DE2062268A1

DE2062268A1 - Process for the production of carbon hydrogen-containing masses

Info

Publication number: DE2062268A1
Application number: DE19702062268
Authority: DE
Inventors: Michel Le Havre Quiquerez Joseph Samte Adresse Kennel, (Frankreich)
Original assignee: Compagme Francaise de Raffinage S A , Paris
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1970-12-17
Publication date: 1971-06-24
Also published as: NL159428B; FR2071084A5; NL7018426A; ES386564A1; BE760408A; JPS5210885B1; GB1332825A; ZA708480B

Description

COMPAGNIE MAlTCAISE DE RAJ¹FIMGE S.A., Paris» FrankreichCOMPAGNIE MAlTCAISE DE RAJ ¹ FIMGE SA, Paris »France

Verfahren zur Herstellung kohlenwasserstoffhaltiger MassenProcess for the production of masses containing hydrocarbons

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kohlenwasserstoffhaltiger Massen, insbesondere für Straßenoder Hollbahnbeläge oder zur Verwendung beim Hausbau, wobei ein Zuschlagstoff, ein Füllstoff und ein kohlenwasserstoffhaltiges Bindemittel miteinander vermischt werden*The invention relates to a method of manufacture compounds containing hydrocarbons, in particular for road or railway pavements or for use in building houses, whereby an aggregate, a filler and a hydrocarbonaceous one Binders are mixed together *

Derartige Massen sind bekannt· Dabei besteht der Zuschlagstoff aus einem Granulat, dessen Körner von einem Sieb mit quadratischen oder runden Öffnungen von 80 p. Seitenlänge bzw. 100 ja Durchmesser zurückgehalten werden, nicht jedoch von einem Sieb mit quadratischen Öffnungen von 100 /U Seitenlänge bzw. runden Öffnungen von 125 /u Durchmesser. Der Füllstoff besteht aus Körnern, deren Durchmesser < 80 /U ist und die daher von einem Sieb mit quadratischen Löchern der Seitenlange 80 /U> bzw» runden IjÖ-chem mit dem Durchmesser 100 yu nicht zurückgehalten werden» Das Bindemittel rührt entweder von Kohle oder Erdöl her. Bs besteht aus Asphaltenen und Maltenen»Such masses are known · The aggregate consists of a granulate, the grains of which are from a sieve with square or round openings of 80 p. Side length or 100 yes diameter are retained, but not by a sieve with square openings of 100 / u side length or round openings of 125 / u diameter. The filler consists of grains, the diameter of which is <80 / U and which are therefore not retained by a sieve with square holes with a side length of 80 / U or »round IjÖ-chem with a diameter of 100 yu Crude oil. Bs consists of asphaltenes and maltenes »

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Die erwähnten kohlenwasserstoffhaltigen Massen, die sich aus oben genannten Bestandteilen zusammensetzen, besitzen gewisse Materialkonstanten, wie Ermüdungsbeständigkeit, Kompressionsbruchbelastung, Zugfestigkeit und Fließverhalten, die in geeigneten, später beschriebenen Versuchsanordnungen gemessen werden können, und welche festgestelltermaßen eine gute Aussage bezüglich des Verhaltens der Massen bei Verwendungsbedingungen darstellen.The mentioned hydrocarbon-containing masses, which are composed of the above-mentioned constituents, have certain material constants, such as fatigue resistance, compression fracture load, tensile strength and flow behavior, which can be measured in suitable test arrangements described later, and which are established represent a good statement regarding the behavior of the masses under conditions of use.

Gewisse Verbesserungen dieser Materialkonstanten sind bezüglich Massen, welche oberhalb O ⁰C verwendet werden sollen, bekanntlich durch Verwendung eines harten Bindemittels erreichbar· Die Herstellung der Masse erfordert aber dann eine umso größere Erwärmung des Bindemittels, $e härter es ist.Certain improvements of these material constants are relative to compositions which is above ⁰ ° C are to be used, is well known by using a hard binder reachable · The preparation of the mass but then requires an even greater heating of the binder, $ e harder it is.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Herstellungsverfahrens, welches Massen ergibt, bei denen die oben genannten Materialkonstanten verbessert sind.The object of the invention is to create a manufacturing process which results in masses at which the above-mentioned material constants are improved.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung von Zuschlagstoff, Füllstoff u&d Bindemittel unter Zusatz von Hartasphalt erfolgt.The method according to the invention is characterized in that the mixing of aggregate, filler u & d binders are made with the addition of hard asphalt.

Vorteilhafterweise wird der Hartasphalt als nicht vorgeheiztes Pulver in die Mischung aus Zuschlagstoff, Bindemittel und Füllstoff eingebracht oder vor der Vermischung Füllstoffes mit dem Zuschlagstoff und dem vorgeheizten um den Füllstoff herum ausgefällt.The hard asphalt is advantageously added to the mixture of aggregate and binder as a non-preheated powder and filler introduced or prior to mixing Filler precipitated with the aggregate and the preheated around the filler.

Vorzugsweise wird das Ausfällen des Hartasphalteg durch Zugabe von Normalhexan zu einer Suspension des Füllstoffes in einer Lösung von Asphalt in Benzol erreicht,Preferably, the precipitation of the hard asphalt path by adding normal hexane to a suspension of the filler achieved in a solution of asphalt in benzene,

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In weiterer Vervollkommnung der Erfindung wird soviel ■Hartasphalt eingesetzt, daß das Hartasphalt/Hartasphalt+ Füllstoff-Volumenverhältnis etwa gleich oder vorzugsweise größer als derjenige Wert ist, bei dem ein Probekörper im vorbestimmten Temperaturbereich bei gegebenem Bindemittel und Zuschlagstoff die höchste Lebensdauer in einem Drehbiegungsversuch bei konstanter Belastung und Frequenz erreicht.In a further improvement of the invention, so much hard asphalt is used that the hard asphalt / hard asphalt + Filler volume ratio is approximately equal to or preferably greater than the value at which a test specimen in the predetermined temperature range for a given binder and aggregate, the longest service life in a twisting test achieved with constant load and frequency.

