist es Ziel der Erfindung, die kationischen Asphaltemulsionen verwendbar zu machen, einfach und in kaltem Zustand, für die Herstellung von Asphaltmörteln feiner Körnung» Diese Mörtel erlauben die Herstellung von Überisügen, die sehr schnell dem Verkehr überlassen werden können und die von hoher Güte sindι Wasserdichtigkeit, Dichtigkeit, Gleitfestigkeit, Unempfindlichkeit gegen Wasser etc.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung von Asphaltmörteln feiner Körnung (slurry seals), die kationisch sind, wobei eich dieses Verfahren hauptsächlich dadurch kennzeichnet, daß feiner Sand in einen vorübergehenden, prekären Zustand versetzt wird mit dem unmittelbaren Ziel einer Mischung mit kationischen Bindemittelemulsionen, wobei dieser Zustand dadurch erreicht wird, daß man den feinen Sand mit mindestens einer Lösung

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oder einer Dispersion wenigstens eines Mittels, vorzugsweise kationischer Natur, behandelt, das besonders in der Lage ist, in dem feinen Sand einen besonderen, vorübergehenden, ausgedehnten, wenig stabilen Zwischenzußtand eines thixotropisGhen oder pseudothixotropischen Verlaufes zu erzeugen, der für die Teilchen des feinen Sandes eine physikalische und/oder ionische Schutzbarriere gegen die außerordentliche Anziehung der kationischen Emulsion bildet (und damit gegen ein nachfolgendes vorzeitiges Aueeinanderreißen dieser Emulsion), und der die einhüllende Wirkung der Emulsion, die so hinausgezögert ist, begünstigt·

Gemäß der Erfindung nimmt man, im Prinzip gerade vor dem Einhüllen, und in jedem Falle innerhalb einer zeitlichen Grenze in Abhängigkeit mit jener des UmhÜllens, eine Befeuchtung der feinkörnigen Materialien mit einer Lösung oder wässrigen Dispersion einer oder mehrerer organischer Stickstoffverbindungen vor» Diese organischen Verbindungen begünstigen das Umhüllen der Materialien durch eine kationische Emulsion, wobei das Zerreißen der Emulsion hinausgezögert wird« Diese Verzögerung wird in der Tat durch die Verbindung folgender Erscheinungen erreicht«

Bildung einer Sohutzbarriere, insbesondere ionischer Art, an der Oberfläche der Materialien, die vorübergehend die starke Affinität der Materialien zu der kationleohen Emulsion neutralisiert, Niederdrückung der Oberflächenspannung der feenotsenden L$p$ng, wodurch die homogene Be-

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feuohtung der Zuschlagstoffe begtinatigt wird, und Bildung eines Schäumens der benetzenden Lösung, vorzugsweise durch Einwirkung eines Mischers, wobei dieser Schaum, der in einer Weise wirkt, die der Erscheinung ähnlich ist, die bei der Schwimmaufbereitung ausgenutzt wird, eine Suspension der Mineralien bewirkt und einen Zustand der Thixotropic oder Pseudothixotropie des Mörtels erzeugt, wobei diese thixotrope Suspension, die das Einhüllen begünstigt und das Niederschlagen der Zuschlagstoffe -verhindert, schnell verschwindet, wenn der Mörtel in dünner Schicht ausgebreitet wird«,

"Diese zusammen genommenen Wirkungen ermöglichen es, das Aufreißen der kationischen Emulsion eine Zeit aufzuhalten, die ausreiaht, damit sich das Einhüllen wirksam durchführen läßt, wobei niohts destoweniger das Auseinanderreißen in einer kurzen Zeit nach dem Ausbreiten des Mörtels erfolgt·

Die Erfindung umfaßt gleichfalls in ihrem Rahmen alle Apparaturen für die Herstellung und/oder die Verwendung der kationischen Emulsionen und des feinen Sandes, wobei die Anwendung des voraufgehend beschriebenen Verfahrens umfaßt wird, und ganz besondere diejenigen, die einen Misohapparat haben, der hauptsächlich dadurch gekennzeichnet ist, daß er wenigsten· eine Quelle oder einen Behälter aufweist mit Vorrichtungen für einen dosierten Ausfluß dee Mittel» oder der Mittel, di· den Zustand der feinkörnigen Zuschlagstoffe erzeugen, wobei dieee Quelle oder dieser Behälter in die Maaee der feinkörnigen

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Zuschlagstoffe in einer ersten Phase, vor der Mischung derselben mit der Emulsion des Bindemittele ausfließen läßt.

