DE2540230C3 - Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für BaustoffeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe,
welche als Zuschlagmaterial Feststoffe überwiegend anorganischer Natur enthalten, wobei zur Bildung des
Bindemittels Bitumen und ein Polyolefinmaterial in einer Heißmischanlage unter Schmelzen und Lösen des
Polyolefinmaterials unter Rühren homogenisiert werden.
Es ist eine Vielzahl von Baustoffen bekannt, welche unter Verwendung eines bituminösen Bindemittels
aufgebaut sind. Eine besonders ausgedehnte Verwendung finden dabei bituminös gebundene Baustoffe bei
der Herstellung von Belägen, aber auch des Unterbaues von Verkehrsflächen und auch von Dachschichten,
wobei beispielsweise auf Baustoffe, wie sie unter den Namen Gußasphalt, Walzasphalt und Bitumenkies
bekannt sind, hingewiesen werden kann. Bei Straßenbelagmaterialien
wird dabei meist ein Bindemittelanteil von weniger als 15% des Stein- bzw. Sandmaterials
gewählt. Das als Bindemittel für die vorgenannten Baustoffe dienende Bitumen hat nun neben Vorzügen
auch eine Reihe von Nachteilen.
So neigt das Bitumen dazu, bei erhöhter Temperatur, wie sie sich auf sonnenbestrahlten Flächen begünstigt
durch die dunkle Farbe des Bitumens häufig einstellt, zu erweichen, wodurch dann durch die Verkehrsbelastung
auf mit derartigen Baustoffen hergestellten Decken starke Verdrückungen bzw. Deformierungen auftreten
können. Umgekehrt treten aber auch bei unter O0C liegenden Temperaturen Versprödungserscheinungen
des Bitumens auf, welche gleichfalls im Zuge der
Verkehrsbelastung von Straßenflächen Schäden am Belagsmaterial hervorrufen können.
Sowohl die unerwünschte Neigung des Bitumens, bei hohen Umgebungstemperaturen zu erweichen, wie auch
die Versprödungsneigung des Bitumens bei tiefen Umgebungstemperaturen können durch den Zusatz von
Polyolefinen zum Bitumen wesentlich verbessert werden und es verbessert ein solcher Polyoleilnzusatz auch
ganz allgemein die Festigkeit bituminös gebundener Baustoffe. Hinsichtlich des Zusatzes von Polyolefinen zu
Bitumen, welches als Bindemittel für Baustoffe dient, existiert auch eine Reihe von Vorschlägen, welche teils
anregen, speziell ausgewählte Polyolefine dem Bitumen beizugeben und teils besondere Modalitäten für das
Vermischen von Bitumen und Polyolefinen ins Auge fassen.
Untersucht man dabei die Eigenschaften so erhaltener bituminöser Bindemittel bzw. die Eigenschaften von
Baustoffen, die mit solchen bituminösen Bindemitteln gebunden sind, ergibt sich, daß mit steigendem Gehalt
an Polyolefinsubstanz die Erweichungstendenz des Bitumens bei hohen Temperaturen und die Kältesprödigkeit
des Bitumens immer weiter zurückgedrängt werden und gleichzeitig in durchaus erwünschter Weise
die Festigkeit von Baustoffen, die mit derartigen Bindemitteln gebunden sind, zunimmt
Es zeigt sich aber, daß gleichlaufend dazu mit zunehmendem Gehalt des bituminösen Bindemittels an
Polyolefinsubstanz auch die sich im Verarbeitungstemperaturbereich ergebende Steifigkeit der mit solchen
Bindemitteln gebundenen Baustoffe ganz erheblich zunimmt und hierdurch bald Schwierigkeiten auftreten,
wenn man solche Baustoffe in einer für mit gewöhnlichem Bitumen gebundenen Baustoffen geläufigen
Technik verarbeiten will und z. B. ein solches Straßendeckenmaterial mit einer herkömmlichen Straßenfertigungsmaschine
verlegen will. Dieser Umstand, aber auch der gegenüber Bitumen höhere Gestehungspreis
von Polyolefinmaterial mag dabei bestimmend dafür gewesen sein, daß bisher getrachtet wurde, durch
schonende Arbeitsweise beim Vermischen von Bitumen und Polyolefin, deren chemischen Aufbau möglichst zu
erhalten. Es liegt dabei auch nahe, die Erwägung einzuflechten, daß die Verarbeitung eines mit einem
Polyolefin enthaltenden Bindemittel gebundenen Baustoffes vermutlich umso leichter vonstatten gehen wird,
je geringer der die Steifigkeit des Materials erhöhende Polyolefinzusatz gewählt wird.
