DE2554415C2 - Stabilized binder - Google Patents
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Description
enthält, in der π einen Wert von O bis 1000 hat und R, und R2 gleich oder verschieden sein können und für Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen Phenyl-, Phenoxy-, Benzyl- oder Halogenalkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen.contains, in which π has a value from 0 to 1000 and R and R 2 can be identical or different and represent alkyl groups with 1 to 6 carbon atoms, phenyl, phenoxy, benzyl or haloalkyl groups with 1 to 6 carbon atoms.
3. Stabilisiertes Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Im Organoslloxanpolymeren Ri und R2 Methyl sind.3. Stabilized binder according to claim 2, characterized in that the organoslloxane polymers Ri and R 2 are methyl.
4. Stabilisiertes Bindemittel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt nicht weniger als 20 Gew.-% des Bindemittels beträgt und der Gehalt an Organoslloxanpolymeren nicht mehr als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des bituminösen Materials.4. Stabilized binder according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the Sulfur content is not less than 20% by weight of the binder and the content of organoslloxane polymers not more than 0.1% by weight based on the weight of the bituminous material.
5. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Vermischen die Bestandteile des Bindemittels durch einen geradlinigen Statikmischer leitet, der mehrere Prallbleche aufweist, wobei der Schwefel und das bituminöse Material unmittelbar vor Eintritt In den Mischer zusammengeführt werden und man die Bestandteile der Emulsion mit einer Strömungsgeschwindigkeit Im Bereich von 30,5 bis 762 cm/sec durch den Statikmischer leitet.5. A method for producing a stabilized binder according to any one of claims 1 to 4, characterized in that characterized in that the constituents of the binder are mixed by a linear static mixer conducts, which has several baffles, the sulfur and the bituminous material directly Before entering the mixer are brought together and the constituents of the emulsion with a flow rate Passes through the static mixer in the range from 30.5 to 762 cm / sec.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man bei 130 bis 150° C mischt.6. The method according to claim 5, characterized in that mixing is carried out at 130 to 150 ° C.
Die Erfindung betrifft ein stabilisiertes Bindemittel für mineralische Zuschlagstoffe zur Herstellung von Bodenbelag- oder Straßenbelagmlschungen aus einer Emulsion aus Schwefel und einem bituminösen Material, wobei das bituminöse Material die kontinuierliche Phase und der Schwefel die dlsperglerte Phase der Emulsion bildet, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a stabilized binder for mineral aggregates for the production of Paving or paving mixes made from an emulsion of sulfur and a bituminous material, the bituminous material being the continuous phase and the sulfur being the aerated phase of the emulsion forms, and a process for its manufacture.
Materialien, die In Bitumen emulgierten Schwefel enthalten, werden als Bindemittel für Bodenbelagmassen In der US-PS 21 82 837 beschrieben; diese Bindemittel wurden jedoch nicht In größerem Ausmaß eingesetzt. Diese bekannten Bindemittel besitzen nämlich eine geringe Stabilität. Es ist deshalb erforderlich, sie bei der Herstellung von Bodenbelagmaterlallen ohne Verzögerung einzusetzen, wodurch es erforderlich wird, das Bindemittel an dem Ort herzustellen, an dem die Bodenbelagarbeiten durchgeführt werden. Auf diese Welse wird die Anwendung von zwei Mischern erforderlich, eines Mischers mit hoher Scherung, wie einer Kolloidmühle, zur Ausbildung einer Emulsion von Schwefel In Bitumen, und einer Mischvorrichtung, um die mineralischen Zuschläge und die Emulsion zu vermischen.Materials containing sulfur emulsified in bitumen are used as binders for flooring compounds In US Pat. No. 2,182,837; however, these binders have not been widely used. These Known binders namely have a low stability. It is therefore necessary to manufacture them of flooring materials to use without delay, which makes it necessary to use the binding agent at the place where the flooring work will be carried out. In this way the Use of two mixers is required, one high shear mixer such as a colloid mill Formation of an emulsion of sulfur in bitumen, and a mixing device to the mineral Mixing aggregates and the emulsion.
