DE2623574C2

DE2623574C2 - Bindemittel aus Erdölbitumen und plastif iziertem Steinkohlenteerpech

Info

Publication number: DE2623574C2
Application number: DE2623574A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr. Collin; Helmut Dr. Koehler; Heinrich Louis; Rudolf Dr. Oberkobusch; Volker Dr. 4033 Hoesel Potschka
Original assignee: Ruetgerswerke AG
Current assignee: Ruetgers Germany GmbH
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1978-08-17
Also published as: FR2352862A1; JPS52144027A; US4304606A; SU1022661A3; ATA184777A; PL198372A1; CH631196A5; AU509666B2; HU176424B; SE7702281L; AU2533477A; DE2623574B1; BE855106A; CA1083755A; PL114268B1; NL7705794A; CS209493B2; SE428933B; AT364872B; GB1566829A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bindemittel aus Erdölbitumen und plastifiziertem Steinkohlenteerpech aus Steinkohlenteerprodukten und die Verwendung des Gemisches für den Straßenbau, wobei die Herstellung eines flexiblen Straßenbelags mit besserer Verformungsbeständigkeit ermögliche wird.

Die Verwendung eines Wuchpechproduktes mit einem Erweichungspunkt von unter t w 40°C, bestehend aus einer Mischung von Steinkohlenteerpech mit Erweichungspunkten von 60 bis 80° C mit einer aus vierkernigen Arorrten bestehenden oder sie in wesentlicher Menge enthaltenden Teerölfraktion zum Mischen mit Erdölbitumen (destilliertem Bitumen) zur Herstellung von Bindemitteln, z. B. für den Straßenbau, ist bekannt (vgl. DE-PS 10 09 338). In der DE-PS heißt es (vgl. Spalte 1, Zeile 50 ff.): »Das Teeröl soll frei von Stoffen sein, die sich nach dem Mischen mit dem Steinkohlenteerpech kristallin ausscheiden. Es wird also ein Öl verwendet, dessen Inhaltsstoffe sich im eutektischen Gleichgewicht befinden, was erforderlichenfalls durch Auskühlung des Öls und Abschleudern der auskristallisierten Festsubstanz bewirkt werden kann«.

Beim bekannten Vorgehen wurde jedoch nicht erkannt, daß gerade die auskristallisierenden Stoffe in der hochsiedenden Teerölfraktion von besonderem Vorteil sind. Es wurde nämlich gefunden, daß bei Anwesenheit der auskristallisierenden Stoffe in der Pechkomponente bei deren Mischung mit einem Erdölbitumen B 45, B 25 oder B 15 ein Bindemittel, z. B. für den Straßenbau, entsteht, das folgende Eigenschaften zeigt:

Ein Gemisch aus einem plastifizierten Steinkohlenteerpech, das z. B. aus 65% Steinkohlenleerpech mit einem Erweichungspunkt von 67°C (Krämer-Sarnow) und 35% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 3:50 und 450⁰C siedenden Steinkohlenteerfraktion besteht, mit Erdölbitumen B 25, im Verhältnis von 30% Dlastifi/.iertem Pech zu 70% Bitumen, hat im Temperaturbereich von 120 bis 200"C eine niedrigere Viskosität als ein Bitumen B 65, Ab 100°C abwärts nähert sich die Viskositätskurve des erfindungsgemäßen Pech-Bitumen-Bindemittels der des B 65. (Vergleiche Kurvenblatt; A Vtskositätskurve des erfindungsgemäßen Pech-Bitumen-Bindemittels, B von Bitumen B 65, [C] bedeutet Celsiusgrad, # bedeutet Temperatur, η bedeutet Viskosität) Bei 75°C wird die Viskositätskurve von B 65 geschnitten, d. h, daß unterhalb dieser Temperaturen das erfindungsgemäße Bindemittel härter und damit verformungsbeständiger als die genannten reinen Bitumentypen ist, obwohl bei den höheren Verarbeitungstemperaturen die Viskosität niedriger liegt, was zusätzlich noch bedeutet, daß der Einbau in die Straße erleichtert wird. Bitumen B 65 wurde deshalb zum Vergleich herangezogen, weil es nach den Technischen Vorschriften (TV bit 3/72, Ergänzung 1975) in Deutschland für diejenigen Decken vorgeschrieben wird, die einer hohen Verkehrsbelastung ausgesetzt sind.