In diesem Zusammenhang ist unter Hartasphalt eine Substanz zu verstehen, welche reich an Asphalten (mindestens 50 Gew. °/o) ist und einen Anteil an in Schwefelkohlenstoff oder Cyclohexan unlöslichen Stoffen von weniger als 30 Gew. % aufweist. Die erfindungsgemäß verwendeten Hartasphalte müssen genügend verteilt vorliegen, damit keine Unregelmäßigkeiten in der Zusammensetzung des Bindemittels entstehen. Eine Korngröße entsprechend derjenigen des Füllstoffes ist vorteilhaft, jedoch ist die Korngröße nicht kritisch. Die maximale Korngröße des Hartasphaltes sollte die kleinste Korngröße des Zuschlagstoffes nicht überschreiten. In this context, hard asphalt is a substance to be understood, which is rich in asphaltenes (at least 50 wt. ° / o) and has a fraction insoluble in carbon disulphide or cyclohexane substances less than 30 wt.%. The hard asphalts used according to the invention must be sufficiently distributed so that there are no irregularities in the composition of the binder. A grain size corresponding to that of the filler is advantageous, but the grain size is not critical. The maximum grain size of the hard asphalt should not exceed the smallest grain size of the aggregate.

Wenn der Hartasphalt der Mischung aus Füllmittel, Bindemittel und Zuschlagstoff hinzugefügt wird, soll er nicht vor der Zumischung erhitzt werden, damit keine Agglomeration entsteht.When the hard asphalt is added to the mix of filler, binder and aggregate, it should not be heated prior to admixture so that no agglomeration occurs arises.

Erwähntermaßen besteht eine andere Art der Zumischung darin, den Hartasphalt um das Füllmittel herum auszufällen, vorzugsweise durch Hinzufügung von Normalhexan zu einer Suspension des Füllmittels in einer Lösung von Asphalt in Benzol, und danach Füllmittel und Hartasphalt zu der Mischung von Zuschlagstoff und Bindemittel hinzuzugeben. Als Hartasphalt kann man natürlichen Asphalt benut-As mentioned, another type of admixture is to precipitate the hard asphalt around the filler, preferably by adding normal hexane to a suspension of the filler in a solution of Asphalt in benzene, and then filler and hard asphalt to be added to the mixture of aggregate and binder. Natural asphalt can be used as hard asphalt.

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zen, nachdem man ihn in Pulverform gebracht hat. Ebenso kann man den in Normalheptan oder Normalhexan oder in Leichtbenzin unlöslichen Anteil eines Desasphaltierungspechs, herrührend von der Desasphaltierung mit Propan, oder eines Vacuumdestillationsrückstandes oder auch des Rückstandes einer Destillation unter Atmosphärendruck, wenn das Erdöl sehr reich an Asphaltanteilen ist, oder auch eines oxydierten Bitumens, herrührend von einem Blasen (soufflage) in einem Temperaturbereich von I50 bis 3OO ⁰C, eines der genannten Stoffe oder einer Mischung derselben. Der erfindungsgemäß verwendete Hartasphalt kann bis zu 30 Gew. % Anteile, die in Schwefelkohlenstoff oder Cyclohexan unlöslich sind, enthalten. Solche Substanzen werden zum Beispiel durch Zerkleinerung des Extraktes aus Rückständen von Crackprozessen oder "visbreaking"-Prozessen oder "hydrovisbreaking"-Prozessen, oder von der Pyrolyse von geblasenen, oder in Gegenwart von Katalysatoren (wie Po°5 U*¹*³- ZnCIp) polymerisieren Rückständen, wobei die Extraktion mit Normalheptan oder Normalhexan oder Leichtbenzin vorgenommen ist.zen after being powdered. Likewise, the portion of a desasphalting pitch which is insoluble in normal heptane or normal hexane or in light gasoline, originating from the desasphalting with propane, or a vacuum distillation residue or the residue of a distillation under atmospheric pressure, if the petroleum is very rich in asphalt, or an oxidized bitumen, originating from a bubbles (soufflage) in a temperature range of I50 to 3OO ⁰ C, one of said substances or a mixture thereof. The hard asphalt used in the invention may contain up to 30 wt.% Of play which are insoluble in carbon disulphide or cyclohexane. Such substances are produced, for example, by crushing the extract from residues from cracking processes or "visbreaking" processes or "hydrovisbreaking" processes, or from pyrolysis of blown, or in the presence of catalysts (such as Po ° 5 U * ¹ * ³ - ZnClp ) polymerize residues, the extraction with normal heptane or normal hexane or light gasoline being carried out.

Das Kohlenwasserstoff enthaltende Bindemittel wird auf bekannte Weise gewonnen· Es läßt sich kein Unterschied in den mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Massen feststellen, wenn Bindemittel der gleichen Härte aber verschiedener Herkunft verwendet werden, z. B. natürliches Bitumen, wieder zusammengesetztes Bitumen oder auch wieder zusammengesetztes Blasbitumen.The hydrocarbon-containing binder is obtained in a known manner. There is no difference in the mechanical properties of those produced according to the invention Determine masses if binders of the same hardness but different origins are used, z. B. natural bitumen, reassembled bitumen or reassembled blown bitumen.

Als Füllstoff kann beliebiges Material verwendet werden, z. B. Sand, Kalkstein, Schlacke, Kalk oder vulkanisierter Kautschuk. Ebenso kann zerkleinerter und gesiebter Koks, von Kohle oder Erdöl stammend, in bekannter WeiseAny material can be used as the filler, e.g. B. sand, limestone, slag, lime or vulcanized Rubber. Crushed and sieved coke, derived from coal or petroleum, can also be used in a known manner

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verwendet werden, oder Mischungen von Füllstoffen.can be used, or mixtures of fillers.

Ein unerwarteter Effekt des Einbaus von Hartasphalt in kohlenwasserstoffhaitige Massen ist die Möglichkeit, den Füllstoffanteil zu vermindern, war zur Folge hat, daß das Verhalten der Massen in ungewöhnlicher Weise verbessert wird, speziell die Temperaturunempfindlichkeit und damit das Fließverhalten.An unexpected effect of paving hard asphalt In masses containing hydrocarbons, it is possible to reduce the filler content has that the behavior of the masses is improved in an unusual way, especially the temperature insensitivity and thus the flow behavior.