Die günstigsten kationischen Mittel, die gegenwärtig entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung angewandt werden, werden vorteilhafterweise unter den Mitteln ausgesucht, die in Wasser löslich oder dispergierbar sind und die die vorstehend genannten Eigenschaften haben:

Eine Polarität, die ihnen eine ionische Affinität zu den Zuschlagstoffen verleiht,

Niederdrückung der Oberflächenspannung und schäumend mit Regulatoren und Stabilisatoren des Sohaumes,

Diese Mittel werden klugerweise vorzugsweise aus der Familie der Amine langer Kette und ihren Ableitungen ausge-Bucht- und werden besonders unter den folgenden Verbindungen ausgewählt:

A, Amine und Polyamine, die durch eine organische oder anorganische Säure gesäuert sind, die der allgemeinen Formel entspricht:

R - £nH - (OH₂)P^] — NH₂ Formel I,

in der R einen Grundstoff einer alipathisohen oder cycloalipathischen, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff verbindung mit gerader oder verzweigter Kette besteht, die 8 bis 22 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 14 bis 18 hat» und in der η eine ganse Zahl von 1 bis 8, vorzugsweise von

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2 bis 5, let j ρ ist eine ganze Zahl awischen 2 und 6,
vorzugsweise 2 oder 3«

DIeBe Amino-Verbindungen üben ein Hafteffekt auf die Oberfläche der zu umhüllenden Materialien aus durch kationisohe Adsorption, Sie bilden gleichfalls einen Schaum und verringern die Oberflächenspannung·

B, Stickstoffverbindungen die der allgemeinen Formel
entsprechen!

R- £n - (GH₂)pJ _n— NH- (0 ~ CH₂ - CH₂)_n„ " ^H

(0-CH₂-GH₂) _ η Formel II,

in der R, η und ρ dieselbe Bedeutung wie in der Formel I
des Abschnittes A haben, und n, n¹ und n'· ganze Zahlen sind eines Wertes, der von 5 bis 15 schwankt, entsprechend dem
gewünschten Lb'Bltichkeitsgrad im Wasser.

Diese Verbindungen werden im allgemeinen durch Anbringung von Oxy-Äthylen - oder Oxy-Propylengruppen auf die Alkyl-Polyalkylen-PoIyamine erzeugt.

Diese Verbindungen üben ein Schaumeffekt aue und verringern die Oberflächenspannung· Sie haben gleichfalls eine Adhäsionskraft, die die Bildung einer ionischen Schutzbarriere erzeugt.

C. Quartäre Ammoniumsalze entsprechend der allgemeinen klassischen Formel

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R,

X ~

Formel III,

d«ho,gebildet durch Ableitungen in Form des Einsatzes von Kohlenwasserstoff-Stämmen auf dem eugehörigen Stickstoff, von denen wenigstens einer eine lineare oder verzweigte Kette darstellt, die 8 bis 22 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 14 bis 18, hat, . . .

Diese Erzeugnisse bewirken eine Herabsetzung der Oberflächenspannung und gleichfalls einen Schaumeffekt. Sie rufen auch infolge ihres Adhäsionsvermögens eine ionische Schutzbarriere hervor.

D« Amino-Oxyde und ihre Abkömmlinge ₉ entsprechend den nachstehenden Bezeichnungen und Formeln:

a) Alkyl-dimethylaminoxyd Formel IV Alkyl-dimethyl-Aminoxyd
Alkyl-di-propyl-Aminoxyd

b) Oxyd dee Alkylpolyhydroxyethylamiris und besonders des Alkyldihydroxyethylamins Formel V oder Oxyd des Alkyl-polyhydroxypropylamins

R-N

Formel IV

bad

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(OH₂ - CH₂ - O)_n - H R - Ν' 0 Formel V

^χ (OH₂ - CH₂ - O)_n... H

In den Formeln bezeichnet R einenalipathisehen oder oyolo-alipathischen Grundstoff, der gesättigt oder ungesättigt ist, mit gerader oder verzweigter Kette, die 8 bis 22 Kohlenstoff atome hat, vorzugsweise 10 bis 14; R, R¹ und R^M sind allphatische Grundstoffe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome habenj η und N^f sind ganze Zahlen zwischen 2 bis 16 und vorzugsweise zwischen 2 bis 4»

Diese Aminoxyde haben eine Sohaumwirkung, wobei der Schaum reguliert und stabilisiert wird» Diese Eigenschaften sind sehr bekannt und in ganz verschiedenen anderen Anwendungsfällen ausgenutzt» Sie wirken sich in keiner Weise schädlich auf das Haftvermögen des Bindere hinsichtlich der mineralischen Teilchen aus, da sie wenig polarisiert und in dem Wasser löslich sind, und da sie mit dem Wasser eliminiert werden, wenn die Emulsion aueeinandergeriesen wird« Außerdem erlauben sie die Herstellung der Mischungen aus A, B und C, die höher konzentriert sind, für eine gleiche Viskosität ihrer wässrigen Lösungo Diese Aminoxyde werden erhalten, indem von ternären Aminen ausgegangen wird, die wie bekannt, durch mit Sauerstoff angereichertem Wasser, Ozon oder einem anderen Oxydierungsmittel behandelt werden·

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Die unter A, B, G und D definierten Stoffe können getrennt angewandt werden oder miteinander vermischt, ganz oder zum Teil, oder nooh mit Zusatzstoffen, in Proportionen, die sich entsprechend der Eigenschaft und der Körnung der verwendeten Materialien ändern.