so Es ist nun Ziel der Erfindung, ein Verfahren eingangs
erwähnter Art zu schaffen, mit dem auf einfache Weise ein bituminöses Bindemittel für Baustoffe hergestellt
werden kann, daß es ermöglicht, diese Baustoffe ohne Schwierigkeiten mit den herkömmlichen Methoden und
Maschinen einzubauen und insbesondere auch einen Einbau von Straßenbelagsmaterial, das mit einem
solchen Bindemittel gebunden ist, mit sogenannten »Straßenfertigern« ermöglicht, und bei dem auch einer
Entmischung zwischen Bitumen und Polyolefinmaterial
ω entgegengewirkt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Bitumen und
b) Polyäthylen oder Polypropylen in einer Menge, die
(i5 mindestens 10% der Bitumenmenge beträgt.
in der Heißmischanlage so lange zu einem homogenen Bindemittel homogenisiert werden, bis ein deutlicher
Viskositätsabfall dieses Bindemittels eintritt.
Im Zuge dieser Arbeitsweise tritt eine innige Homogenisierung des Bitumens und des Polyolefinmalcrials
zu einer einheitlichen Masse auf, wobei bei genügend langer Zeitdauer des Prozesses die Viskosität
der so entstehenden Bindemittelmasse hinreichend weit gesenkt werden kann, daß ein mit einer solchen
Bindcmittelmasse hergestelltes Straßenbelagmaterial auf üblichem zur Verarbeitung bituminösen Straßenbelagmaterials
vorgesehenem Wege eingebaut werden kann. Trotzdem treten dabei aber die Vorteile, die sich
aus einem Polyäthylenzusatz zu Bitumen ergeben, insbesondere die Verbesserung des Temperaturverhaltens,
in Erscheinung. Außerdem verschwindet durch diese Arbeitsweise jegliche Tendenz zu einer Entmischung
von Polyolefin und Bitumen selbst in jenen Bereichen, für die bisher das Vorliegen einer Mischungslücke angenommen wurde, und man kann nun stabile
Mischungen von Polyolefin und Bitumen in praktisch allen in Frage kommenden Verhältnissen herstellen,
während man früher annahm, daß zwischen den Bitumen-Polyolefin-Verhältnissen von 80:20 und
20 :80 eine Mischungslücke vorliegt, in deren Bereich es
zur Entmischung der miteinander vermengten Komponenten kommen kann.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um einen Viskositätsabfall, der über die Viskositätsminderung
bei steigender Massetemperatur hinausgeht, und der demnach bei konstant gehaltener Arbeitstemperatur
in Erscheinung tritt
Besonders vorteilhaft geht man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so vor, daß das Polyäthylen oder
Polypropylen in einer Menge, die mindestens 10% der Bitumenmenge beträgt, dem Bitumen beigegeben wird
und daß das Homogenisieren bei einer Temperatur, die um mindestens 60° höher liegt als der Schmelzpunkt des
Polyolefinmaterials, vorgenommen wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedenste
Polyäthylen- bzw. Polypropylenmaterialien eingesetzt werden. Das Polyäthylen kann sowohl vom
Niederdruck- als auch vom Hochdrucktyp sein. Es An
können auch Abfälle, selbst wenn diese mit Kunststoffen anderer chemischer Natur durchsetzt sind, verwendet
werden, da das erfindungsgemäße Verfahren auch in Anwesenheit von Fremdstoffen im allgemeinen klaglos
abläuft; Fremdstoffe, wie z. B. Partikel von Duroplasten
oder hochschmelzenden Thermoplasten verhalten sich dabei ähnlich wie Füllstoffe.
Der Abbau der Moleküle des Polyäthylens bzw. Polypropylens, der im Zuge des erfindungsgemäßen
Verfahrens eintritt, ist offenbar Ursache der verhältnis- 5n
mäßig geringen Viskosität des mit diesem Verfahren hergestellten bituminösen Bindemittels und der daraus
folgenden verhältnismäßig geringen Steifigkeit von mit diesem Bindemittel gebundenen Baustoffen.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herge- s5
stellten bituminösen Bindemittel haften sehr gut auf alkalisch oder sauer reagierendem Gestein.