Das Optimum der mechanischen Eigenschaften bei einer bestimmten Temperatur hängt vom Verhältnis von Füllstoff und Hartasphalt ab. Betrachtet man beispielsweise zwei Massen, die bei einer Temperatur von etwa 20 C bzw. 5 ⁰C verwendet werden sollen, so muß das Hartasphalt/ Hartasphalt + Füllstoff-Volumenverhältnis etwa gleich 0,5 bzw. 0,25 sein, um das jeweilige Optimum der mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Erfindungsgemäß wird die optimale Zusammensetzung bestimmt mit Hilfe eines Drehbiegeversuches bei konstanter Belastung und Frequenz mit Probekörpern aus kohlenwasserstoffhaltigen Massen verschiedener Zusammensetzung.The optimum of the mechanical properties at a certain temperature depends on the ratio of filler and hard asphalt. For example, considering two masses that are to be used at a temperature of about 20 C and 5 ⁰ C, the hard asphalt / hard asphalt + filler volume ratio must be approximately equal to 0.5 and 0.25 to the respective optimum to maintain mechanical properties. According to the invention, the optimal composition is determined with the aid of a rotary bending test at constant load and frequency with test specimens made of hydrocarbon-containing masses of different composition.

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Nachstehend ist die Erfindung anhand von Beispielen und der beigefügten Fig. 1 bis 4- erläutert, welche Eigenschaften der in den Beispielen beschriebenen Hassen graphisch wiedergeben. The invention is explained below with the aid of examples and the attached FIGS. 1 to 4, which properties of the Hassen described in the examples.

Example I.

Das bei allen im folgenden beschriebenen Versuchen verwendete Bindemittel weist eine Penetration von 80/100 auf (ausgedrückt in 1/10 mm bei 25°C, 100 g Belastung, 5 see. Belastungsdauer, Nadel entsprechend der Norm HFJD 6004). Das Bindemittel wird durch direkte Destillation eines Erdöls aus Venezuela vom Typ "Boskan" erhalten.The binder used in all of the experiments described below has a penetration of 80/100 on (expressed in 1/10 mm at 25 ° C, 100 g load, 5 see. Load duration, needle according to the HFJD 6004 standard). The binder is made by direct distillation of a petroleum Venezuela of the "Boskan" type was preserved.

Die harten Asphalte stammen von einer Ausfällung von n-Heptan aus feinem Deasphaltierungspech. Sie sind im Benzol und Schwefelkohlenstoff vollkommen löslich. Sie liegen als Pulver vor, dessen Körner kleiner als etwa 80 Mikron sind.The hard asphalts come from a precipitation of n-heptane from fine deasphalting pitch. You're in the benzene and carbon disulfide completely soluble. They come as a powder with grains smaller than about 80 microns.

Beim Füllstoff handelt es sich um gesiebten Sand, Kalkstein oder um einen Füllstoff aus Koks, welcher durch "fluid coking" hergestellt, nicht schmelzbar, im Schwefelkohlenstoff vollkommen unlöslich und von folgender Zusammensetzung ist:The filler is sieved sand, limestone or a filler made of coke, which through "fluid coking" produced, not fusible, in carbon disulfide is completely insoluble and has the following composition:

Kohlenstoff 87,25 Gew.%Carbon 87.25 wt.%

Wasserstoff 2,30 Gew.%Hydrogen 2.30 wt.%

Sauerstoff 4,4- Gew.%Oxygen 4,4% by weight

Asche 0,14 Gew.%Ash 0.14 wt.%

Schwefel 5,91 Gew.$Sulfur 5.91 wt. $

Dabei ist das Kohlenstoff/Wasserstoff«Gewichtsverhältnis gleich 38 und dan WaGserntoff/Kohlenstoff-Gramiiatomver- The carbon / hydrogen weight ratio is 38 and then the chemical / carbon grami atom ratio

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hältnis gleich 0,31.ratio equal to 0.31.

Sand 0/3, welcher vorher gesiebt worden ist, wenn kein Sandfüllstoff eingeführt werden soll, oder wenn er in anderen als den natürlichen Anteilen eingeführt werden soll, wird im Ofen bei I50 G getrocknet. Das erwähnte Bindemittel wird zwei Stunden lang auf derselben Temperatur gehalten. Der Sand wird in einen mit einem Thermostaten versehenen Hischer gegeben. Danach wird der kalte Füllstoff im Sand fünf Minuten lang dispergiert, falls erforderlich. Danach werden gegebenenfalls die kalten, harten Asphalte zugegeben. Dann wird das Bindemittel eingeführt. Das Mischen dauert in Gegenwart des Bindemittels fünf Minuten, wonach Proben hergestellt werden.Sand 0/3, which has been sieved beforehand if no sand filler is to be introduced or if it is in Other than the natural proportions are to be introduced, is dried in the oven at 150 G. The aforementioned binder is kept at the same temperature for two hours. Of the Sand is poured into a thermostatic mixer given. Thereafter, the cold filler is dispersed in the sand for five minutes, if necessary. After that, if necessary the cold, hard asphalt added. Then the binder is introduced. Mixing continues in the presence of the Binder five minutes after which samples are made.

Für die Ermündungsbeständigkeits-Versuche werden torische Proben hergestellt, deren mittlerer Durchmesser 30 und deren Durchmesser an den Enden 4-5 mm beträgt. Bei der Herstellung dieser Proben werden 200 cnr Masse in eine kalte Form gegeben und sofort mit 15 Tonnen mittels zwei Eolben 30 Sekunden lang komprimiert. Hach Abkühlung werden die Proben der Form entnommen und ausreichend lange liegen gelassen, um ein thermisches Gleichgewicht bei der Temperatur anzunehmen, bei welcher die Ermüdungsbeständigkeits-Versuche durchgeführt werden. Toric Samples prepared whose mean diameter is 30 and whose diameter at the ends is 4-5 mm. In the preparation of These samples are put 200 cnr into a cold mold and immediately with 15 tons by means of two Eolben 30 seconds long compressed. After cooling, the samples are removed from the mold and left in place for a sufficient time to allow a assume thermal equilibrium at the temperature at which the fatigue resistance tests are carried out.

