DE1594757A1

DE1594757A1 - Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von bituminoesen Bindemitteln auf Gestein

Info

Publication number: DE1594757A1
Application number: DE19671594757
Authority: DE
Inventors: May Dipl-Chem Dr Adolf; Heinz Liebscher
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-05-19
Filing date: 1967-05-19
Publication date: 1971-02-04
Also published as: SE328518B; BE715423A; CH520084A; NO120979B; NL6806847A; GB1218868A; FR1567471A

Description

zur Patentanmeldung Fw

Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von bituminösen Bindemitteln auf Gestein ™

Das im Straßenbau verwendete Gesteinsmaterial, insbesondere saures Gestein, besitzt einen stark hydrophilen Charakter. Auch bei zunächst vollständiger Umhüllung des Gesteins mit Bitumen wird daher unter der ständigen Beanspruchung durch den Verkehr der Bindemittelfilm mehr oder weniger schnell durch anwesende Feuchtigkeit vom Gestein abgelöst, wodurch der Straßenbelag allmählich zerstört wird. Line wesentlich bessere Haftung des Bitumens aia Gestein und damit eine erhöhte Beständigkeit des .Straßenbelags gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit und eine verlängerte Lebensdauer der Straßen- f

decke läßt sich durch den Zusatz von kationaktiven Haftmitteln erzielen. Hierbei handelt es sich um organische Derivate des Ammoniaks mit mindestens einom langkettigen Alley !rost im Molekül. In der Iraxis bewährt haben sich besonders die sogenannten Fettamine, wie z. B. Stearylamin, Talgfettamin, Talgfettpropylendiamin usw. Diese Produkte sind in organischen Lösungsmitteln löslich und werden dom bituminösen Bindemittel vor der Verarbeitung zugesetzt.

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Da die gena^ tten Amine in der Hitze mit bestimmten Bestandteilen des Bitumens, wie Asphaltensäuren usw., in Reaktion treten können, wobei die Haftwirkung verloren geht, dürfen die bituminösen Bindemittel nach dem Zusatz der Haftmittel weder zu lange noch zu hoch erhitzt werden. Der Einsatz von Haftmitteln in Heißbitumen, das auf l80 C und mehr erhitzt werden muß, ist daher nicht oder nur unter beträchtlichen Wirkungseinbußen möglich. Diese Einschränkung erweist sich als äußerst nachteilig, da Heißbitumen unter den bituminösen Bindemitteln mengenmäßig an erster Stelle steht und da die hohen Anforderungen, die an moderne Straßen gestellt werden, oft ohne Haftmittel kaum zu erfüllen sind.

Um ein zu lange dauerndes Erhitzen der Haftmittel in Gegenwart von Bitumen auszuschließen, liegt es nahe, den Haftmittelanteil nicht dem bituminösen Bindemittel, sondern dem zur Herstellung des Mischgutes verwendeten Gestein zuzusetzen. Hierbei stört jedoch die bei Raumtemperatur wachsartige bzw. pastenförmige Beschaffenheit der üblichen Haftmittel, die es erforderlich macht, die Haftmittel entweder als Schmelze oder in gelöster Form mit dem Gestein zu vermischen. Hierbei wird im ersten Fall nur sehr schwer eine gleichmäßige Verteilung des Haftmittels erreicht, während im zweiten Fall das mitverwendete Lösungsmittel oder dessen Dämpfe stören.

Es wurde nun gefunden, daß eine sehr wirksame Verbesserung der Haftfestigkeit von Heißbitumen an Gestein dadurch möglich ist, wenn man Umsetzungsprodukte von kationaktiven Aminen mit Kohlensäure, d. h. Amincarbonate und/oder -carbaminate, als Haftmittel verwendet. Die erfindungsgemäß verwendeten Haftmittel stellen lockere, nicht klebrige Pulver dar, die sich leicht auf dem Gestein verteilen lassen. Unter Hitzeeinwirkung beim späteren Vermischen des Gesteins'mit dem Bitumen zerfallen die Produkte wieder in das Ausgangsamin und Kohlendioxyd sowie gegebenenfalls Wasser.

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Die Herstellung dos neuen Haftmittels kann ζ. Β. durch Einlei ten von Kohlendioxyd in eine wasserhaltige Lösung des entspre chenden Amins (R-NH₂) in einem organischen Lösungsmittel erfolgen. Es ist auch möglich, die Umsetzung in Abwesenheit von Lösungsmitteln durch Versprühen von geschmolzenem Amin in feuchter KohlendioxydatraoSphäre vorzunehmen. Die Umsetzung erfolgt im Sinne der Gleichungen:

	2R-NII₂ +	^H2°	₊ co₂
oder	R-NH_{2 +}	^H2°	₊ CO₂
oder	2R-NH₂ +	CO —	*» (R-NH

(₃J₂ CO₃ (R-NH₃)(HCO₃)

Bei der Umsetzung in organischen Lösungsmitteln fallen die Haft- ä mittel, bei denen es sich meist um Gemische aus Aminearbonaten und Aminearbaminaten handelt, unmittelbar als sehr feinteiliges lockeres Pulver an. Sie lassen sich bei der Herstellung von Heißmischgut in einfacher Weise gleichmäßig in'einer wesentlichen Verstärkung der Haftfestigkeit zwischen Bitumen und Gestein, wie dies in den weiter unten angeführten Beispielen noch näher erläutert werden soll. Selbstverständlich eignen sich die erfindungsgemäßen Zusätze nicht nur als Haftmittel in Verbindung mit Heißbitumen, sondern auch bei Verwendung anderer bituminöser Bindemittel, wie Verschnittbitumen usw.