Die in der Heißmischanlage erfolgende Homogenisierung des Bitumens mit dem Polyäthylen bzw.
Polypropylen wird vorteilhaft bei einer Temperatur, die 6n
zwischen 260 und 31O0C liegt, vorgenommen, wobei ein besonders vorteilhaftes Arbeiten bei etwa 29O0C
ausgeführt werden kann. Bei einem Mischverhältnis zwischen Polyäthylen und Bitumen von 30 :70 und einer
Temperatur von 290°C ist die Homogenisierung und <o
Viskositätsminderung nach ca. 20 Minuten ausreichend.
Bei einem Mischungsverhältnis von 50 :50 liegt eine ausreichende Homogenisierung und Viskositätsminderung
nach ca. 40 Minuten vor.
Es hat sich als sehr günstig erwiesen, dem Bitumen für
die molekülabbauende Homogenisierung Polyäthylen oder Polypropylen in einer zwischen 3C und 100% der
Bitumenmenge liegenden Menge zuzusetzen.
Bei niedrigen Behandlungstemperaturen nimmt man zur Herstellung eines Straßenbelagbindemittels eine
mehrere Stunden dauernde Homogenisierung des Bindemitteis vor.
Im Zuge des Durchführens des erfindungsgemäßen Verfahrens durchläuft die Viskosität des zu homogenisierenden
bzw. einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Polyolefin-Bitumen-Gemisches mehrere Phasen.
Zunächst liegt dabei eine verhältnismäßig niedrige Viskosität vor, die praktisch der Viskosität des Bitumens
am Beginn der Arbeitszeit entspricht, was daher herrührt, daß zu diesem Zeitpunkt das Polyolefinmateriai
noch nicht aufgeschmolzen ist, sondern in Form kleiner Partikel im Bitumen schwimmt Nach und nach
tritt dann ein Schmelzen dieser Polyolefinpartikel auf und Hand in Hand damit ein Anstieg der Viskosität der
Masse. Nach dieser Phase fällt die Viskosität merklich ab, was mit dem Molekülabbau des Polyolefinmaterials
erklärbar ist Danach bleibt die Viskosität über längere Zeit im wesentlichen konstant oder steigt allenfalls
durch die Bildung von Polyolefin-Bitumen-Verbindungen ganz leicht an.
Man kann auch zunächst eine homogenisierte Bindemittelmasse mit einem hohen Anteil an Polyolefinmaterial
und später durch weiteren Zusatz von Bitumen das für den jeweiligen Einsatzfall gewünschte Verhältnis
von Bitumen zu Polyolefin herstellen. Durch einen solchen nachträglichen Bitumenzusatz wird die bereits
erreichte Stabilität gegen Entmischung nicht beeinträchtigt.
Zum Herstellen von Baustoffen aus dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Bindemittel
und einem in Form von Splitt und/oder Sand vorliegenden Zuschlagmaterial erhitzt man vorteilhaft
das Zuschlagmaterial auf eine hohe, aber unter der Zersetzungstemperatur des Bindemittels liegende Temperatur
und vermischt es dann mit heißem Bindemittel. Es ist dabei auch vorteilhaft, saures Zuschlagmaterial,
wie Quarzsand und/oder Quarzsplitt, einzusetzen.
Das Stein- bzw. Sandmaterial, welches mit dem bituminösen Bindemittel in vorerhitztem Zustand
vermengt wird, wird vorteilhaft einer Vorerhitzung auf eine Temperatur von 200 bis 280° C unterzosen, wobei
darauf geachtet werden soll, daß die gewählte Vorerhitzungstemperatur um mindestens etwa 10°C
unter der Zersetzungstemperatur des Polyolefinmaterials liegt.
Das mit dem erfindungsgemäß erhaltenen Bindemittel hergestellte Straßenbelagmaterial weist sehr gute
mechanische Eigenschaften auf und ist insbesondere gegen ein Verdrücken durch Einwirkung von Verkehrslasten bei erhöhten Temperaturen weitgehendst stabil.
Dies kommt auch in dem für die Beurteilung bituminöser Straßenbeläge üblichen Marshall-Test zum
Ausdruck, dem eine Reihe von Proben eines solchen Straßenbelagmaterials unterzogen wurden.