Im Hinblick auf die Schwierigkeiten, die bei der Verwendung von Bitumen-Schwefel-Gemischen aufgetreten gIn view of the difficulties encountered when using bitumen-sulfur mixtures g
sind, und die bis vor kurzem leichte Zugänglichkeit von Bitumen wurde bisher von der Industrie die Verwen- pand the fact that bitumen was easy to access until recently has so far been used by industry
so dung von Bitumen allein als Bindemittel für Zuschläge In Straßen- und Bodenbelagmischungen begünstigt. § So the use of bitumen alone as a binding agent for aggregates in road and flooring mixtures is favored. §
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Bindemittel mit größerer Stabilität als die bisher ^The invention has the object of providing an improved binder with greater stability than the previous ^
verwendeten Bindemittel zugänglich zu machen. In welchem der leicht und wirtschaftlich zugängliche Schwefel [ ]to make the binders used accessible. In which the easily and economically accessible sulfur []
In einer Emulsion mit bituminösem Material vorliegt, so daß die Menge des schwieriger zugänglichen bltumlnö- ^ Is present in an emulsion with bituminous material, so that the amount of the more difficult to access bloomlnö- ^
sen Materials In einem Bodenbelaggemisch vermindert werden kann. Erfindungsgemäß soll ferner ein einfach ;y|sen material in a flooring mixture can be reduced. According to the invention, a simple; y |
durchführbares Verfahren zur Herstellung dieser Emulsionen bereitgestellt werden. ;.;'feasible process for preparing these emulsions can be provided. ;.; '
Der Gegenstand der Erfindung 1st aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich. ijThe subject matter of the invention is evident from the preceding claims. ij
Das In Emulsion vorliegende Bindemittel besteht vorzugsweise aus 30 bis 40 Gew.-% Schwefel und 60 bis 70 ;■?The binder present in emulsion preferably consists of 30 to 40% by weight of sulfur and 60 to 70% by weight.
Gew.-% des bituminösen Materials. Der Schwefelgehalt sollte nicht weniger als 20 Gew.-% des Bindemittels iyj% By weight of the bituminous material. The sulfur content should not be less than 20% by weight of the binder iyj
betragen und 50 Gew.-% nicht überschreiten. ύ\ and do not exceed 50% by weight. ύ \
Das Boden- bzw. Straßenbelaggemlsch enthält vorteilhaft 85 bis 95 Gew.-96 der mineralischen Füllstoffe und 5 |JThe floor or road pavement mix advantageously contains 85 to 95% by weight of the mineral fillers and 5%
bis 15 Gew.-96 des Bindemittels; die Anteile richten sich jedoch In jedem spezifischen Fall nach der Art und der {|up to 15 96% by weight of the binder; however, the proportions depend in each specific case on the type and the {|
Korngrößenabstufung der Zuschläge.Grading of the grain size of the aggregates.
Das Organoslloxanpolymere wird In einer Menge eingesetzt, die zur Stabilisation der Emulsion von Schwefel In bituminösem Material wirksam Ist. Diese Menge sollte ausreichen, um jegliche wesentliche Abscheidung von M flüssigem Schwefel aus der Emulsion zu verhindern, wenn diese unter leichtem Rühren bei einer Temperatur von 125 bis 145° C gehalten wird.The organosiloxane polymer is used in an amount sufficient to stabilize the sulfur emulsion Is effective in bituminous material. This amount should be sufficient to remove any significant amount of M to prevent liquid sulfur from emulsion when stirring gently at a temperature is kept from 125 to 145 ° C.
Vorteilhaft überschreitet die Menge an Organoslloxanpolymeren nicht einen Wert von 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des bituminösen Materials, und im allgemeinen reichen Mengen In der Größenordnung vonThe amount of organoslloxane polymers advantageously does not exceed a value of 0.1% by weight, based on on the weight of the bituminous material, and generally amounts on the order of
0,001 Gew.-% aus, um die gewünschte Stabilisation der Emulsion hervorzurufen.0.001% by weight in order to bring about the desired stabilization of the emulsion.
Zu erflndungsgemäß geeigneten bituminösen Materlallen gehören Bitumen enthaltende Gemische in Ihrer natürlich vorkommenden Form und als Rückstand aus der Erdöldestillation. Ein besonders bevorzugtes bituminöses Material 1st Bitumen selbst.Bituminous materials suitable according to the invention include mixtures containing bitumen in their naturally occurring form and as a residue from petroleum distillation. A particularly preferred bituminous one Material 1st bitumen itself.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Bitumen sollten bei den angewendeten Temperaturen fließfähig sein.The bitumen used according to the invention should be flowable at the temperatures used.
Bitumen für Boden- bzw. Straßenbelage hat einen Penetrationswert von 40 bis 400, wobei der Penetrationsgrad, der Tür eine spezielle Situation ausgewählt wird, weitgehend durch die klimatischen Bedingungen in dem Gebiet bestimmt wird, welches belegt werden soll.Bitumen for pavement or road surface has a penetration value of 40 to 400, the degree of penetration being selected for a specific situation, largely by the climatic conditions in the door Area is determined which is to be occupied.
