DE2815285C2

DE2815285C2 - Fuller für heiß zu verarbeitendes bituminöses Mischgut

Info

Publication number: DE2815285C2
Application number: DE19782815285
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(Grad.) 5628 Heiligenhaus Bergmann; Gottfried Dipl.-Ing. 4020 Mettmann Kilian; Heinz Ing.(Grad.) 5603 Wuelfrath Reppel; Friedrich Dipl.- Chem. Dr. 5603 Wuelfrath Schmitz
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke 5603 Wuelfrath GmbH
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke 5603 Wuelfrath GmbH
Priority date: 1978-04-08
Filing date: 1978-04-08
Publication date: 1980-03-27
Also published as: AT372439B; ATA249579A; DE2815285B1

Description

Es wird heule allgemein die Vorstellung vertreten, daß ein Straßenbelag um so stabiler ist, je mehr Verdichtungsarbeit aufgewendet werden muß, um eine gewünschte dichte Kornlagerung im fertigen Belag zu erreichen. Dazu ist ein hoher Arbeitsaufwand notwendig. Wenn der Belag zu schnell abkühlt, bleibt jedoch ein unerwünscht hoher Hohlraum zurück. Solche Belägekönnen dann nicht die erwartete hohe Lebensdauer aufweisen. Man hat daher schon vorgeschlagen, den Bitumengehalt zu erhöhen, um leichter die gewünschte Minerallagerung zu erreichen. Um in diesen Fällen die gewünschte Mörtelstabilitäl jedoch zu gewährleisten, muß ein härteres Bitumen eingesetzt werden, das zwangsläufig bei der Verdichtung einen erhöhten Energieaufwand erfordert, da die Einbauwilligkeit einer derartigen Mischung ungünstiger ist.

Die Erfindung hat zum Ziel, einen Füller, insbesondere für den bituminösen Straßenbau, zu schaffen, durch den die Einbauwilligkeit und Verdichtbarkeit eines bituminösen Mineraigemisches beim Heißeinbau verbessert wird, so daß ein Belag bei normaler Verdichtungsarbeit mit dichterer Kornlagerung gebaut werden kann, ohne daß härteres Bitumen in erhöhter Menge eingesetzt werden muß, oder daß der Belag zu Überfettungserscheinungen neigt.

Es wurde gefunden, daß ein Füller für heiß zu verarbeitendes bituminöses Mischgut, besonders geeignet ist, wenn er nichthygroskopische, kristallwasserhaltige Stoffe enthält, die beim Erhitzen des Füllers als Bestandteil des bituminösen Mischgutes auf Mischtemperatur ihr Kristallwasser ganz oder teilweise abgeben. Diese Stoffe bewirken, wie aus den Beispielen besonders deutlich hervorgeht, daß sich ein Mischgut mit dem erfindungsgemäßen Füller besonders leicht und ohne größere Verdichtungsarbeit einbauen läßt, und im eingebauten Zustand bisher nicht beobachtete vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Die Beispiele zeigen insbesondere, daß unter vergleichbaren Bedingungen die Hohlraumgehalte erheblich vermindert, die Marshallstabilität deutlich erhöht und das Verformungsverhalten — ausgedrückt durch die Stempeleindringtiefe — sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen erheblich verbessert wird, so daß sogar frisch verlegte

ίο Beläge, dio noch Temperaturen zwischen 80 bis etwa 100⁰C aufweisen, sofort und ohne Schaden für den Belag befahren werden können. ErfindungsgemäJ ist es vorteilhaft, wenn der Füller Stoffe enthält, die oberhalb der Einbautemperatur des bituminösen Mischgutes ihr Wasser abgeben. Es wird nämlich angenommen, daß die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile durch abgespaltenes Kristallwasser verursacht werden. Die Reproduzierbarkeit der Wirkung ist daher um so besser, je kontrollierter die Wasserabspaltung erfolgt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die freiwerdende Wassermenge 0,05 bis 1, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf den Füller, beträgt. Diese Mengenangaben beziehen sich auf übliche Beläge mit üblichen Füllergehalten. Innerhalb dieser Grenzen können die Mengen entsprechend den gewünschten Effekten variiert werden. Der erforderliche Wassergehalt selbst errechnet sich aus dem Kristallwassergehalt der wasserabspaltenden Stoffe und ihrem Temperaturverhalten. Für besondere EinsaUzwecke kann es

jo vorteilhaft sein, wenn der Füller Stoffe enthält, die das Wasser im Temperaturbereich von 80 bis 16O⁰C abgeben. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß unkontrollierte Wasserverluste vermieden werden und daß darüber hinaus eine Vergleichmäßigung der Mastixeigenschaften bewirkt werden, weil das Wasser über einen großen Temperaturbereich nach und nach abgegeben wird. Unter den in Frage kommenden Füllerzusatzstoffen hat sich besonders das CaSO₄ · 2 H₂O bewährt. Es spaltet sein Wasser bei Temperaturen von 110-180⁰C. Weitere in Frage kommenden Stoffe sind in der nachfolgenden Tabelle beispielhaft aufgeführt:

Aluminiumsulfat

Bariumchlorid

Calciumtrimetaphosphat

Kaliumaluminiumsulfat

Soda

Natriumacetat

Kupfersulfat

Magnesiumsulfat

Al₂(SO₄)I · 18 H₂O
BaCI₂ · 2 H₂O
Ca₃(P₃Og)₂ · 9 H₂O
KAIISO₄)J- 12H₂O
Na₂CO₃ ■ 1 H₂O
NaOOCCH₃ · 3 H₂O
CaSO₄ -5H₂O
MgSO₄■ 7 H₂O

Die wasserabgebenden Stoffe sollten dem Füller in feinstgemahlener Form zugemischt werden. Damit wird erreicht, daß das Wasser bzw. der Wasserdampf ebenfalls in feinstverteilter Form vorliegt und nicht vorzeitig aus dem Mischgut entweichen kann.