Die Erfindung wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf einige Beispiele weiter erläutert.
Beispielgruppe 1
Es wurde mittels eines Brabender-Plastographen das Viskositätsverhalten von Polyäthylen, von Polypropylen,
sowie von Polyäthylenbitumenmischungen und
Polypropylenbitumenmischungen bei konstant gehaltener Temperatur (290° C bzw. 270° C) über längere Zeit
untersucht, wobei das Mischwerk des Plastographen mit einer Schaufeldrehung von 60 U/min rotierte und das
hierfür aufzubringende Drehmoment in Meterpond gemessen wurde. Im einzelnen wurden dabei 7 Versuche
vorgenommen, wobei im Versuch 1 Polyäthylenabfälle, welche zuvor gemahlen wurden, bei 290°C, in Versuch 2
gleichfalls gemahlene Polyäthylenabfälle bei 2700C, in
Versuch 3 eine Mischung aus Polyäthylenabfällen und Straßenbaubitumen B 80 im Mischungsverhältnis 50 :50
bei 290° C, in Versuch 4 Polyäthylenabfälle und Straßenbaubitumen B120 im Mischungsverhältnis
50 :50 bei 290° C, in Versuch 5 Polyäthylenabfälle und Straßenbaubitumen B 120 im Mischungsverhältnis
10 :70 bei 2900C, in Versuch 6 gemahlene Polypropylenabfälle
bei 290° C und in Versuch 7 gemahlene Polypropylenabfälle und Straßenbaubitumen B 70 im
Verhältnis 30:70 bei 2900C untersucht wurden. Die
erhaltenen Meßergebnisse sind in nachstehender Tabelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle 1 | Versuch | C) | 145 | Nr.: | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
1 | 132 | 2 | PE+ B 80 | PE + B120 | PE+ B 120 | PP | PP + B 70 | ||
PE | Kraftaufnahme (Meterpond) | 122 | PE | (50:50) | (50:50) | (30:70) | (30:70) | ||
Material | 10 Minuten | 118 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | ||
290 | 20 Minuten | 102 | 270 | ||||||
Versuchs | 30 Minuten | 89 | |||||||
temperatur ( | 60 Minuten | 82 | |||||||
Versuchszeit | 90 Minuten | 78 | 60 | 36 | 5 | 292 | 1 | ||
120 Minuten | 174 | 75 | 35 | 9 | 260 | 2 | |||
150 Minuten | 156 | 71 | 34 | 11 | 232 | 3 | |||
180 Minuten | 145 | 54 | 38 | 9 | 110 | 1,5 | |||
145 | 53 | 37 | 9 | 27 | 1,5 | ||||
144 | 53 | 30 | 7 | ||||||
134 | 53 | 29 | 7 | ||||||
133 | 52 | 27 | 6 | ||||||
133 | |||||||||
Aus den vorstehend in der Tabelle 1 angeführten Meßwerten kann der im Zuge der homogenisierenden <tn
Wärmebehandlung eintretende Molekülabbau des Polyolefinmaterials, der sich in einer Viskositätsabnahme
äußert, klar erkannt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise zur Herstellung bituminöser Bindemittel ergibt sich eine wesentlich 4r,
niedrigere Viskosität der gebildeten bituminösen Bindemittel nach der homogenisierenden Wärmebehandlung,
welche ohne weiteres eine Verarbeitung von Asphaltmischungen, die aus diesen Bindemitteln unter
Verwendung üblicher mineralischer Zuschlagstoffe w hergestellt werden, mit den für bituminöse Baustoffe
üblichen Techniken gestattet.
