DE2502760A1

DE2502760A1 - Verfahren zur herstellung bituminoeser schichten

Info

Publication number: DE2502760A1
Application number: DE19752502760
Authority: DE
Inventors: Rudolf Blasczyk; Kurt Mueller
Original assignee: Deutsche Shell GmbH
Current assignee: Deutsche Shell GmbH
Priority date: 1975-01-24
Filing date: 1975-01-24
Publication date: 1976-07-29
Also published as: FR2298579A1; IT1054465B; BE837627A; SE7600713L; AU1050776A; JPS5197624A; FR2298579B1; DK27076A; GB1531573A

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung

Deutsche Shell Aktiengesellschaft j Hamburg

betreffend:

Verfahren zur Herstellung bituminöser Schichten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bituminöser Schutz- oder Isolierschichten auf Dachflächen, Mauerwerk, Tunnelwänden o.dgl. durch gemeinsames Aufsprühen einer Bitumenemulsion und einer wässrigen Aufschlämmung feinverteilter Mineralien, vorzugsweise Tonmineralien. Dabei bewirkt die Aufschlämmung das sofortige Brechen der Bitumenemulsion, dient also als Fällungsmittel. Zweckmäßig wird das Verfahren ausgeführt, indem man Bitumenemulsion und Mineral-Aufschlämmung im geeigneten Verhältnis zusammenführt, intensiv mischt und unmittelbar anschließend durch eine Düse gemeinsam versprüht. Die Bitumenemulsion kann, in an sich bekannter Weise, natürlichen Kautschuk oder künstliche hochpolymere Stoffe, wie Polyacrylat, Polymethacrylat oder sog. thermoplastik.-

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sehen Kautschuk, in dispergierter Form (sog. Latex) neben Mineralölbitumen enthalten. Nach der bevorzugten Ausfüh— rungsform des Verfahrens wird, in an sich bekannter Weise, ein faseriges anorganisches Material, wie Glasfasern von etwa 10 bis 25 nun Länge (sog. Glashäcksel) gleichzeitig mit der gemeinsam versprühten Bitumenemulsion und Mineral-Aufschlämmung auf die Unterlage aufgebracht. Die Glasfasern bilden eine verfilzte Schicht, die in die bituminöse Schutzschicht eingebettet ist und deren Festigkeit stark erhöht.

Wird gewöhnliche Bitumenemulsion auf eine feste Unterlagee wie eine Dachfläche aufgesprüht, so bildet sich die gewünschte bituminöse Schicht erst nach einer mehr oder weniger langen Zeit durch Brechen der Emulsion und/oder Verdunsten des Wasseranteiles. Während dieser Brech- oder Trockenzeit kann die Bitumenemulsion von Regen abgeschwemmt werden; von stark geneigten oder vertikalen Flächen, wie Tunnelwänden fließt sie zum größten Teil ab. Stärkere Schutz- oder Isolierschichten lassen sich auf diese Weise nicht erzielen.

Man kann diese Schwierigkeit umgehen, indem man gemeinsam mit der Bitumenemulsion ein Fällungsmittel aufsprüht. Man verwendet gewöhnlich wässrige Lösungen von Salzen, Säuren

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öder Alkallen, beispielsweise Calciumchloridlösung, die durch, schlagartige Veränderung der Ionenkonzentration das sofortige Brechen der Bitumenemulsion herbeiführen (vgl. DT-PS 491.844; 611.491; 1.204.980). Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ergibt sich daraus, daß das Fällungsmittel natjfcrlich nicht restlos verdunstet, Reste davon, insbesondere Einschlüsse in oder unter der bituminösen Schicht können korrosiv auf die Baustoffe wirken und die Schutzschicht durch ihre osmotische Wirkung zerstören.