Für die Kompressionswiderstand-Versuche werden zylindrische Proben hergestellt, welche einen Durchmesser von 4-5 mm und ein Gewicht von 300 g aufweisen. Sie werden unter 6 Tonnen eine Minute lang gepreßt. Bezüglich des Herausnehmens aus der Form und der Lagerung werden die vorstehend geschilderten Vorsicht smaßnahmen ergriffen.For the compression resistance tests, cylindrical Samples are made which have a diameter of 4-5 mm and have a weight of 300 g. They are pressed under 6 tons for one minute. Regarding the removal from the Form and storage, the precautionary measures outlined above are taken.

Die Ermüdungsbeständigkeitθ-Versuche bestehen darin, die torische Probe bei konstanter Belastung und konstanterThe fatigue resistance tests consist of the toric sample at constant load and constant

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Temperatur einer Drehbiegung mit einer Frequenz von 25 Hertz zu unterwerfen. Die torische Probe wird so angeordnet, daß ihre Achse ohne die besagte Belastung senkrecht verläuft. Der untere Teil der Probe ist im Spannfutter einer Spindel mit senkrechter Drehachse angeordnet. Die Drehzahl ist einstellbar. Um den oberen Teil der Probe wird ein Metallkranz gelegt, um den herum ein Kugellager angeordnet ist. Diese Vorrichtung ermöglicht es, an die Probe eine konstante Querzugbelastung anzulegen. Es wird die Anzahl der Umläufe festgestellt, bei welcher die Probe zerbricht.Temperature of a turning bend with a frequency of 25 Hertz to subjugate. The toric sample is placed so that its axis is perpendicular without the said load. The lower part of the sample is arranged in the chuck of a spindle with a vertical axis of rotation. The speed is adjustable. A metal ring is placed around the upper part of the sample, around which a ball bearing is arranged. These Device enables a constant transverse tensile load to be applied to the sample. The number of revolutions is determined at which the sample breaks.

Die Versuche zur Feststellung des Kompressionswiderstands bestehen darin, die zylindrische Probe mit einer konstanten Geschwindigkeit von ^>O mm/min zusammenzudrücken. Es wird diejenige Kraft festgestellt, welche beim Zerbrechen der Probe ausgeübt ist.The tests to determine the compression resistance consist in compressing the cylindrical sample at a constant speed of > 0 mm / min. That force is determined which is exerted when the sample is broken.

In der folgenden Tabelle I ist die Zusammensetzung verschiedener Proben angegeben. Weiterhin sind zu jeder Zusammensetzung die Ermüdungsbeständigkeit und die Kompressionsbruchbelastungen angegeben. Diese Eigenschaften sind bei 2O⁰C bestimmt worden. Die Anteile von Zusatzstoff, Füllstoff und Hartasphalten sind in Volumenprozent von Zuschlagstoff, Füllstoff und Hartasphalten gegeben. Der Anteil an Bindemittel ist auf 100 Gewichtsteile Zuschlagstoff, Füllstoff und Hartasphalte bezogen.The composition of various samples is given in Table I below. Furthermore, the fatigue resistance and the compression rupture loads are given for each composition. These properties have been determined at 2O ⁰ C. The proportions of additive, filler and hard asphalt are given in percent by volume of aggregate, filler and hard asphalt. The proportion of binder is based on 100 parts by weight of aggregate, filler and hard asphalt.

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Table I.

Versuchattempt 11 22 33 44th 55 6 ·6 · Zusammensetzungcomposition Sand 0/3 ohne
Füllstoff
(Vol. %)Sand 0/3 without
filler
(Vol.%) 8484 8484 8484 8484 8484 8484 Sandfüllstoff
(Vol. %)Sand filler
(Vol.%) 1616 __ __ Μ·Μ · mmmm Kalkstein-
Füllstoff
(Vol. %)Limestone-
filler
(Vol.%) 1616 Koks-Füllstoff
(Vol. %) Coke filler
(Vol. %) —- 1616 88th 11 1414th Harte Asphalte
(Vol. %)Hard asphalt
(Vol.%) —- __ 88th 1515th 22 Bindemittel
(Gew. Teile)binder
(Parts by weight) 88th 88th 88th 88th 88th 88th «=«==»=«==»= = = = »*«=« == »=« == »= = = =» * ================ ================ IS=SS=SS=SaIS = SS = SS = Sa ================ I
Mechanische
Eigenschaften
bei 20 ⁰C ^: I.
Mechanical
properties
at 20 ⁰ C ^: Ermüdungsbestän-:
digkeitiFatigue Resistance:
digkeiti 1,2.1O⁵ 1,2.1O ⁵ Bei 7,7 bar
(Zahl der
Umläufe) ;At 7.7 bar
(Number of
Rounds); 5.5--1O⁵:5.5--1O ⁵ : 2,5·1Ο⁵ 2.5 · 1Ο ⁵ ,5.1O⁵ , 5.1O ⁵ > Ί0⁷ > Ί0 ⁷ >10⁷ > 10 ⁷ 3.1O⁶ 3.1O ⁶ Bei 17 bar i
(Zahl der s
Umläufe) ;At 17 bar i
(Number of s
Rounds); 6,0.1O⁵ 6.0.1O ⁵ 100 j100 j 7,5.10⁴I7.5.10 ⁴ I. pp.10^{5 ;} pp.10 ^5; !Compressions- \
bruchbelastung I
(bar) \ ! Compression \
breaking load I
(bar) \ 110 :110: 100 i100 i 240 j240 j 270270 160 ;160;

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Aus Tabelle I ergibt sich, daß die mechanischen. Eigenschaften der Hassen 1, 2 und 3 im wesentlichen gleich sind. Unterschiedliche füllstoffe vermitteln dann, wenn sie in der jeweiligen Masse mit gleichem Volumenanteil vorliegen, ähnliche mechanische Eigenschaften.From Table I it can be seen that the mechanical. properties of hates 1, 2 and 3 are essentially the same. Different fillers convey when they are present in the respective mass with the same volume fraction, similar mechanical properties.