Das erflndungsgemäß verwendete Organoslloxanpolymere 1st ein flüssiges Polymeres der allgemeinen FormelThe organosiloxane polymer used according to the invention is a liquid polymer of the general formula
CH3 CH 3
CH3-SiO-CH3 CH 3 -SiO-CH 3
CH3 CH3 CH 3 CH 3
I II I
-Si — O—Si—O R, R2 -Si - O - Si - OR, R 2
CH3 CH 3
-Si-CH3 CH3 -Si-CH 3 CH 3
in der η einen Wert von 0 bis 1000 darstellt und Ri und R2 gleich oder verschieden sein können und für Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen Phenyl-, Benzyl-, Phenoxyd- oder Halogenalkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen, beispielsweise für eine der Gruppen -CH3 oder -C3F3H*. Die bevorzugten Polymeren sind fließfähige Polydlmethylslloxane der allgemeinen Formelin which η represents a value from 0 to 1000 and Ri and R 2 can be identical or different and represent alkyl groups with 1 to 6 carbon atoms, phenyl, benzyl, phenoxide or haloalkyl groups with 1 to 6 carbon atoms, for example one of the groups -CH 3 or -C 3 F 3 H *. The preferred polymers are flowable polydimethylslloxanes of the general formula
CH3 CH 3
CH3-SiO-CH3 CH 3 -SiO-CH 3
CH3 CH 3
-SiO-CH3 -SiO-CH 3
CH3 CH 3
-Si-CH3 CH,-Si-CH 3 CH,
In der η einen Wert von 0 bis 2000 hat, und besonders gut geeignet sind solche Polysiloxane mit einer Viskosität im Bereich von 50 bis 40000 Centlstokes, vorzugsweise 300 bis 12 500 und Insbesondere in der Größenordnung von 1000 Centlstokes bei 25° C.In which η has a value from 0 to 2000, and polysiloxanes with a viscosity in the range from 50 to 40,000 centlstokes, preferably 300 to 12,500 and in particular in the order of magnitude of 1000 centlstokes at 25 ° C. are particularly suitable.
Als mineralische Zuschläge können beliebige Zuschläge verwendet werden, die üblicherweise In bituminösen Boden- und Straßenbelaggemlschen verwendet werden, sowie synthetische Zuschläge. Andere Zuschläge, die als übliche Straßenbelag-Zuschläge als weniger wichtig betrachtet werden, können ebenfalls eingesetzt werden.Any aggregates can be used as mineral aggregates, which are usually used in bituminous Floor and paving rubble are used, as well as synthetic aggregates. Other surcharges than common pavement supplements considered less important can also be used.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelgemische werden dadurch hergestellt, daß man zum Vermischen die to Bestandteile des Bindemittels durch einen geradlinigen Statikmischer leitet, der mehrere Prallbleche aufweist, wobei der Schwefel und das bituminöse Material unmittelbar vor Eintritt in den Mischer zusammengeführt werden, und man die Bestandteile der Emulsion mit einer Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 30,5 bis 762 ctn/sec durch den Statikmischer leitet. Bei der Verarbeitung des erfindungsgemäßen Bindemittels können die üblichen Mischer zur Herstellung von Emulsionen eingesetzt werden wie eine Kolloidmühle. Bevorzugt sind «5 jedoch Statikmischer aus rostfreiem Stahl ohne bewegliche Teile. In der einfachsten Form stellt er ein röhrenförmiges Gehäuse dar, durch das die zu mischenden Bestandteile fließen. Feststehende Prallbleche rager, von der Innenwand des röhrenförmigen Gehäuses In dessen Inneres. DiIe Prallbleche sind feststehend, sind jedoch, um einen Materialfluß zu erhalten, In einer bestimmten Form und in bestimmten Winkeln angeordnet, was zu einer hohen Mischintensität führt. Die Mischtemperatur sollte In dem Bereich liegen, In welchem Schwefel in geschmolzener, pumpbarer Form vorliegt und sollte daher oberhalb des Schmelzpunkts von Schwefel, d. h. oberhalb etwa 118 bis 119° C Hegen. Die obere Grenze der Mischtemperatur beträgt etwa 159° C; oberhalb dieser Temperatur steigt die Viskosität des Schwefels rasch um mehrere Größenordnungen an, und dieser läßt sich daher nicht mehr durch Pumpen fördern. Die bevorzugte Mischtemperatur liegt Im Bereich von 130 bis 150° C.The binder mixtures according to the invention are produced by the to Directs the constituents of the binding agent through a linear static mixer, which has several baffle plates, wherein the sulfur and the bituminous material are brought together immediately before entering the mixer are, and the constituents of the emulsion with a flow rate in the range of 30.5 to 762 ctn / sec passes through the static mixer. When processing the binder according to the invention can the usual mixers for the production of emulsions are used like a colloid mill. Preference is given to «5 but static mixer made of stainless steel with no moving parts. In its simplest form it represents a tubular one Housing through which the ingredients to be mixed flow. Fixed baffles rager from the Inner wall of the tubular housing Inside its interior. The baffles are fixed, but are around to obtain a flow of material, arranged in a certain shape and at certain angles, resulting in a high mixing intensity. The mixing temperature should be in the range in which sulfur is in molten, pumpable form and should therefore be above the melting point of sulfur, i.e. H. above about 118 to 119 ° C. The upper limit of the mixing temperature is about 159 ° C; above this Temperature increases the viscosity of the sulfur rapidly by several orders of magnitude, and this can be therefore no longer deliver by pumping. The preferred mixing temperature is in the range of 130 to 150 ° C.