Der pH-Wert der wässrigen Lösung der Stoffe A_fB,0,D oder Mischungen hängt gleichfalls von den in Betracht gezogenen Materialien ab> In allgemeiner Art, die der Mehrzahl der Fälle, die sich in der Praxis bieten, gerecht wird, liegt der pH-Wert für steinige Materialien mit einem Sandäquivalent mindestens gleich 30, im Bereich der Größenordnung 1, 5 bis 6, vorzugsweise zwischen 1,5 und 4,

In einem Experimentier-Beispiel im Laboratorium zur Inbetriebnahme des Verfahrene gemäß der Erfindung hat man 100 g feinen trockenen Sandes, der Silizium enthält und der folgende Eigenschaften aufweist»

Sandäquivalent « 30.
Füllstoffe 15 Ir
Körnung 0 bis 5 mm

mit einer Dispersion von 0,3 g Aminoxyd in 10 g Wasser behandelt, die man erhält ausgehend von Alkyldimethylamin, wobei der Grundstoff Alkyl die durchschnittliche Zusammensetzung von Kopra hat.

Man hat festgestellt und man kann deutlich die Umwandlung der Masse des feinen Sandes in einen vorübergehenden

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Zustand der Pseudo-Thixotropie dartun,wie weiter oben beschrieben, der ausreichend ist und hinlänglich lange anhält, um die Anwendung einer Behandlung mit Hilfe einer strömenden kationischen Emulsion zu ermöglichen sowie einen annehmbaren bituminösen Mörtel zu erhalten. In dem vorliegenden Beiapiel erfolgt das Abbinden am Ende von

etwa 10 Minuten.

Nach einem zweiten Beispiel (Beispiel N*·2) der

Inbetriebnahme j in dein man ein Polyamin verwendet, das besonders dispergierbar, umhüllend und ausreichend emulgierend ist, hat man in einem in Frankreioh durchgeführten Versuch im Herbst, bei sehr günstigen Feuchtigkeitsbedingungen, bei einer Umgebungstemperatur in der Größenordnung von 12° 0 zehn Tonnen gewalzenen und gewaschenen Sandes bearbeitet, der eine Körnung entsprechend der folgenden Tabelle aufweist»

öffnung des Siebes in mm Durchsatz in

ffl™ ei

5 1°°

2,5 82

1,25 66

0,63 4°

0,315 28 ■

0,16 18

0,08 7

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Der Sand etammt auß einer Grube mit vorhergehend eiliziumhaltigem Sand.

Um diesen Sand zu behandeln, hat man 1000 Liter Wasser verwandt, die 11 kg Tripropylen-Tetramin (also löslich) aufgenommen hatten, entsprechend der Erfindung, wobei G= 18, η = 3 und P - 4 ist» Dieses Polyamin war ausgehend von einer handeleüblichen Fettsäure erhalten worden, deren Zusammensetzung etwa folgendermaßen war:

Stearinsäure 42$ Laurinsäure 2, 5$° Myristinsäure 1»5# Palmitinsäure 51$ PalmitincOs insäur e 3$

Das Bindemittel war eine kationische bituminöse Emulsion, hergestellt nach den herkömmlichen Verfahren und deren Formel folgendermaßen ist:

Zu drei Kilo eines Gemisches aus Polyaminen, deren Hauptbestandteil ein Tripropylentetramin ist,gemäß der Erfindung mit C » 18, η = 3 und ρ «= 41 fügt man 4 kg SaIasäure von 22° Baume,wobei das Ganee in 400 Liter Wasser bei einer Temperatur von 70° C in Lösung ist. Man wiegt 600 kg Asphalt einer Penetration 180/220 oder 80/100, die man auf eine Temperatur von 120° C bringt. Man emulgiert den Asphalt in der vorerwähnten Lösung mit Hilfe einer Mischvorrichtung des Typs "Kolloidmühle"· Me dabei entstehende Emuleion besitzt

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unter anderem Eigenschaften diejenige der Viskosität im kalten Zustand, die im allgemeinen von den Asphaltemulsionen verlangt wirdo Die Inbetriebnahme des Verfahrens nach der Erfindung hatte etwa 20 Minuten gedauert. Man hat so dank der Erfindung einen Asphaltmörtel herstellen können, der die gesamten Vorteile hat, die oben angegeben sind. Dieser Asphaltmörtel, der direkt auf einer beschädigten Straße ausgebreitet war, hat dank dem unten beschriebenen Material ermöglicht, eine OberflächenBchicht für Straßen von Qualität zu liefern, deren Inbetriebnahme nach 40 Minuten erfolgen konnte.