Die Versuche 4-, 5 und 6 verdeutlichen die Eigenschaften von erfindungsgemäß hergestellten Massen. Ein Vergleich der verschiedenen mechanischen Eigenschaften dieser Massen und der in Versuch 3 untersuchten Masse zeigt, welche beträchtliche Steigerung der Ermüdungsbeständigkeit und der Kompressionsbruchbelastung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbar ist. Im übrigen zeigt sich, daß diese günstigeren Ergebnisse noch unter Verminderung des Füllstoffgehaltes erzielt sind.Experiments 4, 5 and 6 illustrate the properties of masses produced according to the invention. A comparison of the various mechanical properties of these masses and the mass examined in Experiment 3 shows what considerable Increase in the fatigue resistance and the compression rupture load with the method according to the invention is achievable. In addition, it has been shown that these more favorable results are achieved with a reduction in the filler content are achieved.

Example II

Dieses Beispiel behandelt den Fall, daß die in der Masse eingelagerten Hartasphalte im Schwefelkohlenstoff oder im Cyclohexan nicht ganz löslich sind. Man stellt die kohlenwasserstoff haltigen Massen her wie in Beispiel I, mit der Abweichung, daß anstelle des Hartasphaltes eine Substanz verwendet wird, die durch Ausfällen des in einem "zähigkeitsgebrochenen" Heizöl enthaltenen Hartasphaltes mit einem Benzin, das zwischen 60° und 100° übergeht, gewonnen ist. Das Brechen der Zähigkeit (visbreaking) wird bei dem Hackstand der Vakuumdestillation eines Erdöles aus dem Irak vorgenommen. Man erhält dabei ein Heizöl mit einer Viskosität von cst. bei 50⁰G und einem Zylen-Äquivalenb von ^¹J. Der ausgefällte Hartasphalt besitzt folgende Eigenschaften:This example deals with the case that the hard asphalts embedded in the mass are not completely soluble in carbon disulfide or in cyclohexane. The masses containing hydrocarbons are produced as in Example I, with the difference that instead of the hard asphalt, a substance is used that is produced by precipitating the hard asphalt contained in a "toughened" heating oil with a gasoline that goes over between 60 ° and 100 °, is won. The breaking of the toughness (visbreaking) is carried out at the chopping stand of the vacuum distillation of a petroleum from Iraq. A heating oil with a viscosity of cst is obtained. at 50 ⁰ G and a zylene equivalents of ^ ¹ J. The precipitated hard asphalt has the following properties:

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Schiael zpunktSchiael zpunkt

Unlösliche Anteile in SchwefelkohlenstoffInsoluble parts in carbon disulfide

Zus ammens et zung: Kohlenstoff ■ Wasserstoff Sauerstoff Asche
SchwefelComposition: carbon ■ hydrogen oxygen ash
sulfur

280° 0
25 Gew.%280 ° 0
25 wt.%

82,89 Gew.% 6,582.89 wt% 6.5

1 3 "1 3 "

• 0,88 "• 0.88 "

8,43 "8.43 "

Dabei ist das Kohlenstoff/Wasserstoff-Gewichtsverhältnis gleich 12,7 und das Wasserstoff/Kohlenstoff-Grammatomverhältnis gleich 0,94. Here is the carbon / hydrogen weight ratio is 12.7 and the hydrogen / carbon gram atomic ratio is 0.94.

Die Hartasphalte fallen direkt in einer Form an, die das Einführen in die Masse erlaubt, ohne vorheriges Mahlen oder Sieben.The hard asphalt is obtained directly in a form that it can be introduced into the mass without prior grinding or seven.

In Tabelle II sind die Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften der so hergestellten Masse bei 20⁰C aufgeführt.The composition and the mechanical properties of the mass produced in this way at 20 ^° C. are listed in Table II.

Table II

Versuchattempt 11 77th Zusammensetzungcomposition Sand 0/3 ohne IHillstoff (Vol%)Sand 0/3 without I filler (vol%) 8484 8484 Sandfüllstoff (Vol%)Sand filler (vol%) 1616 88th Hartasphalt (Vol%)Hard asphalt (Vol%) -- 88th Bindemittel (Gew.Teile)Binder (parts by weight) 88th 88th

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Versuchattempt

Meeh. Eigenschaften
bei 20° CMeeh. properties
at 20 ° C

ErmiidungsbeständigkeitResistance to retirement

bei 7,7 bar (Zahl der Umläufe) bei 17 bar (Zahl der Umläufe)at 7.7 bar (number of revolutions) at 17 bar (number of revolutions)

Kompressionsbruchlast (bar)Compression breaking load (bar)

5,5'
6,0 . 105.5 '
6.0. 10

110110

1 · 10 1,5-101 x 10 1.5-10

275275

Man kann feststellen, daß die Einführung des Hartasphaltes bei gleichzeitiger Reduzierung des lüllanteiles in der kohlenwasserstoffhaltigen Masse die mechanischen Eigenschaften derselben beträchtlich verbessert.It can be seen that the introduction of hard asphalt with a simultaneous reduction in the amount of manure in the hydrocarbon-containing mass, the mechanical properties of the same are considerably improved.

Example III

Dieses Beispiel betrifft den Temperatureinfluß auf die mechanischen Eigenschaften der Massen und die Bestimmung des optimalen Füllanteiles von Hartasphalt und Füllstoff, die in die Masse eingelagert werden.This example concerns the influence of temperature on the mechanical properties of the masses and the determination the optimal fill content of hard asphalt and filler, which are embedded in the mass.

Die verwendeten Massen enthalten einen Koksfüllstoff, identisch mit dem in Beispiel I beschriebenen.The compositions used contain a coke filler identical to that described in Example I.

Die Hartasphalte, völlig löslich in Schwefelkohlenstoff, sind identisch mit den in Beispiel I verwendeten.The hard asphalts, completely soluble in carbon disulfide, are identical to those used in Example I.