Um die Emulsion aufzubewahren, wird sie In ein ihermostatlslertes Gefall, welches bei 125 bis 145° C gehal- '* ten wird, übergeführt. In welchem die Emulsion kontinuierlich leicht In Bewegung gehalten wird, was beispielsweise mit Hilfe von langsam rotierenden Propellern mit geringer Blattneigung oder mit einer Zirkulationspumpe erfolgen kann. Die Emulsion kann unter diesen Bedingungen aufbewahrt werden und 1st bereit zur Verwendung als Bindemittel zur Herstellung eines Bodenbelagmaterials.In order to store the emulsion, it is placed in a thermostatically controlled gradient which is kept at 125 to 145 ° C. is transferred. In which the emulsion is continuously kept in slight agitation, which is for example with the help of slowly rotating propellers with a slight pitch or with a circulation pump can be done. The emulsion can be stored under these conditions and is ready for use as a binding agent for the production of a floor covering material.
Die einzelnen Komponenten des Bindemittels werden zweckmäßig zusammen mit dem mineralischen Zuschlag gleichzeitig einem Mischkoller zugeführt.The individual components of the binder are expediently combined with the mineral Surcharge at the same time fed to a mixer.
Die Größe der Mischvorrichtung wird hauptsächlich durch die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit der Masse aus Schwefel und bituminösem Material durch den Mischer bestimmt, diese liegt Im Bereich von 30,5 bis 762 cm/sec, vorzugsweise bis 305 cm/sec.The size of the mixing device is mainly determined by the required flow rate of the Mass of sulfur and bituminous material determined by the mixer, this is in the range from 30.5 to 762 cm / sec, preferably up to 305 cm / sec.
Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Bindemittel Im Vergleich mit den bekannten Schwefel-Bitumen-Bindemitteln verbesserte Lagereigenschaften zeigen. Gute Bindeeigenschaften wurden aufgezeigt, wenn die Belagmassen nach der »Marshall«-Methode gemäß ASTM D 1559 geprüft wurden. Die Bindemittel zeigten außerdem gute Ergebnisse Im Gefrler-Auftautest und beim Elntauch-Kompresslonstest, die durchgeführtIt was found that the binders according to the invention in comparison with the known sulfur-bitumen binders show improved storage properties. Good binding properties have been shown when the pavement masses were tested according to the "Marshall" method in accordance with ASTM D 1559. The binders showed also good results in the freezer thaw test and in the diving compression test that were carried out
wurden, um die Klebeeigenschaften des Bindemittels Im Vergleich mit üblichem Bitumen für Bodenbeläge festzustellen. to determine the adhesive properties of the binder in comparison with conventional bitumen for floor coverings.
Alterungsuntersuchungen zeigten an, daß die erfindungsgemäßen Schwefel-Blturnen-Emulslon-Mlschgutarten bessere Haltbarkeit haben als übliche Bltumen-Mlschgutarten. Computeranalysen des fertigen Belags, die mir Hilfe des CHEVSL-Programms durchgeführt wurden, zeigton an, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schwefel-Bltumen-Emulslon-Mlschgularten Einsparungen der Bltumen-Mlschgut-Schlchtdlcke möglich sind und daher geringere Materialkosten anfallen.Aging tests indicated that the sulfur-bloom-Emulslon-Mlschgutarten according to the invention have a better shelf life than common flower garbage types. Computer analysis of the finished pavement that gave me Using the CHEVSL program indicates that using the Sulfur-Flower-Emulslon-Mlschgularten Savings of the flower-Mlschgut-Schlchtdlcke are possible and therefore lower material costs.