In einem anderen Beispiel (Beispiel Nr* 3) hat man die zwei Formeln der voraufgehenden Beispiele 1 und 2 kombiniert, um - auch industriell - die Herstellung eines kationisohen Asphattmörtels zu erzeugen, der für die Verwendung auf Straßen bestimmt ist«

In dem vorliegenden Beispiel Nr, 3 sind 10 Tonnen feinen Sandes, die dieselbe Körnungsstruktur wie oben haben und li» Wasser enthalten, gerade vor ihrer Mischung mit der kationischen Emulsion durch eine Dispersion in 200 Liter Wasser behandelt worden von

1) 5,6 Kilo eines Gemisches von (einhüllenden) Polyaminen, gesäuert durch HOL bis zu einem pH-Wert «2,5

2) 1,6 Kilo eines Aminoxydes (schäumend und hinreichend stabil) entsprechend dem pbigen Beispiel«

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Das Verhältnis des schäumenden Mediums in Bezug auf das Einhüllmittel war also 2Θ9&· Es kann im allgemeinen 5 bis 40$, vorzugsweise zwischen 20 und 30$ sein·

Die kationische bituminöse Emulsion, die verwendet wurde, hatte folgende Zusammensetzung:

Asphalt 80/100 60 kg

V/asser 35>5 kg chlorwasserstoffsaures fettes

Polyamid + HCl bis pH - 3 4,5 kg

Die Menge Emulsion, die zur Einhüllung der 10 Tonnen feinen Sandes benötigt wurde, erreichte 1500 kg.

Man hat dann einen Aaphaltmörtel ausgezeichneter Qualität erhalten, der naoh einigen Zeitspannen von 10 Minuten dem Verkehr übergeben werden konnte« Man hat gleichfalls die Wirksamkeit des Verfahrens beibehalten können, wenn man den Anteil der Füllstoffe in den Sand erhöhte.

ist In den anderen Beispielen 4 bis 6 «lud - unter Bezug

besonders auf die ternären Mischungen von drei Klassen der Stoffe A, B und C₁ die oben erwähnt sind - die Verbindung A durch Alkylpropylen-polyamine gebildet entsprechend der oben erwähnten allgemeinen Formel I·

Was die Austauschstoffe dieser unter A angegebenen Verbindungen angeht, so können sie Stoffe sein, die bei dem niohtzyklisohen Vertauschen der Fettsäuren und der höheren Polyäthylen-PoIyamine entstehen, deren Kette, die mit der

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zugehörigen Gruppierung verbunden ist, H bie 18 Kohlenstoff atome hat·

Vas die zweite Art der Verbindungen angeht, d.h., diejenigen, die oben unter B erläutert sind, so Bind sie durch nichtionische Verbindungen gebildet, die der obigen Allgemein-Formel II entsprechen.

Schließlich sind die letzteren wässrigen Bestandteile dee Gemisches, d.h. die Verbindungen C, durch quarternäre Ammoniumsalze gebildet, die der vorerwähnten klassischen Allgemeinformel III entsprechen! sie sind vorteilhafterweise Chloride von Dodeoyl-dimethyl-benzyl-ammoniusu Entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung 1st es vorteilhaft, daß die organischen Verbindungen auf der Grundlage des ternären wässrigen Gemisches durch eine anorganische oder organische Säure gesäuert werden·

Die säuernde Säure 1st vorzugsweise Salzsäure» Man kann indessen auch andere Sauren verwenden, z.B· Essigsäure; gleichfalls kann man Verbindungen A,B und C getrennt durch verschiedene Säuren sauer machen·

Das relative Verhältnis der drei Stoffe A, B und 0 in der Lösung 1st im übrigen eine Punktion des Zustandes der Oberfläche der einzuhüllenden Materialien, d.h. praktisch von ihrer chemischen Zusammensetzung. Physikalisch gesehen, hängt es natürlich auch von Grad der Teilung des Zusatzstoffes ab, d.h., von seiner Körnungsstruktur, und in der Tat,

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von der gesamten spezifischen Oberfläche der Elemente«,

Die Menge der Bestandteile A, die in dem ternären wässrigen Gemisch verwandt werden, werden umso größer sein Je kleiner die Affinität des Bindemittels zu dem steinigen Material ist, derart daß, wie man ee angedeutet hat, die Adhäsionseigenschaften der Stoffe A erhöht werden durch eine kationische Adsorption der Amin-Wirkung auf die Oberflächen des einzuhüllenden Materials» Im übrigen wird umgekehrt die Menge des Stoffes C umso kleiner, je reiner und glatter das Material ist« Was den Stoff 3 angeht, der das ternäre Gemisch ergänzt, so hängt seine Menge von der effektiven spezifischen Oberfläche des Zuschlagstoffes ab, die mehr oder weniger glatt sein kann₀