Das Herstellungsverfahren der Proben zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften entspricht dem in Beispiel I beschriebenen.The manufacturing process of the samples for determining the mechanical properties corresponds to that in Example I. described.

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In Tabelle III sind die Zusammensetzungen der geprüften Massen und die entsprechenden mechanischen Eigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen aufgeführt. Bei den Versuchen zur Feststellung der Ermüdungsbeständigkeit sind die Proben bei jeder Temperatur (35°G, 20°C und 5°C) mit derselben Belastung (7,7$ 17» u^-cl 4-2 bar) beaufschlagt. Zum Vergleich wird bei der jeweiligen Temperatur mit derselben Belastung eine Masse untersucht, die kein Hartasphalt enthält und bei 35GO Cyclen bricht.In Table III the compositions are those tested Masses and the corresponding mechanical properties listed at different temperatures. In the tests to determine the fatigue resistance are the samples at any temperature (35 ° G, 20 ° C and 5 ° C) subjected to the same load (7.7 $ 17 »u ^ -cl 4-2 bar). For comparison, the same temperature is used at the respective temperature Investigating a mass that is not hard asphalt contains and breaks at 35GO cycles.

Table III

Versuchattempt 88th 99 1010 1111 1212th 1313th Zusammensetzungcomposition Sand 0/3 ohne
Füllstoff
(Vol. %)Sand 0/3 without
filler
(Vol.%) 8484 8484 8484 8484 8484 8484 Koksfüllstoff
(Vol. %)Coke filler
(Vol.%) 1616 1212th 88th 44th 22 1616 Harte Asphalte
(Vol. %) Hard asphalt
(Vol. %) ■Mt■ Mt 44th 88th 1212th 1414th .. Bindemittel
(Gew. Teile)binder
(Parts by weight) 88th 88th 88th 88th 88th 88th Volumen des
Hartasphal-
It i_ ^tes Volume of the
Hard asphalt
It i_ ^tes 00 0,250.25 0,500.50 0,750.75 0,870.87 00 Vol. Hart
asphalt +
Vol. Füll
stoffVol. Hart
asphalt +
Vol
material sssatscs= =sssatscs = = BS=S = S = SBS = S = S = S CSSsSSr=S =CSSsSSr = S = ssssssssssssssss=::ssssssssssssssss = :: 35 ⁰O35 ⁰ O 35 ⁰C35 ⁰ C 35 ⁰C35 ⁰ C 35 °035 ° 0 35 ⁰O35 ⁰ O 20 ⁰C20 ⁰ C Mechanische
ligenechaften
bei einer Tem
peratur von Mechanical
ligenechaf t s
at a tem
temperature from 4545 105105 150150 165165 180180 100100 Kompressions-
bruchbelastung
(bar)Compression
breaking load
(bar) 3,5-1O-³ 3,5-1O- ³ 1,6.10⁵ 1.6.10 ⁵ 8.10⁵ 8.10 ⁵ 1,1.10⁶ 1.1. 10 ⁶ 7.1O⁵ 7.1O ⁵ 3,5.1O³ 3,5.10 ³ Ermüdungswider
stand (Zahl
der Umläufe)Anti-fatigue
stood (number
of the circulations) 7,77.7 7,77.7 7,77.7 7,77.7 7,77.7 1717th Belastung
(bar)load
(bar)

109826/1601109826/1601

Forts et zung ...Continuation ...

fSfS

Table- III

Versuchattempt 1414th 1515th 1616 1717th 1717th 1818th 1919th Zusammensetzungcomposition Sand 0/3 ohne
Füllstoff
(Vol. %)Sand 0/3 without
filler
(Vol.%) 8484 8484 8484 8484 84-84- 8484 Koksfüllstoff
(Vol. %)Coke filler
(Vol.%) 1212th 88th 44th 1616 1212th 88th Harte Asphalte
(Vol. %)Hard asphalt
(Vol.%) 44th 88th 1212th 44th 88th Bindemittel
(Gew. Teile)binder
(Parts by weight) 88th 88th 88th 88th 88th 88th Volumen des
Hartasphal-
•p tesVolume of the
Hard asphalt
• p tes Vol. Hart
asphalt +
Vol. Füll
stoffVol. Hart
asphalt +
Vol
material 0,250.25 0,500.50 0,750.75 00 0,250.25 0,500.50 Mechanische
Eigenschaften
bei einer Tem
peratur vonMechanical
properties
at a tem
temperature from 20 ⁰G20 ⁰ G 20 ⁰C20 ⁰ C 20 ⁰G20 ⁰ G 5 ⁰G5 ⁰ G 5 ⁰G5 ⁰ G 5 ⁰G5 ⁰ G Kompressions
bruchbelastung
(bar)Compression
breaking load
(bar) 190190 240240 260260 240240 350350 400400 Ermüdungswider
stand (Zahl
der Umläufe)Anti-fatigue
stood (number
of the circulations) 3.10⁴ 3.10 ⁴ 7 5.10⁴ 7 5.10 ⁴ 44th 3,5.10³ 3.5.10 ³ 9.1O⁵ 9.1O ⁵ 3,5.10³ 3.5.10 ³ Belastung
(bar)load
(bar) 1717th 1717th 4242 4242 4242