Stabilitätstests nach Marshall, die an erfindungsgemäßen frischen Schwefel-Bltumen-Mlschgutarten durchgeführt wurden, zeigten ähnliche Werte wie bei vergleichbaren Bitumen-Mischgutarten; nach dem Härten während einer Dauer von 2 Wochen wurde jedoch beobachtet, daß die Marshall-Stabllltät der Schwefel-Bltumen-Emulslon-Mlschgutarten wesentlich ansteigt, ohne daß eine gleichzeitige störende Verminderung der Marshall-FHeßfählgkelt auftritt. Bei üblichen Bltumen-Mlschgutarten wird dagegen keine Veränderung der Marshall-Stabllltät mit der Zelt beobachtet.Marshall stability tests carried out on fresh sulfur-flower garbage species according to the invention showed similar values to comparable bitumen mix types; after hardening during However, after a period of 2 weeks it was observed that the Marshall stability of the sulfur-flower-emulsion-waste species increases significantly without a simultaneous disruptive decrease in the Marshall-FHeßfählgkelt occurs. In the case of common flower garbage types, on the other hand, there is no change in the Marshall stability watched with the tent.
Ein besonders wichtiger Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen Bindemittel besteht darin, daß der Schwefel »Unterkühlung« zeigt, d. h. unterhalb seines Schmelzpunkts flüssig bleibt. Auf diese Welse behalten Belagmischungen, welche die Schwefel-Bltumen-Emulslonen als Bindemittel enthalten, ihre Verarbeitbarkelt bei niedrigeren Temperaturen bei.A particularly important aspect of the binders according to the invention is that the sulfur "Hypothermia" shows d. H. remains liquid below its melting point. These catfish keep topping mixes, which contain the sulfur-flower emulsions as binders, their processability at lower Temperatures at.
Die nachstehend angegebenen Bestandteile wurden In einer Gesamtmenge von 1800 g In einen Mischer gegeben und bei einer Temperatur von 130° C 10 Minuten lang emulglert.The ingredients listed below were placed in a mixer in a total amount of 1,800 g and emulsified at a temperature of 130 ° C for 10 minutes.
flüssiger Schwefel 37,5 Gew.-*liquid sulfur 37.5 wt .- *
flüssiges Bitumen 62,5 Gew.-%liquid bitumen 62.5% by weight
(Penetration 179 bei 250C)(Penetration 179 at 25 0 C)
Polydlmethylsiloxan 0,001 Gew.-%Polydlmethylsiloxane 0.001% by weight
(Viskosität 1000 cSt bei 25° C) (bezogen auf das Gewicht des Bitumens)(Viscosity 1000 cSt at 25 ° C) (based on the weight of the bitumen)
Ein Vergleichsversuch wurde ohne Zusatz des Polydlmethylslloxans durchgeführt.A comparison test was carried out without the addition of the polydimethylslloxane.
Als Mischer wurde ein Cowles-Dlssolver, Modell IVG, mit einem Cowles-Schaufelrad hoher Scherung Nr. B-1530 (Durchmesser 7,6 cm) verwendet, der mit einer Geschwindigkeit von 4400 Upm betrieben wurde. Die gebildete Emulsion wurde zur Entfernung der mitgeschleppten Luft entgast, und Proben der Emulsion wurden bei 130° C unter mildem Bewegen (mit Hilfe eines mit 100 bis 125 Upm rotierenden Propellers) gelagert. Dichtemessungen wurden Im oberen Tell (T) und am Boden (B) der drei Proben durchgeführt, um festzustellen, ob eine Trennung stattfand. Die Ergebnisse sind In Tabelle 1 gezeigt.The mixer was a Cowles Dlssolver, Model IVG, with a Cowles high shear paddle wheel No. B-1530 (7.6 cm diameter) operated at a speed of 4400 rpm. the The resulting emulsion was degassed to remove entrained air and samples of the emulsion were taken stored at 130 ° C with gentle agitation (with the aid of a propeller rotating at 100 to 125 rpm). Density measurements were carried out in the upper part (T) and at the bottom (B) of the three samples to determine whether a separation took place. The results are shown in Table 1.
Die Vergleichsemulsion hatte sich innerhalb von 5 Stunden durch Abscheidung von Schwefel getrennt, wie durch die starke Veränderung der Dichte zwischen dem oberen Teil und dem Boden jeder Probe gezeigt wird, während das erfindungsgemäße Material nach 72stündlger Lagerung in der Wärme Im wesentlichen unverändert war.The control emulsion had separated within 5 hours by deposition of sulfur, such as shown by the sharp change in density between the top and bottom of each sample while the material according to the invention was essentially unchanged after 72 hours of storage in the heat was.