Naoh einem Merkmal der Erfindung variiert die Gesamtkoneentration der Stoffe A, B und C in dem Wasser von 1 bis

V/as die Gewichte angeht, enthält" die wässrige Lösung des ternären Gemisches organische Verbindungen A, B und C entsprechend einem anderen Merkmal der Erfindung von 1 bie 5 kg der reinen Stoffe pro Tonne feinen steinigen Materials, das einzuhüllen ist.

Um besser die erreichten Resultate zu illustrieren, wird nun in den nicht beschränkenden Beispielen, die folgen, die Umhüllung verschiedener Sandtypen beschrieben, di· verschiedenen Ursprungs Bind, aber Körnungen haben, die mit

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den weiter oben beschriebenen (Beispiel 2) vergleichbar sind. In diesen Beispielen verstehen eich die Teile in Gewichten»
Beispiel 4

Um einen feinen Sand einer Zerkleinerungsanlage zu umhüllen, dffr eine Körnung hat, die mit der der voraufgehenden Beispiele vergleichbar ist, unterwirft man den Sand entsprechend dem folgenden Verfahren Bedingungen mit Hilfe einer wässrigen Lösung, die auf 150 Teile ein Teil des Stoffes A, ein Teil des Stoffes B und ein Teil des Stoffes C einschließt.

Die Menge der kationiachen bituminösen Emulsion, die, schlechthin gesagt, Bum Einhüllen benötigt wird, besteht aus 150 Teilen. Me Zeit zum Auseinanderreißen der Emulsion, die duroh di· gewöhnlichen Verfahren bestimmt ist, beträgt 25 Minuten«

Die erreichte Umhüllung ist ausgezeichnet und bietet ein gutes Adhäsionsvermögen.

Beispiel 5

Um einen feinen Sand analog dem vorstehenden Beispiel, jedoch anderen Ursprungs, au umhüllen, setat man den Sand einer wässrigen Lösung aus, bestehend aus 100 Teilen Wasser, 0,5 Teile dee Produktes A, o,5 Teile dea

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Produktes B und 1 Teil deβ Produktes C,

Die Menge der kationischen, bituminösen Emulsion, die «um Umhüllen benötigt wird, besteht -us 150 Teilen» Die Zeit für den Aufbruoh der Emulsion, die von den her kömmlichen Methoden abhängt, beträgt 40 Minuten«

Die so erhaltene Umhüllung ist ausgezeichnet und bietet ein gutes Adhäsionsvermögen·

Um einen feinen Sand analoger Korngröße au umhüllen, benetzt man den Sand erfindungsgemäß mit einer wässrigen Lösung bestehend aus 150 Teilen Wasser, 1 Teil des Produktes A, 2 Teilen des Produktes B und 1,5 Teilen des Produktes G.

Die Menge der kationischen, bituminösen Emulsion, die beim Umhüllen benötigt wird? besteht aus 150 Teilen. Die Zeit für den Aufbruch der Emulsion, die von den herkömmlichen Methoden abhängt, beträgt 30 Minuten.

Die so erhaltene Umhüllung ist ausgezeichnet und bietet ein gutes Adhäsionsvermögen·

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Wenn man dieselben Versuche durchführt wie jene, die in den Beispielen 4 bis 6 beschrieben sind, aber ohne eine wässrige benetzende Dispersion zu verwenden und die Pseudothixotropie der Stoffe A, B und C, kann man sich vorstellen, daß die Umhüllung nun unmöglich ist.

Man findet unten eine Vergleichstabelle, die den beträchtlichen Vorteil erkennen läßt, den man erhält, wenn man die wässrigen benetzenden Lösungen und Dispersionen gemäß der Erfindung in den drei letzten vorerwähnten Beispielen verwendet.

	Einhüllung	Einhüllung	Aufbruchezeit
	ohne Lösung	mit Lösung	in Minuten
Beispiel 4	unmöglich	ausgezeichnet	25
	(Aufbruch so
	fort)
Beispiel 5	unmöglich	auegezeichnet	40
	(Aufbruch so
	fort)
Beispiel 6	unmöglich	auegezeichnet	30
	(Aufbruch so
	fort)

Gemäß der Erfindung leitet man das Ingangsetzen des Verfahrene gemä0-äe»-£?#4iuhuig₍ das besonders für Straßenbeläge anwendbar ist, mit Hilfe einer ständig arbeitenden Vorrichtung zum Mischen und Ausbreiten eines Asphaltmörtels feiner

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Granulation in kaltem Zustand ein, die als Beispiel nachstehend unter Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben wird, in der die einzige Figur ein Beispiel einer Hisohgruppe darstellt eur Ersielung von bituminöse« Mörtel, die auf einem Lastkraftwagen 1 angeordnet ist,der für die Stragenarbeiten vorgesehen ist.