Es wurde nun gefunden, daß man Bitumenemulsionen zum sofortigen Brechen bringen kann, wenn man sie mit wässrigen Aufsclilämjnungen bestimmter Mineralien mischt. Beispielsweise bewirkt feingemahlene Kreide in einer Aufschlämmung, die 30 bis $0 Gew«$ Mineralanteil enthalten kann, eine sofortige Ausfällung des Bitumenanteils der Emulsion· Ebenso wirkt eine Aufschlämmung von handelsüblicher feindisperser Kieselsäure (sog. Aerosil), Gemahlener Mica-Glimmer ist ebenso wirksam, erfordert allerdings gewisse Maßnahmen bei der Dosierung der Aufschlämmung, da diese sich schneller absetzt als die vorgenannten. Gut geeignet sind Tonerde-Auf schlämmungen, beispielsweise aus den bekannten Bentoniten. Besonders wirksam erwies sich der sog. Wyoming-Bentonit, doch sind auch alle anderen Natrium- und/oder Calciumbentonite sehr gut brauchbar.

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Dieser Effekt ist überraschend, weil feinverteilte Feststoffe in der Regel stabilisierend auf Emulsionen des Ölin-¥asser-Typs wirken; gerade Tonerden werden seit langem als Emulgatoren für Bitumenemulsionen verwendet. Bei derartigen Bitumen-Ton-Emulsionen wirken die erfindungsgemässen Aufschlämmungen auch nicht immer zuverlässig; gegenüber Bitumenemulsionen mit den üblichen Emulgatoren, wie Tallölseifen oder Diaminen wirken sie dagegen als entschiedene Fällungsmittel.

Die "Verwendung von Mineral-Aufschlämmungen als Fällungsmittel in dem genannten Verfahren zur Herstellung bituminöser Schichten hat zunächst den Vorteil, daß korrosive Salzlösungen u.dgl. vermieden werden. Das mit der Aufschläivmung eingebrachte Wasser verdunstet restlos; bei ausreichender Dosierung läuft es sofort nach dem Aufsprühen als blankes ¥asser ab. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Mineralanteil in inniger Verbindung mit dem Bitumen in der Schutzschicht verbleibt, die dadurch erheblich widerstandsfähiger gegen Witterungs- und Temperatureinflüsse wird. Bisher erreichte man diese Wirkung üblicherweise, indem man die erwähnten Bitumen-Ton-Emulsionen verwendete. Gerade bei denen wirken aber die herkömmlichen wasserlöslichen Fällungsmittel nicht oder nur unsicher, weshalb man gewöhnlich darauf verzichtet und die Nachteile der langen

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Trocknungszeiten in Kauf nehmen muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit gebräuchlichen Bitumenemulsionen ausgeführt, wie sie beispielsweise zum Straßenbau verwendet werden. Sie enthalten üblicherweise 50 bis 65 /& Mineralölbitumen, vorzugswei&e Norm-Bitumen B 80 oder B 65* Es sind sog. unstabile oder halbstabile Emulsionen geeignet, sowohl von anionischem Typ, der beispielsweise Tallölseife enthält und/oder Seifen bestimmter Balsamharze, fossiler Harze des Abietinsäuretyps o.dgl., wie auch von kationischem Typ, mit Salzen von Diaminen, Triaminen, Polyaminoamiden, Aminoamidazolinenο»dgl. als Emulgator. Die Art und Menge der Mineral—Aufschlämmuhg richtet sich nach verschiedenen Gesichtspunkten. So ist zu berücksichtigen, welches Mineral in welchem Anteil in der fertigen bituminösen Schutzschicht erwünscht ist. Beispielsweise kommt gemahlene Kreide oder andere Karbonate praktisch kaum in Betracht, da sie trotz des Bitumenüberzuges von sauren Bestandteilen der Atmosphäre angegriffen werden kann. Der erwähnte gemahlene Mica-Glimmer wird dagegen nicht angegriffen und ergibt in der Schutzschicht einen wirksamen Schutz gegen das Altern des Bitumens infolge der TJV-Einstrahlung; dafür ist die Aufschlämmung schlecht förder- und dosierbar. Ein Muscovit/Chlorit/Quarz-Gemenge, das als Füllstoff für wässrige Kunststoff-Dispersionen