Beispielgruppe 2
Es wurden im Großversuch in einer für die Verarbeitung von Trinidad-Asphalt konzipierten Heißmischanlage
Polyäthylenflocken mit einem üblichen Straßenbaubitumen B 120 bei einer bis über 240° C
gehenden Arbeitstemperatur während etwa 3 Stunden w)
homogenisiert. Hierbei wurde eine 50 :50 Mischung von Polyäthylen und Bitumen gebildet und diese Mischung
wurde anschließend unter Hinzufügung weiteren heißen Bitumens auf einen Polyäthylengehalt von 15,18,20 und
25% gebracht, und es wurden dann diese Polyäthylen- t,r)
Bitumen-Mischungen in übliche Mischaggregate, in denen sich ein Gesteinszuschlagmaterial, das auf 230°C
erhitzt war, befand, eingedüst und Asphaltmischungen hergestellt, wobei aus den 15,18 und 25% Polyäthylen
enthaltenden Mischungen eine zusammen mit einem zu Vergleichszwecken mit kunststofffreiem Bitumen gebundenen
Baumaterial hergestellten Abschnitt insgesamt ca. 600 Meter lange und 5 Meter breite Decke
einer für eine mittlere Verkehrsbelastung aufweisenden Straße hergestellt wurde. Die Herstellung der Straßendecke
erfolgte dabei mit einem maschinellen Straßenfertiger und das mit diesem Straßenfertiger aufgebrachte
Material wurde anschließend mit einer Gummiradwalze und zwei Tandemwalsien verdichtet. Es konnte
dabei festgestellt werden, daß sich auch das Baumaterial, welches mittels des 25% Polyäthylen enthaltenden
Bindemittels hergestellt worden war, einwandfrei mit dem maschinellen Straßenfertiger verarbeiten ließ, also
eine Steifigkeit hatte, die ein Beibehalten der für Bitumenmaterial üblichen Verarbeitungstechniken gestattet.
Trotzdem ergab sich bei den an Probekörpern, welche teils aus dem Mischgut gefertigt, teils in Form
sogenannter Bohrkerne aus der fertigen Straßendecke entnommen wurden, nachfolgend vorgenommenen
Untersuchungen, daß die durch einen Polyäthylenzusatz zu Bitumen sich ergebenden Verbesserungen trotz des
herbeigeführten Molekülabbaues des Polyolefinmaterials nach wie vor voll vorlagen, und es wurden zum Teil
auch Kennwerte gemessen, die eine Verbesserung der Eigenschaften gegenüber einem einfachen Polyäihylenzusatz
zu Bitumen ohne Molekülabbau erkennen lassen. Bei der bei 20°C vorgenommenen Bestimmung der
Spaltzugfestigkeit an Marshall-Körpern ergab sich, daß
der Zugbruch bei Körpern, welche mit polyolefinfreiem Bitumen gebunden waren, zwischen den einzelnen
Splittkörnern im Bindemittelbereich verläuft, während bei den aus den Mischungen K III, K IV hergestellten
Marshall-Körpern, also den mit auf erfindungsgemäßem Wege erhaltenen bituminösen Bindemitteln gebundenen
Körpern der Bruch in einer Ebene verläuft und quer durch die Splittkörner und das Bindemittel hindurchgeht,
was die außerordentlich gute Haftung des bituminösen Bindemittels an den Splittkörnern dokumentiert.
Weiter ergaben Messungen des Gleitbeiwertes, welche mit einem RRL-Pendelgerät nach Britisch
Standard 812: 1967 und SNV 640 511 auf der Straßendecke durchgeführt wurden, für die mit erfindungsgemäß
erhaltenem Bindemittel gebundenen Abschnitte eine etwas bessere Griffigkeit (Mittelwert aus
einer großen Anzahl von Messungen SRT 63) als bei jenen, die mit kunststoffreiem Bitumen B 120 als
Bindemittel bei einem Bindemittelgehalt von 7% hergestellt worden waren (Mittelwert aus einer großen
Anzahl von Messungen SRT 61).
In den nachfolgenden Tabellen 2 und 3 sind die Meßwerte angeführt, welche bei Untersuchungen von
Marshall-Körpern und Bohrkernen ermittelt wurden. Hierbei sind unter AB 0/12 Meßwerte angeführt, welche
an Marshall-Körpern ermittelt wurden, die unter Verwendung von polyolefinfreiem Bitumen, und unter
AB 0/12 K Meßwerte, die an Marshall-Körpern gemessen wurden, die aus einem Material hergestellt
worden waren, deren mineralischer Zuschlaganteil derselbe war wie der der Körper AB 0/12, wobei als
Bindemittel ein Polyäthylen-Bitumen-Gemisch mit 20% Polyäthylengehalt eingesetzt wurde.