Das erfindungsgemäße Bindemittel ist in der äußeren Beschaffenheit und im mikroskopischen Bild gleichmäßig. Bei einer Penetration von 40 (>/io mm) liegen die Erweichungspunkte bei 40°C (KS) und 54°C (R + K), der Brechpunkt nach F r a a ß liegt bei -8°C.

Gegenstand der Erfindung ist ein Bindemittel aus 80 bis 65 Gewichtsteilen Erdölbitumen B 15, B 25 oder B 45 und 20 bis 35 Gewichtsteilen plastifiziertem Steinkohlenteerpech, das dadurch gekennzeichnet ist. daß das

Μ plastifizierte Steinkohlenteerpech aus 50 bis 80% Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 40 bis 75°C (nach Krämer-Sarnow) und 50 bis 20% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450⁰C siedenden Steinkohlenteerfraktion besteht.

Unter einer »kristallreichen Steinkohlenteerfraktion« wird im Rahmen dieser Erfindung eine solche verstanden, deren KristaNisationsbeginn bei 70° C und höher liegt.

Da« erfindungsgemäße Bindemittel wird für den Straßenbau verwendet.

Eine bevorzugte Ausführungsform d^r Erfindung ist ein Bindemittel, das aus 70 Gewichtsteilen Erdölbitumen B 25 und 30 Gewichtsteilen plastifiziertem Steinkohlenteerpech besteht. Ganz besonders bevorzugt wird in den Bindemitteln ein plastifiziertes Steinkohlenteerpech, bestehend aus einem Gemisch aus 65% Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 65 bis 68°C (Krämer-Sarnow) und 35% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450⁰C siedenden

so Steinkohlenteerfraktion eingesetzt.

Um eine gute Mischbarkeit der Komponenten (gleichmäßige Verteilung im mikroskopischen Bild) zu erzielen, sollte das hochmolekulare Toluolunlösliche des plastifizierten Steinkohlenteerpechs bevorzugt 12% nicht übersteigen. Dementsprechend sind auch Teerpeche aus der Schwelung oder Vergasung von Steinkohle oder Braunkohle mit niedrigem Gehalt an hochmolekularen Bestandteilen sowie Peche aus der Kohleextraktion zur Herstellung des Bindemittels gut geeignet. Das verwendete Bitumen B 25 sollte zur Erzielung einer guten Mischbarkeit hoch aromatisch sein und einen Asphaltengehalt von mindestens 20% aufweisen.

Wenn man mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel aus plastifiziertem Steinkohlenteerpech und Erdölbitumen ein Asphaltbeton-Mischgut für den Straßenbau herstellt, so zeigt dieses Mischgut eine höhere Marshall-Stabilität als wenn man reines Erdölbitumen B 65 als Binde Bindemittel verwendet (vgl. Beispiel 5).

Diese Tatsache weist darauf hin, daß eine Straßendeckschicht aus einem Mischgut mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel starker Verkehrsbeanspruchung einen höheren Verformungswiderstand entgegengesetzt als eine herkömmliche Deckschicht.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen einige Ausführungsformen der Erfindung- (Die angegebenen Teile sind immer Gewichtsteile.)

Beispiel 1

14 Teile Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt (EP) von 75° C (K r ä m e r - S a r η ο w = KS) und 14 Teile einer direkt aus Steinkohlenteer destillierten Fraktion (Sdp. 350 bis 450⁰C und Kristallisationsbeginn bei 73° C) werden in der Wärme unter Rühren oder Umpumpen gemischt Das Gemisch hat einen EP von 32° C (KS). In das Gemisch werden 72 Teile Bitumen B 25 mit einem Asphaltengehalt von 25% eingerührt Das Pech-Bitumen-Bindemittel zeigt eine Penetration von 40 (100 g, 5 see, 25° C) in 1/10 mm. Das Bindemittel kann vorzugsweise im Straßenbau eingesetzt werden.