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bekannt 1st (unter der Bezeichnung "Plastorit" im Handel), eignet sich weniger gut für das erfindungsgemäße Verfahren, weil es starken Verschleiß der Pumpen und Sprühdüsen verursacht. Im ganzen sind Tonmineralien wie Bentonit, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Mineralien, vorzuziehen. Die Aufschlämmung enthält zweckmäßig bis 10 Gew.$ Bentonit; sie braucht keine weiteren Zusätze. Das Verhältnis Emulsion:Aufschlämmung kann in weiten Grenzen variiert werden; schon 2 Teile 10 $ige Tonerde-Aufschlämmung auf 10 Teile Bitumenemulsion bewirken eine schnelle, vollständige Fällung, Man stellt es nach dem in der fertigen Schutzschicht gewünschten Bitumen-Tonerde-Verhältnis ein; zweckmäßig sind etwa 5 Teile 10 folge Aufschlämmung auf 10 Teile 50 $ige Emulsion. Werden noch andere, nicht quellende Mineralien zugemischt, wie der erwähnte Mica-Glimmer, so kann der Mineralanteil der Aufschlämmung und damit der fertigen Schutzschicht bedeutend erhöht werden.

Bei dem herkömmlichen Verfahren werden gewöhnlich Bitumenemulsion und Fällungsmittel aus separaten Düsen versprüht, so daß sie sich in den konvergierenden Sprühkegeln und/oder nach dem Auftraffen auf die Unterlage mischen. Diese Anordnung ist für das erfindungsgemäße Verfahren zwar brauchbar, aber weniger geeignet. Zweck-

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mäßig bewirkt man eine intensive Vermischung von Emulsion und Aufschlämmung unmittelbar vor dem Versprühen, etwa indem man die beiden dosierten Ströme in eine stationäre Mischvorrichtung leitet, an die sich die Sprühdüse anschließt.

Es sind mehrere Abwandlungen des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung verbesserter Schutz- oder Isolierschichten bekannt, die ohne weiteres für das erfindungsgemäße Verfahren übernommen werden können_o So kann man, unter bestimmten Vorsichtsmaßnahmen, der Bitumenemulsion natürlichen Kautschuk-Latex oder künstliche hochpolymere Stoffe in dispergierter Form zusetzen, um eine zähere und elastischere Schutzschicht zu erhalten. Besonders geeignet sind dazu Block-Copolymere der allgemeinen Formel A-B-A aus z.B. Styrol (A)- und Butadien- oder Isopren (b)-> Anteilen, sog. thermoplastischer Kautschuk. Zweckmäßig können diese hochpolymeren Stoffe auch dem Bitumen vor dessen Emulgierung zugesetzt werden, so daß die Zumi— schung von Latex zur fertigen Bitumenemulsion entfällt.

Eine andere Verbesserung des herkömmlichen Verfahrens besteht darin, daß man gleichzeitig mit der Bitumenemulsion ein anorganisches faseriges Material, wie zerkleinerten Asbest oder Glasfasern passender Länge auf die

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Unterlage aufbringt (vgl. DT-PS 1.434.164)_O Die in die
bituminöse Schicht eingebetteten, miteinander verfilzten Glas- oder Asbestfasern geben dieser eine erhöhte mechanische Festigkeit. Dieses bekannte Verfahren eignet sich besonders gut zur Kombination mit dem erfindungsgemäßen, da man auf diese ¥eise glasfaserverstärkte Schutzschichten auch auf vertikalen Flächen herstellen kann, vas bisher nicht möglich war. Zur Ausführung wird zweckmäßig
der Glashäcksel mittels Druckluft aus einer Rohrmündung
ausgeblasen, die in unmittelbarer Nähe von einer oder
mehreren Sprühdüsen und gleichgerichtet mit diesen angeordnet ist.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von bituminösen Schichten durch gemeinsames Versprühen einer Bitumenemulsion und eines Fällungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß als Fällungsmittel eine wässrige Aufschlämmung feinverteilter Mineralien verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fällungsmittel eine Tonerde-Aufschlämmung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf 10 Teile 50 - 65 folge Bitumenemulsion 2 bis 5 Teile 10 /Sige Tonerde-Auf schlämmung verwendet werden.

h. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bitumenemulsion und Mineral-Auf schlämmung intensiv gemischt und unmittelbar anschließend durch eine Düse gemeinsam versprüht werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumenemulsion neben Mineralölbitumen hochpolymere Stoffe, wie thermo--.

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plastischen Kautschuk, in dispergierter Form (Latex) enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß faseriges anorganisches Material, wie Glasfasern, gleichzeitig mit der gemeinsam versprühten Bitumenemulsion und Mineral-Auf schlämmung auf die Unterlage aufgebracht werden.

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