Der Bindemittelgehalt betrug auch bei den Marshall-Körpern AB 0/12 K 7%. In der Tabelle 3 sind unter K I1
K III und KV Meßwerte angeführt, die an Marshall-Körpern und Bohrkernen bestimmt wurden, wobei die
Marshall-Körper je aus einem der drei auf der Versuchsstrecke zum Einbau gebrachten bituminös
gebundenen Baustoffe, deren mineralischer Zuschlag in allen drei Fällen gleich war, hergestellt wurden, wobei
im einzelnen unter K I die Werte des mit polyolefinfreiem Bitumen gebundenen Baustoffes, unter KIiI die
Werte des mit einem bituminösen Bindemittel mit einem Polyäthylenanteil von 25% gebundenen Baustoffes und
unter K V die Werte des mit einem bituminösen Bindemittel mit einem Polyäthylenanteil von 15%
gebundenen Baustoffes angeführt sind. Der Bindemittelgehalt dieser Baustoffe betrug dabei durchgehend 6,5%.
Marshall-Körper und Bohrkerne aus Materialien, die mit bituminösen Bindemitteln gebunden waren, die nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden waren, zeigten auch bei Untersuchungen, die extreme
Klimaeinflüsse simulieren, ein weit besseres Verhalten als Baustoffe, welche mit polyolefinfreiem Bitumen
gebunden waren.
So wurden aus den drei vorstehend bereits erwähnten Materialien, welche auf der vorgenannten Versuchsstrecke zum Einbau kamen, gefertigte Marshall-Körper
verschiedenen einschlägigen Untersuchungen unterworfen. Bei der ersten dieser Untersuchungen erfolgte
die Beanspruchung der Probekörper durch eine fünfmalige Wiederholung des nachstehenden Zyklus:
a) Lagerung in gesättigter wäßriger Streusalzlösung bei einer Temperatur von 20 bis 22° C über eine
Zeitdauer von 15 Stunden,
b) Lagerung in Luft bei einer Temperatur von 20 bis 22°C über eine Zeitdauer von 9 Stunden,
c) Lagerung in Kaltluft von — 200C (Klimaraum) über
eine Zeitdauer von 15 Stunden,
d) Lagerung in Luft bei einer Temperatur von 20 bis 220C über eine Zeitdauer von 9 Stunden.
Unmittelbar im Anschluß an die letzte Kaltluftbehandlung erfolgte dann die Bestimmung der Druckfestigkeit
mittels eines Stahlstempels von 50 cm2 Querschnitt, welcher gebrochene Kanten aufwies, wobei eine
Stauchgeschwindigkeit von 25 mm/min angewendet wurde.
Es ergaben sich folgende Werte:
Material
KI | über 200 Kp/cnr |
KIII | über 200 Kp/cm2 |
KV | über 200 Kp/cm2 |
Bei einem weiteren Test wurde im Anschluß an den vorerwähnten Zyklus eine siebenstündige Lagerung bei
Raumtemperatur eingeschaltet und dann die Druckfestigkeit bestimmt, wobei sich folgende Werte ergaben:
Material
KI | ca. | 80 | Kp/cm2 |
KIII | ca. | 123 | Kp/cnr |
KV | ca. | 127 | Kp/cm2 |
Bei einer weiteren Untersuchung wurden die Marshall-Körper fünfmal einem Zyklus unterworfen,
der aus einer Lagerung in Kaltluft bei -20°C während 15 Stunden und einer daran anschließenden Lagerung in
Luft bei einer Temperatur von 20 bis 220C über 33
4ü Stunden bestand. Im Anschluß an die letzte Kaltluftbehandlung
wurden dann die Marshall-Körper bei 20 bis 22° C gelagert und danach die Druckfestigkeit bestimmt.
Es ergaben sich folgende Werte:
Material
KI
KIlI
KIlI
KV
76 Kp/cm2
ca. 127 Kp/cnr
ca. 128 Kp/cm2
ca. 127 Kp/cnr
ca. 128 Kp/cm2
Es wurden schließlich auch an Bohrkernen mit 15 cm Durchmesser und einer Höhe von 5 cm nach einem
zwölfmal durchlaufenden Zyklus bei einer Lagerung von 12 Stunden bei 6O0C und einer daran anschließenden
Lagerung von 6 Stunden bei — 200C die Druckfestigkeit bestimmt, wobei sich bei den mit einem
Bitumen mit 15%igen Polyäthylenanteil gebundenen Körpern eine Druckfestigkeit von 1250Kp bei einer
Lastaufbringung mit einem Stempel von 50 cm2 Querschnitt ergab, und bei Bohrkernen, welche mit
Bitumen, welches ein Gehalt von 25% Polyäthylen aufwies, gebunden waren eine Druckfestigkeit von
1500Kp ermittelt werden konnte. Mit Normalbitumen gebundene Bohrkerne waren bereits im Zuge der
Temperaturwechselbeanspruchung durch ihr Eigengewicht zerbrochen.