Die Zuschlagstoffe aus feinem Sand sind in den Trichter

2 gelagert, der den Sand r.B. mit Hilfe eines endlosen Bandββ

3 in den Mischer 4 liefert, der z.B» Schraubenform haben kann·

Bas behandelte Bindemittel wird«dem Mischer 4 BUgeführt, ausgehend Ton einer Quell« oder einem Behälter 5 der Binderaitteleraulsion, der mit einem Dosierungssystern versehen ist, wie B.B, mit einem Hahn 6» Der Ausfluß der Emulsion erfolgt genau in der Mitte der Mischschnecke.

Entsprechend der Erfindung liefert eine Quelle oder Behälter 8 für die Abgabe der wässrigen Lösung oder Dispersion des Mediums eur vorherigen Benetzung der Zuschlagstoffe bei 9, in einer Zone der Zustandsänderung für die Zuschlagstoffe zwischen dem Ende des Bandes 3 und der Yerteilungsstelle 10 für die Emulsion in der Schraube 7· Ein Hegelmittel 11 erlaubt, die Ausflußmenge der Dispersion eur Benetzung der feinen Zuschlagstoffe willkürlich einzustellen,,. Auch können Mittel zur Dosierung der Dispersion selbst vor ihrer Verteilung vorgesehen sein«

Das Gemisch aus dem behandelten bituminösen Binder und den behandelten feinen Zuschlagstoffen verläßt den Mischer 4,

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um mit Hilfe eines Verteilerechlittene 12 ausgestoßen und auseinandergebogen zu werden·

Die Ergebnisse, die man überraschenderweise durch die Erfindung erhält, werden hauptsächlich nicht allein den Eigenschaften der Zusatzstoffe zugeschrieben, die zur Wirkung kommen, sondern der Tatsache, daß die folgende Verarbeitung des Gemisches aus der kationischen bituminösen Emulsion und dem nach der Erfindung bearbeiteten feinkörnigen Sand vor und bei dem Mieohen einen besonders thixotropen zeitweiligen Zustand sohafft, der sich «wischen einer Pseudoemulsion und einem pseudo-colloldalen Zustand befindet} dieser Zwischenzustand ist derart, daß das Auseinanderreißen der kationisohen Asphaltemulsion während einer Zeit verzögert wird, die selbst verzögert werden kann und die ausreioht, um das Abbinden des Asphaltmörtels unter guten Bedingungen zu gewährleisten, was hinreichend schnell vor sich geht, damit die Straße nach kurzer Zeit in Betrieb genommen werden kann.

Das Verfahren gemäß der Erfindung, angewandt auf feinkörnige Zuschlagstoffe, hat also, wie man sieht, keine Ähnlichkeit mit den vorher bekannten Verfahren, nach denen man eine voraufgehende Behandlung getrennt und völlig losgelöst vornimmt, vor der Mischung mit Asphalt und außerhalb derselben, wobei Zuschlagstoffe normaler Körnungen in der Folge zu einen beliebigen Augenblick mit einen selbst behandelten oder nioht behandelten Aaphaltbinder behandelt werden mit dem Ziel,

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die bituminösen Umhüllungen herzustellen bei normaler Granulation (und nicht slurry seals)·

Es versteht sich, daß die Ausführungsbeispiele und Durchführungen, die oben beschrieben und ''argestellt worden sind9 keineswegs beschränkend sind und man, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, in jeder passenden Weise die Beschaffenheit und das Verhältnis der Elemente der Behandlungemedien ändern kann, besonders jene der Familie, die beispielsweise genannt sindι die Mischungen der einwirkenden Stoffe sind gleichfalls veränderbar, insbesondere entsprechend der Eigenart der Zuschlagstoffe, die aan auswählt, und den Arbeitsbedingungen. Die vorher zu bearbeitenden kationischen Agenzien der feinkörnigen Zuschlagstoffe und diejenigen der Asphaltemulsion können dieselben sein, sind aber vorzugsweise verschieden, derart, daß sie eine bessere zeitliche Bestimmung des Auseinanderbreehens der Emulsion erlauben, entsprechend den Arbeitsbedingungen. Die kationisohen Agenzien der Emulsion können in bestimmten Fällen, in denen die Arbeitsbedingungen relativ einfach sind, irgendwelcher Art sein, weniger wirkungsvoll, aber wirtschaftlicher als jene aus der Gruppe, die beispielsweise zitiert wurde·