Ein Strom von geschmolzenem Schwefel und ein Bitumen (Penetration 179 bei 250C) und Polydlmethylsiloxan (0,001 Gew.-%, bezogen auf den Bitumen) enthaltender Strom wurden kombiniert und durch einen Statikmischer (Kenlcs, Modell 1/2-10 320-0) gepumpt. Dieser Mischer hat einen Durchmesser von 1,27 cm und enthält 6 schraubenförmige Prallbleche. Die Temperaturen der Ströme wurden bei 1380C gehalten. Die lineare Strömungsgeschwindigkeit durch den Mischer wurde von 6,1 bis 70,1 cm/sec variiert, und der Schwefelgehalt variierte zwischen 15 und 85 Gew.-% des Bitumens. Auf diese Welse hergestellte Emulsionsproben wurden mit Hilfe einer photomikrographischen Methode Im Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung geprüft. In allen Fällen betrug die durchschnittliche Teilchengröße weniger als 5 Mikron, und der Bereich der Teilchengrößenverteilung war schmal.A stream of molten sulfur and bitumen (179 Penetration at 25 0 C) and Polydlmethylsiloxan (0.001 wt .-%, based on the bitumen) containing stream were combined and through a static mixer (Kenlcs, model 1 / 2-10 320-0 ) pumped. This mixer is 1.27 cm in diameter and contains 6 helical baffles. The temperatures of the streams were kept at 138 ° C. The linear flow rate through the mixer was varied from 6.1 to 70.1 cm / sec and the sulfur content varied between 15 and 85% by weight of the bitumen. Emulsion samples prepared on these catfish were examined for particle size distribution by a photomicrographic method. In all cases the average particle size was less than 5 microns and the range of particle size distribution was narrow.
(>s B e I s ρ 1 e 1 3(> s B e I s ρ 1 e 1 3
Bodenbelaggemische wurden hergestellt. Indem flüssiger Schwefel und Bitumen, der Polydlmethylsiloxan enthielt, gleichzeitig In einem Hobart-Laboratorlumsmlscher In einen erhitzten Zuschlagstoff eingeleitet wurde.Flooring mixes were prepared. By using liquid sulfur and bitumen, the polydlmethylsiloxane was simultaneously introduced into a heated aggregate in a Hobart laboratory.
T '/ 2 h
T
T5h
T
T72 h
T
1,191.19
1.19
1,191.18
1.19
1,101.05
1.10
1,211.80
1.21
1,151.05
1.15
1,201.80
1.20
Polydlmethylsiloxancomparison
Polydimethylsiloxane
Die Mischtemperatur betrug 138° C und der Mischzyklus betrug 60 Sekunden. Das Gemisch hatte folgende Zusammensetzung:The mixing temperature was 138 ° C and the mixing cycle was 60 seconds. The mixture was as follows Composition:
Bitumen (Penetration 179 bei 250C)Bitumen (penetration 179 at 25 0 C)
flüssiger Schwefelliquid sulfur
PolydlmethylslloxanPolydlmethylslloxane
Zuschlagstoff (gut klassifiziert,Aggregate (well classified,
d. h. 100%iger Durchgang bei 9,5 mm Siebgröße)d. H. 100% passage with 9.5 mm screen size)
4,5 Gew.-Telle4.5 part by weight
3,0 Gew.-Telle3.0 part by weight
0,001 Gew.-Telle, bezogen auf Bitumen0.001 part by weight, based on bitumen
92,5 Gew.-Telle92.5 part by weight
SiebgrößeSieve size
9,5 mm
4,75 mm
2,36 mm
1,18 mm9.5 mm
4.75 mm
2.36 mm
1.18 mm
600 μΐη600 μΐη
300 μιη300 μm
150 μηη
75 μηι150 μm
75 μm
Durchgang In % Passage in %
100 76,2 56,1 43,1 35,6 25,9 15,9 9,2100 76.2 56.1 43.1 35.6 25.9 15.9 9.2
Ein Vergleichgemisch, das 6,5 Teile Bitumen und keinen Schwefel enthielt, und ein weiteres Gemisch, bei welchem der Schwefel und das Bitumen In einem Kenlcs-Statlkmlscher voremulglert worden sind, wurden ebenfalls hergestellt. Die Proben wurden mit Hilfe der Methode nach Marshall geprüft. Der Vergleichsasphalt wurde bei 127° C verdichtet, wobei 35 Schläge/Fläche angewendet wurden, während die Emulsionsproben bei 121°C und mit 30 Schlägen/Fläche verdichtet wurden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.A comparison mixture, which contained 6.5 parts bitumen and no sulfur, and another mixture, at which the sulfur and the bitumen have been pre-emulsified in a Kenlcs Statlkmlscher also made. The samples were tested using the Marshall method. The comparative asphalt was compacted at 127 ° C using 35 hits / area while the emulsion samples at 121 ° C and with 30 strokes / area were compacted. The results are in Table 2 below shown.