10 9 8 2 6/160t10 9 8 2 6 / 160t

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen in graphischer Darstellung die Resultate der Versuche. In Pig. 1 ist die Bruchbelastung (ausgedrückt in bar) als Punktion des Wertes R, der das Volumenverhältnis von Hartasphalt zu der Summe von Hartasphalt und !Füllstoff darstellt, aufgetragen. Es sei bemerkt, daß diese Summe konstant ist, da die Zugabe des Hartasphaltes auf Kosten der Püllstoffmenge erfolgt. Die Pig. 2 zeigt die Ermüdungsbeständigkeit, gemessen an der Lebensdauer der Probekörper, und ausgedrückt in der Zahl der bei konstanter Belastung und Frequenz vor dem Bruch erfolgten Lastwechsel als Funktion des gemäß Fig. 1 definierten Wertes E. Die Fig. 3 zeigt verschiedene Bruchbelastungen (ausgedrückt in bar) als Funktion der Probentemperatur. Man kann beobachten, daß die zulässige Bruchbelastung eine zunehmende Punktion des Hartasphaltanteiles ist, der auf Kosten des Füllstoffes in die Masse eingebracht wird, ausgenommen bei einer Temperatur von 5°G, bei der eine maximale Bruchbelastung existiert. Demgegenüber weist die Ermüdungsbeständigkeit stets ein Maximum auf, welches mit steigendem Hartasphaltanteil in der Masse wächst. Die Lage dieses Maximums ändert sich mit der Temperatur. Bei den mittleren Temperaturen von 5°Ο, 20 C und 35 C besitzen die betreffenden Massen ein Maximum der Ermüdungsbeständigkeit bei R « 0,25 bzw. 0,5 bzw. 0,75.1, 2 and 3 show in graphical representation the results of the experiments. In Pig. 1 is the breaking load (expressed in bar) as a puncture of the value R, which represents the volume ratio of hard asphalt to the sum of hard asphalt and filler. Be it notes that this sum is constant, since the addition of hard asphalt takes place at the expense of the amount of filler. the Pig. 2 shows the fatigue resistance, measured in terms of the life of the test specimens, and expressed in the number of with constant load and frequency, load changes occurred as a function of that defined in accordance with FIG. 1 before the breakage Value E. FIG. 3 shows various breaking loads (expressed in bar) as a function of the sample temperature. Man can observe that the permissible breaking load is an increasing puncture of the hard asphalt portion, which is at the expense of the filler is introduced into the mass, except at a temperature of 5 ° G, at which a maximum Breaking load exists. In contrast, the fatigue resistance always shows a maximum, which with increasing The proportion of hard asphalt in the mass is growing. The position of this maximum changes with temperature. At the middle temperatures of 5 ° Ο, 20 C and 35 C have the relevant Mass a maximum of the fatigue resistance at R «0.25 and 0.5 and 0.75, respectively.

Es ist daher möglich, wenn man den Temperaturbereich kenn, in welchem die Masse gebraucht werden soll, den Wert von R zu bestimmen, der die interessantesten mechanischen Eigenschaften beeinflußt, und damit das Verhältnis von Hartasphalt und Füllstoff. Hierzu zieht man die Kurven heran, die die Ermüdungsbeständigkeit als Funktion von R zeigen, ebenso wie die Kurven, die die Bruchbelastung als Punktion von R wiedergeben.It is therefore possible, if one knows the temperature range in which the mass is to be used, the value of R, which influences the most interesting mechanical properties, and thus the ratio of hard asphalt and filler. For this purpose, the curves that show the fatigue resistance as a function of R are used as well like the curves that show the breaking load as a puncture of R.

109826/ 1601109826/1601

Vorzugsweise wählt man den der maximalen Ermüdungsbeständigkeit entsprechenden Wert von R, wenn die Masse zur Herstellung von Straßenbelägen bestimmt ist. Im Gegensatz dazu wählt man den einer erhöhten Kompressionsbruchlast zugeordneten Wert E, wenn das Material bei der Herstellung von Formmassen, beispielsweise für die Verwendung im Hausbau, verwendet wird. Werte des Verhältnisses E, welche etwas großer sind als die bei gegebener Temperatur den Maxima der Lebensdauer zugeordneten Werte, stellen einen guten Kompromiß zwischen Ermüdungsbeständigkeit, Bruchlastwiderstand sowie Kriechen dar.It is preferable to choose the value of R corresponding to the maximum fatigue resistance when the mass is used Production of road surfaces is intended. In contrast, the one associated with an increased compression rupture load is selected Value E if the material is used in the manufacture of molding compounds, for example for use in house construction, is used. Values of the ratio E which are somewhat larger than the maxima at a given temperature values assigned to the service life represent a good compromise between fatigue resistance and breaking load resistance as well as creeping.

Example IV

Dieses Beispiel betrifft kohlenwasserstoffhaltige Massen zur Verwendung als Straßenbeläge. Diese Massen wurden einem Abnutzungstest unterzogen (experimentelle Methode des LABOEAiDOISE- GENTEAL DES POHTS ET OHAUSSEES-Eesistance LCPO). Die Versuche wurden für zwei verschiedene Bindemittel durchgeführt. Das erste Bindemittel weist eine Penetration von 80/100 auf und stammt von einer Erweichung (Fluxage) eines Deasphaltierungspeches mit einem aromatischen ölextrakt, der unter Verwendung von Furfurol gewonnen wurde. Das Pech rührt von der Desasphaltierung eines Vakuumdestillationsrückstandes mit Propan her. Das zweite bedeutend flüssigere Bindemittel ist ein Vakuumdestillationsrückstand eines Erdöles vom Irak, mit einer Viskosität von 900 cst. bei 99 O.This example relates to hydrocarbonaceous compositions for use as road paving. These crowds were subjected to a wear test (experimental method of the LABOEAiDOISE- GENTEAL DES POHTS ET OHAUSSEES-Eesistance LCPO). The tests were carried out for two different binders. The first binder has a penetration from 80/100 and comes from a softening (fluxage) of a deasphalting pitch with an aromatic oil extract, obtained using furfural. The bad luck stems from the desasphalting of a vacuum distillation residue with propane. The second, significantly more fluid, binding agent is a vacuum distillation residue from a petroleum from Iraq, with a viscosity of 900 cst. at 99 O.