Man könnte auch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, auf die Zeit der Emulsion z.B. duroh die Einführung von geeigneten Zusatzstoffen einwirken, die Spannung gegenüber der Luft herunterdrücken oder durch die Einführung von Stoffen,

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deren Einwirkung auf dl· Spannung im Vergleich zur Luft gesteigert werden kann durch dl« Wirkung physikalischer oder mechanischer oder anderer Mittel· Sie mechanische Einwirkung der Mischung in des geschilderten Beispiel unter-StUtEt das Erreichen der Resultat··

In den Ausfuhrungsvorrichtungen, die von verschiedener Art sein können, können nach den Anwendungen, den Erfordernissen und den Umständen die Art, die Zahl, die Anordnung und die Hontage der wesentlichen Bestandteile geändert werden·Zum Beispiel können Anordnungen gewählt werden, wie das Vorhandensein mehrerer nacheinander geschalteter Quellen oder Behälter 8, um nach und nach im Laufe des Mischvorganges die ergänzenden Zuschlag-Wirkstoff· zuzuführen« Ss ist in der Tat offensichtlich, daß, wenn gewisse der Polyamine gemäß der Erfindung allein ausreichen können infolge der Mehrwertigkeit ihrer wesentlichen Wirkungen, dieee Wirkungen indessen vergrößert oder verbessert werden können durch die Anwesenheit in der Dispersion vorher und dann in der endgültigen Emulsion, wobei andere Zusatzstoffe eigene zusätzlich passende Merkmale haben, deren Wirkung nicht den günstigen Wirkungen der kationischen Agenssien entgegensteht, insbesondere des oder der Amine oder Polyamine gemäß der Erfindung oder ihren zahlreichen Abkömmlingen·

Man kann auoh s.B«, wenn man lerklelnerte Zusatzstoff e verwendet, swei (oder mehr) Behalter 2 vorsehen,

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die feinen Sand "bzw. besonders feinen Sand (filler) aufnehmen, wobei die eine der zwei Klassen dee feinkörnigen Sandes allein (diejenige, die zur Behandlung am geeignetsten

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ist) evtlo der vorauf/folgenden Zustandsänderung der Zuschlagstoffe unterworfen wird, etc. Im Grenzfall könnten das Verfahren und ein Material nach der Erfindung bei der vorauf erfolgenden Zustandsänderung des feinen Sandes angewandt werden, eintretend in den Aufbau von Zuschlagstoff en einer Granulierung, entsprechend der Herstellung der der bituminösen Hüllen, d.h. von Zuschlagstoffen einer normalen Granulation. Im Grenzfalle könnten das Verfahren und ein vereinfachter Stoff gemäß der !Erfindung beim Umhüllen verwandt werden und beim Auseinanderziehen komplexer Sandarten, die vorher mit allen bekannten Mitteln behandelt sind, mit dem Ziel, sie unempfindlich zu machen, gegen Wasaereinwirkung einerseits und die Trennung ihrer Bestandteile andererseits. Es Iß t gleichfalls wohl verständlich, daß, obschon die besten Ergebnisse dank einer geeigneten Vorrichtung, wie beschrieben, erzielt werden können, die die Herbeiführung des gewünschten, vorübergehenden, thixotropischen Zwischenzustandes ermöglicht, das Verfahren nach der Erfindung in einigen Fällen eine bestimmte Totzeit zwischen der Benetzung des feinen Sandes und der Vermischung mit dem behandelten Binder mit eioh bringt, wobei aber diese tote Zeit notwendig begrenzt ist, ohnedies die gewünschten Ergebnisse nicht vollständig zu erhalten wären.

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Man könnte vielleicht auch künstlich und vorübergehend während einer toten Zeit, die wenig verlängert wäre, die thixotrope Dispersion des feinen Sandes stabilisieren, aber dies wäre nur eine unnUtse Komplikation, die nicht aus dem Rahmen der Erfindung herausführte«

Die Erfindung umfaßt in ihrem Rahmen als neue industrielle Erzeugnisse einerseits die Vorrichtungen nach der Erfindung und andererseits die Erzeugnisse und die Mischungen, dl· während des Verfahrens verarbeitet werden, d«h» die Agensien selbst, ihre Mischungen, die Dispersionen des bearbeiteten feinen Sandes, die behandelten Asphaltemulsionen und die am Ende sioh ergebenden Asphaltmörtel, wie auch ihre Anwendungen sein mögen, besondere ihre Anwendungen für Straßen wie auch ihre Verwendungen in der Bauindustrie (Wasserdichtigkeit, !eolation, usw«) uns" alle anderen Verwendungsfälle*

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Claims (12)