Als kationaktive Amine, wie sie in Form ihrer Umsetzungsprodukte mit Kohlensäure erfindungsgemäß als Haftmittel verwendet i werden, kommen Fettreste enthaltende Mono- oder Polyamine mit etwa 3-22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie z. B. Stearylamin, Talgfettaciin, Cocosfettamin, Talgf ettpropylendiainin, 2-Heptadecen.ylimidazolin infrage. Weiterhin geeignet sind auch die entsprechenden UmsetZungsprodukte von Kohlendioxyd mit Araidaminen, wie sie z. B. durch Kondensation von Fettsäuren mit Polyaminen im Molverhältnis 1:1 erhalten werden. I2in derartiges Produkt stellt z. B. das Monoamid aus Ölsäure und Diäthylentriamin dar.

♦ dom dazu verwendeten Gesteinsmaterial vez'teilon und führen zu

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Die erforderliche Einsatzmenge an Haftmittel» die dem Gestein zugesetzt werden muß, beträgt im allgemeinen etwa 0_tl bis 5 Gew.-? vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Menge des zur Umhüllung des Gesteins verwendeten Bitumens·

Die durch die erfindungsgemäßen Zusätze erzielte Verbesserung der Haftfestigkeit von Bitumen auf Gestein geht aus den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Beispielen hervor, denen folgende Versuchsdurchführung zugrundeliegt:

Darstellung der Haftmittel;

In einem Standgefäß wird in eine auf 50 C gehaltene Lösung von ca.EOOg/ldes betreffenden Amins in Isopropanol nach Zusatz fc von 20 ecm Wasser/Liter so lange unter Rühren C0_ eingeleitet bis die Menge des Niederschlags nicht mehr zunimmt· Dann wird das Einleiten von CO₀ noch so lange fortgesetzt, bis die Mischung erkaltet ist. Anschließend wird der feinpülvrige Niederschlag abfiltriert und getrocknet. Auf diese Weise wurden die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Amine umgesetzt.

Prüfung der Haftfestigkeit (Laborteat);

In einer halbkugelförmigen Eisenschale werden 280 g Quarzitsplitt, Körnung 8-12 atm, auf 200 C erwärmt. Dann werden mit dem Spatel 20 g Quarzsand, der vorher mit dem jeweils zu prüfenden Haftmittel versetzt wurde, untergemischt. (Die Zugabe des Haftmittels zusammen mit dem Quarzsand läßt sich in der ψ Praxis bei der Herstellung von Heißmischgut z. B. dadurch nachahmen, daß man das Haftmittel zusammen mit dem mengenmäßig etwa 7 % ausmachenden feinkörnigen Füllstoff dem groben Gesteinsmaterial zumischt). Anschließend werden 12 g auf 200⁰C erhitztes Bitumen B 200 zugegeben. Dann wird die Mischung so lange durchgerührt bis das ganze Gestein gleiclunäßig durch das Bitumen umhüllt ist. Nach 2^lk Stunden Lagerung bei Raumtemperatur wird das Mischgut mit 60 C warmem Wasser übergössen und die Temperatur 15 Minuten auf diesem Wert gehalten. Nach dem Abkühlen wird der noch von Bitumen bedeckte Anteil des Gesteins visuell abgeschätzt.

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Tabelle: Verbesserung der Haftfestigkeit

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Beispiel Nr. :	Haftmittel: Urasetzungsprodukt aus Kohlensäure und	Zusatzmenge bezogen auf den Biturnen- Anteil	Bedeckung des Gesteins mit Bitumen nach der Wasserlagerung
1	Cocosfettamin	1 %	40 %
2	Cocosfettamin	2 %	70 %
3	S t e ar y 1 antin	1 %	60 %
4	S t βarylamin	2 %	90 %
5	Talgfettamin	ι S	50 tf
6	Talgfettamin	2 %	80 Ji
7	Talgfettpropylendiarain	0, 1 %	40 %
8	Talgfettpropylendiamin	o, 5 tf	90 9ί
9	Talgfettpropylendiamin	1 96	100 %
10	Steary!propylendiamin	1 96	100 %
11	ohne Zusatz	-	10 tf

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Claims

- 6 - Fw 5393 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von bituminösen Bindemitteln auf Gestein, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gesteinsmaterial vor der Umhüllung mit dem Bindemittel mit 0,1-5 Gew.-56, vorzugsweise 0,1-2 Gew.-j4, bezogen auf das Gewicht des Bitumens mit einem pulverförmigen Urasetzungsprodukt eines kationaktiven Amines mit Kohlendioxyd als Haftmittel behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Haftmittel das Umsetzungsprodukt aus Talgfettpropylendiarain oder Stearylpropylendiamin und Kohlensäure angewandt wird.

3* Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aminkömponente des Haftmittels Talgfett«miη oder Stearylaein ist_?

k. Verfahren nach Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß man das Haftmittel in Mengen von 0,1-5 Gew.-#, vorzugsweise 0,1-2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bitumens auf das Gestein aufbringt.

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