ίο
Untersuchung von Marshall-Körpern
Materia!
ABO/12 3c
AB 0/12K | /I | 4 |
X | 4 | |
1900 | 4 | |
31 | 4 | |
433 | 6 | |
12 | 6 | |
0,11 | 3 | |
0,20 | 49 | |
0.11 | 7 | |
2,427 | - | |
2,466 | 5 | |
1,6 | 5 | |
1510 | ||
43 | ||
Dimension
Tragwert Marshall
Fließwert Marshall
Spaltzugfestigkeit
Fließwert Spaltzugfestigkeit Eindringtiefe 50 kg, 60' C, 5 cm2, 1
Eindringtiefe 75 kg, 60 C, 5 cm2, 1 Eindringtiefe 75 kg, 40 C, 5 cm2, 1
Raumdichte
Rohdichte
Hohlraumgehait
Tragwert Marshall nach 80-tägiger Wasserlagerung bei 60 C
Fließwert Marshall nach 80-tägiger Wasserlagerung
je = Mittelwert aus π Messungen.
H = Zahl der Messungen.
1240
47
107
21
0,29
Probekörper zerfallen
0,31
2,461
2,506
1,8
1140
47
3 51
kp
Viü mm
kp
Vio mm
mm
mm
mm
g/cm3
g/cm1
Vol.-"/,,
kp
Vio kp
Untersuchung von Marshall-Körpern und Bohrkernen
Material | K III | KV | g/cm1 | |
Kl | 2,298 | 2,350 | g/cm3 | |
Mittlere Raumdichte Marshallkörper | 2,405 | 2,303 | 2,364 | g/cm3 |
Mittlere Raumdichte Bohrkern | 2,437 | 2,461 | 2,490 | VoI.-% |
Mittlere Rohdichte | 2,504 | 6,6 | 5,6 | VoI.-% |
Hohlraum Marshall | 4,0 | 6,4 | 5,0 | % |
Hohlraum Bohrkern | 2,7 | 100 | 101 | kp |
Verdichtungsgrad | 101 | 1830 | 1750 | Viii mm |
Tragwert nach Marshall | 840 | 16 | 17 | kp |
Fließwert nach Marshall | 21 | 1780 | 1520 | Vio mm |
Spaltzugfestigkeit bei 20 C | 830 | 22 | 22 | kp |
Fließwert der Spaltzugfestigkeit | 29 | 9850 | > 10 600 | |
Axialer Druckversuch 20 C, 50 mm/min | 6730 | |||
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe, welche als Zuschlagmaterial
Feststoffe überwiegend anorganischer Natur enthalten, wobei zur Bildung des Bindemittels
Bitumen und ein Folyolefinmaterial in einer Heißmischanlage unter Schmelzen und Lösen des
Polyolefinmaterials unter Rühren homogenisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Bitumen und
b) Polyäthylen oder Polypropylen in einer Menge, die mindestens 10% der Bitumenmenge beträgt,
in der Heißmischanlage so lange zu einem homogenen Bindemittel homogenisiert werden, bis ein deutlicher
Viskositätsabfall dieses Bindemittels eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polyäthylen oder Polypropylen in einer Menge, die zwischen 30 und 100% der Bitumenmenge
beträgt, dem Bitumen beigegeben wird, und
daß das Homogenisieren bei einer Temperatur, die um mindestens 60° C höher liegt als der Schmelzpunkt des Polyolefinmaterials, vorgenommen wird.
daß das Homogenisieren bei einer Temperatur, die um mindestens 60° C höher liegt als der Schmelzpunkt des Polyolefinmaterials, vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Homogenisieren bei einer
Temperatur, die zwischen 260 und 310° C, vorzugsweise
bei ca. 290° C, liegt, vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der homogenisierten Bitumen-Polyolefin-Masse
weiteres Bitumen zugesetzt wird.
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