Patentanspruch et

1) Verfahren zur Herstellung von kationischen Asphaltmörteln feiner Körnung (slurry seals)» hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß feiner Sand in einen vorübergehenden prekären Zustand versetzt wird mit dem unmittelbaren Ziel einer Mischung mit kationischen Bindeaittelemulsionen, wobei dieser Zustand dadurch erreicht wird, daß man den feinen Sand mit mindestens einer Lösung oder Dispersion wenigstens eines Mittels, vorzugsweise kationischer Natur, das besonders in der Lage 1st, in dem feinen Sand einen besonderen vorübergehenden, ausgedehnten, wenig Btabilen Zwischenzustand eines thixotropen oder pseudothixotropen Verlaufes zu erzeugen, der für die Teilchen des feinen Sandes eine physikalische und/oder ionische Schutzbarriere gegen die außerordentliche Anziehung der kationischen Emulsion bildet (und damit gegen ein nachfolgendes vorzeitiges Auseinanderfallen dieser Emulsion), und der die einhüllende Wirkung der Emulsion« die so hinausgezögert wird, begünstigt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand des feinen Sandes im Prinzip gerade vor, und besser sogar im Moment der Vermischung des feinen Sandes mit der bindenden kationischen Emulsio%erbeigeführt wird, tatsächlich vorzugsweise in der Mischvorrichtung selbst« wobei der Mischvorgang, selbst, wenn er fortgesetzt ist, im Prinzip zwei Phasen verschiedene Phasen hat* jedoch unmittelbar folgend

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oder nach und nacht das Herbeiführen dee thixotropen oder ρseudothixotropan Zustandeβ der feinen Zuschlagstoffe in der ernten Zone, dann die Vermischung der feinen Zuschlagstoffe mit der bindenden kationijischen Emulsion.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel schäumt und auf die Spannung einwirkt sowie den Schaum stabilisiert, wie ein Aminoxyd.

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Behandlungsmittel, die zugleich mehr oder weniger benetzen, schäumen, die Spannung herabsetzen und gegezfyorzeitiges Auseinanderreißen der kationiechen Emulsion schützen, wenigstens zum Teil kationisch sind und vorzugsweise geschickt aus der Gruppe der Amine und insbesondere der Polyamine (oder Abkömmlingen) ausgewählt sind, die der allgemeinen Formel entsprechen

R -/NH - (CH₂) pj_n - HH₂

in der R einen Grundstoff einer alipathiechen oder cycloalipathlschen, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff verbindung mit gerader oder verzweigter Kette besteht, die 8 biB 22, vorzugsweise 14 bis 18, Kohlenstoffatome hat oder der azyklische zugehörige Grundstoff, in dem das Sauerstoffatom von dem Kohlenstoffatom gehalten wird, mit Stickstoff verbunden ist und η eine ganze Zahl zwischen 1 und 8, vorzugsweise zwischen 2 und 5 ist und ρ eine ganze Zahl zwischen 2 und 6, vorzugsweise 2 oder 3,

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5) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einführung mehrerer Agenzien mit ergänzenden Wirkungen gemäß 3 und 4*

6) Verfahren nach Anspruch I₁ gekenneeiohnet durch mehrere Agenzien mit mehrwertigen Wirkungen:

Ae organische Verbindungen mit vorwiegend einhüllender und adhäsiver Wirkung,

B. niohtionische Verbindungen mit überwiegend schäumender und stabilisierender Wirkung«

G. organische Verbindungen mit vorwiegend spannungsherabsetzender Wirkung·

7) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, wobei die Verbindungen B der Formel entsprechen.

Ε·Γκ- (CH₂)³I _n - HH - (CH₂ - CH₂ - 0)n" - H

(CH₂ - CH₂ - 02 n¹ - H

in der n, n' und n¹' ganze Zahlen zwischen 5 und 11 sind,

8) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, bei dem die Stoffe 0 quaternäre Ammoniumsalze aind₀

9) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Austauschstoffen, die durch Acylierung von Fettsäuren und höheren Polyalkylenen entstanden sindι deren mit der zugehörigen Gruppe verbundene Kette 14 bi· 18 Kohlenstoffatome hat·

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10) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, bei dem der pH-Wert der wässrigen Lösung des ternären Gemisches A + B + C zwischen 1,5 und 6, vorzugsweise zwischen 1,5 und 4 liegt."

11) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4· bis 9ι dadurch gekennzeichnet, daß die Agenzien durch eine anorganische oder organische Säure sauer gemacht sind, z.B. mit Salzsäure, Essigsäure etc«

12) Mischanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Quelle oder Behälter hat mit Mitteln für die Dosierung des Auslasses des oder der Agenzien zur Erzeugung des Zwischenaustandes der feinen Zuschlagstoffe, wobei diese Quelle oder dieser Behälter in der Masse der feinen Zuschlagstoffe münden, gerade vor dem Mischen derselben mit der Emulsion des Bindemittels·

Der WaiontanyrdÜ

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