Bei der Herstellung der Proben wird zu dem vorher bei einer Temperatur von 140 ⁰C getrockneten Zuschlagstoff das Bindemittel mit einer Temperatur von 150 ⁰C hinzugefügt, wenn es sich um ein Bindemittel der PenetrationDuring the production of the samples, the binder at a temperature of 150 ^° ^{C. is added to the aggregate previously dried at a temperature of 140 °} C. if it is a penetration binder

109826/1601109826/1601

80/100 handelt, bzw. mit einer (Temperatur von 120 ⁰G, wenn es sich um den Vakuumdestillationsrückstand handelt. Hach ca. 15 see. Kneten fügt man den auf 140 ⁰G vorgeheizten Koksfüllstoff hinzu. Dann, nach weiteren 15 see, wird der nicht vorgeheizte Hartasphalt, dessen Zusammensetzung "bereis in Beispiel 1 "beschrieben wurde, dazugegeben. Nach einer Gesamtdauer der Knebung von etwa 2 Minuten wird ein Probekörper hergestellt (entsprechend den Normen des LABO-EATOIEE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES), der dem Abnutzungstest bei 18 ⁰C (Resistance LCPC) unterworfen wird. 80/100 acts, or with a (temperature of 120 ⁰ G, if it is the vacuum distillation residue. Hach approx. 15 seconds. Kneading is added to the coke filler preheated ^{to 140 0 G} the non-preheated hard asphalt, the composition of which was "already described in Example 1", is added 18 ⁰ C (Resistance LCPC) is subjected.

In Tabelle IV wird die Zusammensetzung der kohlenwasserstoffhaltigen Massen und der Abnutzungswiderstand bei 18 ⁰C dargestellt. Die Zusammensetzung des Zuschlages, des Füllstoffes und des Hartasphaltes sind in Volumenprozenten der drei Komponenten gegeben. Der Anteil des Bindemittels ist gegeben in Gewichtsprozenten der drei Komponenten. Die Korngröße des Zuschlagstoffes ist in Millimetern angegeben.Table IV shows the composition of the hydrocarbon-containing compositions and the wear resistance at 18 ^° C. The composition of the aggregate, the filler and the hard asphalt are given in percentages by volume of the three components. The proportion of the binder is given in percent by weight of the three components. The grain size of the aggregate is given in millimeters.

109826/1601109826/1601

WSPECTCOWSPECTCO

Table IV

Zusammensetzungcomposition 11 22 33 44th 55 66th 77th 88th 99 1010 Sand 0/3 ohneSand 0/3 without POIlstoff (Vol%)POIlstoff (Vol%) 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 37,137.1 Split 3/5 (Vol#)Split 3/5 (Vol #) 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,5 ■18.5 ■ 18,518.5 18,518.5 Split 5/8 (Vol%)Split 5/8 (Vol%) 18,5 ■18.5 ■ 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 ο
coο
co Split 8/12 (Vol%)Split 8/12 (Vol%) 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 18,518.5 co
IOco
IO EoksfiillstoffOil filler CDCD (Vol%)(Vol%) 7,47.4 5,65.6 3,73.7 1,81.8 —- 7,47.4 5,65.6 3,73.7 1,81.8 -- ar)ar) HartasphaltHard asphalt OO (Vol%)(Vol%) —- 1,81.8 3,73.7 5,65.6 7,47.4 -- 1,81.8 3,73.7 5,65.6 7,47.4 Bitumen 80/100
(Gew. Ant eile)Bitumen 80/100
(Parts by weight) 6,26.2 6,26.2 6,26.2 6,26.2 6,26.2 Vakuumde stilla-
tionsrückstand
(Gew.Anteile)Vacuum de silent
backlog
(Parts by weight) 6,26.2 6,26.2 6,26.2 6,26.2 6,26.2 Widerstand LCPC
bei 18^Ö CResistance LCPC
at 18 ^oC Kg/cmKg / cm 4141 58.58. 7575 9595 9595 2222nd 2727 3535 4747 5858

O CD NJ K)O CD NJ K)

Die Fig. 4- zeigt eine Zusammenstellung der Kurven
der Abhängigkeit des Abnutzungswiderstandes vom Verhältnis R, wie es in Verbindung mit !ig· 1 definiert worden ist.
Die Schlußfolgerungen, die man davon ziehen kann, entsprechen denen, die in Beispiel III bereits aufgezeigt wurden. Die Kurve, bezogen auf das Bindemittel 80/100, muß verglichen werden mit der Kurve für 20 ⁰C in !ig. 1, obwohl diese kein Maximum zeigt. Es zeigt sich, daß unter den oben
aufgezeigten Bedingungen eine Masse mit R ■ etwa 0,75 oder höher einen ausgezeichneten Straßenbelag darstellt. Die Kurve bezogen auf die Masse mit einem Vakuumdestillationsrückstand als Bindemittel ist zu vergleichen mit der Kurve für die Temperatur 35 ⁰C in Fig. 1, wobei in diesem Fall das
Bindemittel härter ist: die höchsten Werte von R sind die
vorteilhaftesten.Fig. 4- shows a compilation of the curves
the dependence of the wear resistance on the ratio R, as it has been defined in connection with! ig · 1.
The conclusions that can be drawn from this are the same as those already shown in Example III. The curve, based on the 80/100 binder, must be compared with the curve for 20 ^° C. 1, although this does not show a maximum. It turns out that among the above
a mass with R ■ about 0.75 or higher represents an excellent road surface. The curve based on the mass with a vacuum distillation residue as a binder is to be compared with the curve for the temperature 35 ^° C. in FIG. 1, in this case the
Binder is harder: the highest values of R are the
most advantageous.

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Claims

Expectations

1. Process for the preparation of hydrocarbon-containing Masses, in particular for road or runway coverings or for use in house building, with an aggregate ! Filler and a hydrocarbon-based binder with, are mixed with one another, characterized in that the mixing takes place with the addition of hard asphalt.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hard asphalt as a non-preheated powder into the mixture is introduced from aggregate, binder and! filler.

J. The method according to claim 1, characterized in that the Hard asphalt before the filler is mixed with the aggregate and the preheated binder around the filler is precipitated around.

4. The method according to claim 3, characterized in that

to precipitate the hard asphalt, normal hexane to form a suspension of the filler in a solution of asphalt in benzene is added.

5. The method according to any one of claims 1 to 4-, wherein the masses to be produced are intended for use in a certain temperature range, characterized in that so much hard asphalt is used that the hard asphalt / hard asphalt + U ¹ UIl st off volume ratio is approximately the same or is preferably greater than the value at which a test specimen ■ in the predetermined temperature range for a given binding

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dematerial and aggregate the longest service life in one Rotary bending test with constant load and frequency achieved.

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