Beispiel 2

Wie im Beispiel 1 werden 15 Teile Steinkohlenteerpech EP 75°C (KS) mit 15 Teilen einer aus der Hartpechherstellung stammenden Pechdestillatfraktion (Sdp. 350-450⁰C und Kristallisationsbeginn bei 84⁰C) vermischt. EP des Gemisches 36°C (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 25 gegeben. Pech-Bitumen-Bindemittel: Penetration 40.

Beispiel 3

Wie im Beispiel 1 werden 24 Teile Steinkohlenteerpech EP 40⁰C (KS) mit 6 Teilen eines Rückstands aus der Anthracengewinnung (nach der destillativen Abtrennung von Phenanthren und Anthracen aus Rohanthracen) (Sdp. 360-420⁰C und Kristallisationsbeginn bei 130⁰C) vermischt. EP des Gemisches 30°C (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 25 gegeben. Pech-Bitumen-Bindemittel: Penetration 45.

Beispiel 4

Wie im Beispiel 1 werden 20 Teile Steinkohlenteerpech EP 68°C (KS) mit 10 Teilen einer direkt aus Steinkohlenteer destillierten Fraktion (vgl. Beispiel 1) vermischt. EP des Gemisches 40^GC (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 45 gegeben. Pech-Bitumen-Bindemittel: Penetration 45.

Beispiel 5
a) Stellt man aus folgendem Mineralgemisch

-γ-

Ι 5 Gew.-% Basaltsplitt
I5Gew.-% Basaltsplitt
l6Gew.-% Basaltsplitt

22 Gew.-% Moräne-Brechsand

23 Gew.-% Rheinsand

9 Gew.-% Kalksteinmehl

8/11 mm
5/8 mm
2/5 mm
0/3 mm
0/3 mm

100 Gew.-% Mineralgemisch

und 6,6 Gew.-Teilen (auf 100 Gew.-Te^:l,·: Mineralgemisch) des Bindemittels aus Beispie! 1 ein Asphaltbeton-Mischgut her, dann ergibt dieses Mischgut nach DIN 1996 eine Marshallstabilität von 1270 kp bei einem Fließwert von 49 1 /10 mm.

b) 5>tellt man aus demselben Mineralgemisch mit 6,9 Gew.-Teilen des gleichen Bindemittels ein Mischgut her, so zeigt dieses eine Marshallstabilität von llOOkp bei einem Fließwert von 51 1/10 mm.

c) Stellt man dagegen mit demselben Min~ralgemisch und 6,6 Gew.-Teilen Bitumen B 65 ein Mischgut her. dann erhält man eine Marshallsiabilität von 850 kp bei einem Fließwert von 49 1/10 mm.

6,9 Gew.-Teile Bindemittelgemisch aus Beispiel 1 — wie vorstehend unter b) eingesetzt — und 6.6 Gew.-Teile Bitumen B 65 entsprechen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Dichten gleichen VoIumenanteilen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bindemittel aus 80 bis 65 Gewichtsteilen Erdölbitumen B 15, B 25 oder B 45 und 20 bis 35 Gewichtsteilen plastifiziertem Steinkohlenteerpech, dadurch gekennzeichnet, daß das plastifizierte Steinkohlenteerpech aus 50 bis 80% Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 40 bis 75°C (nach Krämer-Sarnow) und 50 bis 20% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450⁰C siedenden Steinkohlenteerfraktion besteht

2. Bindemittel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 70 Gewichtsteilen Erdölbitumen B 25 und 30 Gewichtsteilen plastifiziertem Steinkohlenteerpech besteht

3. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das plastifizierte Steinkohlenteerpech aus 65% Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 65 bis 68°C (nach Krämer-Sarnow) und 35% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450⁰C siedenden Steinkohlenteer fraktion besteht

4. Verwendung des Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für den Straßenbau.