24 Stunden
nach Herstellung
der MarshallkörperMarshall stability, kp
24 hours
after manufacture
the Marshall body
nach Herstellung
der Marshallkörper14 days
after manufacture
the Marshall body
24 Stunden
nach Herstellung
der Marshall körperFlow value in 0.1 mm
24 hours
after manufacture
the Marshall body
nach Herstellung
der Marshallkörper14 days
after manufacture
the Marshall body
1220,2
929,86929.86
1220.2
929.86
1927,8
929,861551.3
1927.8
929.86
22,9
30,524.1
22.9
30.5
27,9
30,531.8
27.9
30.5
voremulgierte S. B.
VergleichsprobeSB
pre-emulsified SB
Comparative sample
S. B. bezeichnet die erfindungsgemäße Schwafel-Bitumen-Emulsion.S. B. denotes the Schwafel bitumen emulsion according to the invention.
Die anfängliche Verdichtungstemperatur von 121° C, die bei den Schwefel-Bitumen-Proben angewendet wurde, gewährleistet, daß die Temperatur der Probe während des Verdlchtens unter den Schmelzpunkt von Schwefel abfällt. Wenn während des Verdichtens eine Verfestigung des Schwefels auftritt, verlieren die Proben ihre Verdichtungswilligkeit, was sich In einer niedrigeren Dichte und Marshall-Stabilltät ausdrückt. Die Daten in Tabelle 2 zeigen an, daß während des Verdichtens kein Gefrieren stattgefunden hat. Obwohl die Schwefel-Bltumen-Probe, die nicht voremulglert worden war, eine etwas niedrigere Marshall-Stabllltät als die voremulgierte Probe hatte, war der 24 Stunden-Wert ziemlich hoch, und der charakteristische Anstieg der Marshall-Stabilität während des Zeltraums von 14 Tagen wurde beobachtet.The initial compaction temperature of 121 ° C used for the sulfur-bitumen samples ensured that the temperature of the sample during evaporation was below the melting point of Sulfur falls off. If solidification of the sulfur occurs during compaction, the samples lose their willingness to compress, which is expressed in a lower density and Marshall stability. The data in Table 2 indicate that no freezing occurred during compaction. Though the sulfur flower sample, which had not been pre-emulsified had a slightly lower Marshall stability than the pre-emulsified one Sample, the 24 hour value was quite high, and the characteristic increase in Marshall stability during the 14 day tent room was observed.
Ein Boden- bzw. Straßenbelaggemlsch wurde unter Verwendung einer chargenweise arbeitenden Aufbereitungsanlage für Asphaltmischgut mit einer Kapazität von 907,18 kg hergestellt. Das Gemisch hatte folgende Zusammensetzung:A pavement clog was processed using a batch processing plant Made for asphalt mix with a capacity of 907.18 kg. The mixture was as follows Composition:
Bitumen (Penetration 179 bei 25° C)Bitumen (penetration 179 at 25 ° C)
Schwefelsulfur
PolydlmethylslloxanPolydlmethylslloxane
Zuschlagstoff (gut klassifiziert,Aggregate (well classified,
d. h. 100% Durchgang durch Sieb 12,7 mm)d. H. 100% passage through sieve 12.7 mm)
4,53 Gew.-Telle4.53 part by weight
2,67 Gew.-Telle2.67 part by weight
0,001 Gew.-Telle, bezogen auf Bitumen0.001 part by weight, based on bitumen
92,8 Gew.-Telle92.8 parts by weight
Der Strom aus dem Bitumen, der das Organosiloxanpolymere enthielt, wurde mit dem Strom aus geschmolzenem Schwefel kombiniert und durch einen Mischer geleitet. Es handelte sich um eine Mischereinheit mit 3.8 cm Durchmesser, die 6 schraubenförmige Prallbleche enthielt. Bitumen und der Schwefel wurden bei 138° CThe stream from the bitumen containing the organosiloxane polymer was with the stream from molten Combined sulfur and passed through a mixer. It was a mixer unit with 3.8 cm diameter, which contained 6 helical baffles. Bitumen and the sulfur were at 138 ° C
gehalten und die Geschwindigkeit der Strömung durch den Mischer betrug 548 cm/sec. Die Schwefel-Bitumen-Emulsion wurde In einen Mischbehälter dosiert, der den erhitzten Zuschlag (149° C) enthielt, und die Emulsion und der Zuschlag wurden 30 Sekunden lang gemischt. Proben des Gemisches wurden mit Hilfe der Marshall-Methode gemäß ASTM D 1559 geprüft. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind In der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt.held and the velocity of the flow through the mixer was 548 cm / sec. The sulfur-bitumen emulsion was dosed into a mixing container, which contained the heated aggregate (149 ° C), and the emulsion and the aggregate were mixed for 30 seconds. Samples of the mixture were obtained using the Marshall method Tested according to ASTM D 1559. The results obtained are shown in Table 3 below listed.