Die meisten dieser Stoffe vermögen das abgegebene Wasser bei der nachfolgenden Abkühlung des Belages wieder aufzunehmen. Dieses ist deswegen vorteilhaft, weil der durch den Dampf bzw. Wasser geblähte Mastix sich durch Auskondensieren des Wassers und Bindung desselben nachverdichtet und dadurch zum Teil in das Korngerüst hineingesaugt wird. Damit verschwindet evt. überschüssiger Mörtel von der Oberfläche und der Belag erhält eine rauhere Struktur, wodurch die Anfangsgriffigkeit begünstigt wird. Die durch einen Füller der erfindungsgemäßen Zusammensetzung er-

zielbaren Eigenschaften lassen sich in der Praxis eindeutig beobachten.

Beispiel 1

Labormäßig wurde ein Mischgut folgender Zusammensetzung hergestellt:

Füller

6,7 Gewichtsteile
bzw.

7,0 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile

Basaltsplitt 2-5 mm
Moränesplitt 2-5 mm
Rheinsand 0 —2 mm
Bitumen B 65

48 Gewichtsteile 15 Gewichtsteile 22 Gewichtsteile 6,4 Gewichtsteile

Dabei wurde in einem Falle als Füller reines Kalksteinmehl, in dem anderen Falle Kalksteinmehl mit 0,4% feinstvermahlenem Gips-Dihydrat eingesetzt Nach Herstellung von Marshallprüfkörper mit 2x50 Verdichtungsschlägen konnten folgende Prüfwerte ermittelt werden:

Mischgut mit Füller mit Gipszusatz ohne Gipszusatz

Bitumengehalt (GT) 6,4 6,7 7,0 6,4 6,7 7,0

Hohlraum 1,97 1,32 0,51 3,14 2,19 1,55

Marshallstabilität 1000 1050 960 860 840 800

Fließwert 43 47 54 39 43 46

Stempeleindringtiefe

bei 60⁰C nach 60 Min. 0,12 0,16 0,26 0,17 0,22 0,23

bei 140⁰C nach 10 Min. 0,11 0,15 0,23 0,20 0,49 1,35

Beispiel

In dieser Versuchsreihe wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen. Lediglich wurde als Füller ein Kalksteinmehl eingesetzt, das 0,6% feingemahlenen Gips als Zusatzstoff enthielt. Der Einfluß des Wasserdampfes zeigte sich auch in dieser Versuchsreihe:

Bindemittel B 65
Hohlraumgehalt
Stabilität
Fließwert

Stempeieindringtiele

bei 60⁰C nach 60 Min.
bei 140⁰C.nach 10 Min.

6,4	6,7	7,0
1,99	1,14	0,37
1020	1080	980
37	46	52
0,11	0,14	0,22
0,08	0,13	0,20

Aus den Werten der Resthohlraumgehalte läßt sich der verdichtungsbegünstigende Einfluß des erfindungsgemäßen Füllers ableiten. Die Hohlraumgehalte sinken bei gleicher Verdichtungsarbeit je nach Mischgut um 40-75%.

Dabei wird die Marshallfestigkeit durch die dichtere

j-> Kornlagerung um 20 — 25% angehoben. Überraschend sind jedoch die Ergebnisse hinsichtlich der Stabilität, insbesondere bei der Prüftemperatur von 140⁰C. Hieraus läßt sich die sofortige Befahrbarkeit des frisch verlegten Belages auch bei Temperaturen bis

4(i 80 — 100⁰C ableiten, in Übereinstimmung mit der praktischen Erprobung.

Claims

Patentansprüche:

1. Füller für heiß zu verarbeitendes bituminöses Mischgut, dadurch gekennzeichnet, daß er nichthygroskopische, kristallwasserhaltige Stoffe enthält, die beim Erhitzen des Füllers als Bestandteil des bituminösen Mischgutes auf Mischtemperatur ganz oder teilweise ihr Kristallwasser abgeben.

2. Füller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Stoffe enthält, die oberhalb der Einbautemperatur des bituminösen Mischgutes Wasser abgeben.

3. Füller nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freiwerdende Wassermenge 0,05 bis 1 Gew.-°/o, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht des Füllers beträgt.

4. Füller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser bei Temperaturen zwischen 80 und 160⁰C abgegeben wird.

5. Füller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er CaSO₄ · 2 H2O enthält.

6. Füller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Stoffe enthält, die das abgegebene Wasser reversibel zu binden vermögen.