Marshallstabilität, kpMarshall stability, kp
24 Stunden nach Herstellung des Marshallkörpcrs24 hours after the Marshall body was made
14 Tage14 days
n;ich Herstellungn; i manufacture
des Marshall körpersof the Marshall's body
!•'lieUwert in 0,1 mm! • 'LieUwert in 0.1 mm
24 Stunden nach Herstellung des Marshallkörpers24 hours after the Marshall body was made
14 Tage14 days
nach Herstellung des Marshallkörpcrsafter making the Marshall's body
1378,91378.9
24,124.1
Eine Haltbarkeitsuntersuchung wurde vorgenommen, wobei die Veränderung der Steifheit bzw. Festigkeit von Asphalt-Mischgutarten, die Zuschlagstoffe mit normalem Gewicht und leichte Zuschlagstoffe und übliche sowie Schwefel-Bltumen-Emulsion-Bindemlttel enthielten, geprüft wurde.A durability study was carried out, whereby the change in stiffness or strength of Asphalt mix types, the aggregates with normal weight and light aggregates and usual as well Sulfur-flower emulsion binders.
Bevor die Proben den Prüfbedingungen unterworfen wurden, wurde der Elastizitätsmodul, MÄ, jeder Probe bestimmt. Die Proben wurden während einer Dauer von 7 Monaten bei je zwei Temperaturen, nämlich -17,8° C und 60,00C, In einer trockenen Umgebung gehalten. Die zweite Temperatur von -17,80C wurde angewendet, um die Änderungen des Werts Ms bei einer extrem tiefen Temperatur für die Anwendung von Asphaltmischgut zu bestimmen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind In den nachstehenden Tabellen 4 und 5 gezeigt.Before the samples were subjected to the test conditions, the modulus of elasticity, M A , of each sample was determined. The samples were held for a period of 7 months at two temperatures, namely -17.8 ° C and 60.0 0 C. In a dry environment. The second temperature of -17.8 0 C was applied to determine the changes of the value M s at an extremely low temperature for the application of bituminous mixtures. The results thereby obtained are shown in Tables 4 and 5 below.
Ergebnisse der Lagerung bei -17,8° CResults of storage at -17.8 ° C
Tabelle 4 zeigt, daß bei -17,8° C eine Verminderung des M„-Werts aller Proben erzielt wird.Table 4 shows that at -17.8 ° C. a reduction in the M n value of all samples is achieved.
Die erfindungsgemäßen Proben aus Schwefel-Bltumen-Emulsion-Mischgut zeigen jedoch eine größere Beibehaltung der Festigkeit, als bei üblichem Asphaltmischgut.However, the samples according to the invention made from a mixture of sulfur and flower emulsion show greater retention the strength than with conventional asphalt mix.
Aus Tabelle 5 geht hervor, daß bei der Lagerung bei 60,0° C die Proben aus Schwefel-Bitumen-Emulslon-Mlschgut eine weit geringere Erhöhung der Festigkeit erleiden, als übliches Asphaltmischgut.From Table 5 it can be seen that when stored at 60.0 ° C., the samples made of sulfur-bitumen-Emulslon-Mlschgut suffer a far smaller increase in strength than normal asphalt mix.
Dies zeigt eine geringere Alterung (Härtung) der Schwefel-Bltumen-Emulsion-Mlschgutarten an und spricht für bessere Haltbarkeitseigenschaften als bei den entsprechenden üblichen Asphaltmischgutarten.This indicates a lower aging (hardening) of the sulfur-flower-emulsion-waste types and speaks for better durability properties than the corresponding conventional asphalt mix types.
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