DE3418428A1 - Verfahren und masse zur instandhaltung und reparatur von asphalt und kautschuk enthaltenden oberflaechen - Google Patents

Verfahren und masse zur instandhaltung und reparatur von asphalt und kautschuk enthaltenden oberflaechen

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DE3418428A1
DE3418428A1 DE19843418428 DE3418428A DE3418428A1 DE 3418428 A1 DE3418428 A1 DE 3418428A1 DE 19843418428 DE19843418428 DE 19843418428 DE 3418428 A DE3418428 A DE 3418428A DE 3418428 A1 DE3418428 A1 DE 3418428A1
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James Patrick Newark Del. Modrak
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Hercules LLC
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Description

Verfahren und Masse zur Instandhaltung und Reparatur von Asphalt und Kautschuk enthaltenden Oberflächen
Die vorliegende Erfindung betrifft faserverstärkte Massen zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten für die Verwendung bei der Herstellung, Instandhaltung und Erneuerung der Beläge von Verkehrsflächen wie Straßen und Autobahnen. Sie betrifft auch ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Massen zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten vor dem Aufbringen.
Asphalt oder vergleichbare Stoffe enthaltende Zusammensetzungen zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten werden in vielen Teilen der Welt häufig zur Reparatur oder zur Erneuerung des Belags von Straßen und Autobahnen verwendet. Diese Stoffe werden häufig auch mit Fasermaterial wie Glasfasern, Asbest und synthetischen polymeren Stapelfasern verstärkt und dienen als Matrix für verschiedenartige Zuschlagstoffe, wie Kies, Split und Sand.
Wenn derartige Reparaturen oder Erneuerungen der Straßenbeläge erforderlich sind, werden im allgemeinen Asphalt oder Asphalt-Emulsionen als Füllstoffe für Risse und Löcher, als wasserdichte Unterschicht zwischen alten und neuen Belagschichten sowie als Material für die äußere Belagschicht selbst verwendet.
Zur Verzögerung der Wertminderung ist es auch eine allgemeine Praxis der Instandhaltung, Oberflächen auf Asphalt-Basis einzuölen. Eine derartige Behandlung unterliegt jedoch vielen Beschränkungen, besonders aufgrund
der Tendenz zur Verringerung des Gleitwiderstandes, einer begrenzten Wirkungsdauer und der Notwendigkeit, einen regelmäßigen Wartungsplan einzuhalten. Zur Vermeidung solcher Probleme ist ein Material für die Oberflächenbehandlung, das verbesserte Haltbarkeit und Biegsamkeit unter ungünstigen Temperaturbedingungen besitzt'und nur geringe Instandhaltung erfordert, sehr wünschenswert. Solche Materialien sollten auch unter einem breiten Bereich der Temperaturbedingungen einsetzbar und mit einer Geschwindigkeit härtbar sein, die mit den individuellen Bedürfnissen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen im Einklang ist.
Die obigen Eigenschaften sind besonders bedeutsam, wenn ein als "Schlammversiegelung" bekannter Belag aufge-
bracht wird, der eine wesentliche Menge Zuschlagstoffe in Verbindung mit einem Grundmaterial oder einer Emulsion enthält und auf eine Oberfläche mittels eines "Schleppkastens" oder einer ähnlichen Auftragevorrichtung aufgebracht wird. Ein solcher Belag wird im allgemeinen bis zu einer Tiefe von etwa 6-,35 mm (1/4") und mit einer Menge von etwa 5,4-13,6 kg/m2(10-25 lbs/yd2) unter üragebungsbedingungen aufgebracht, wodurch eine im wesentlichen neue Oberfläche gebildet wird.
Alternativ wird häufig auch eine Oberflächenbehandlung der "Splitversiegelung" angewandt, um beschädigten Straßenbelag auszubessern.
Hier wird eine relativ dicke Membran aus heißem Asphalt aufgebracht, und der Zuschlagstoff wird drauf unter Pressen und Walzen verteilt, wodurch die Oberfläche
geglättet und der Zuschlagstoff an Ort und Stelle festgehalten wird.
Für solche Zwecke besteht ein ausgeprägter Bedarf an Massen mit Glasfaserverstärkung für Straßenbeläge und Versiegelungen, die Haltbarkeit bieten, ohne daß deshalb auf andere günstige Eigenschaften wie die Eignung zum Aufbringen ("Aufstrich") unter einem weiten Bereich der Temperaturbedingungen (insbesondere bei relativ hohen oder niedrigen Temperaturen) bei angemessen präziser Kontrolle über die Härtungszeit. Es ist auch wesentlich, daß gute hydrophobe Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber durch niedrige Temperaturen verursachte Sprödigkeit erhalten bleiben.
Neben den oben genannten Kriterien müssen mit synthetischem hydrophoben Fasermaterial wie Polypropylen verstärkte Massen zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten eine Klumpenbildung der Fasern während der Arbeitsgänge des Glättens vermeiden sowie vor und während des Aufbringens innerhalb eines praktischen Temperaturbereichs, etwa 1300C bis 1450C, pumpbar bleiben. Massen, die Komponenten auf Kautschukbasis enthalten, wie z.B. Latices, insbesondere Massen auf Asphalt/Kautschuk- und Asphalt/ Acrylcopolymer-Basis, die für das Abdichten von Rissen und Löchern und für die "Schlammversiegelung" verwendet werden, müssen einander widersprechenden Anforderungen genügen, da eine rasche Härtung gewöhnlich nicht mit einer längeren Lagerbeständigkeit vereinbar ist. Zur Erfüllung solcher verschiedenartiger Bedingungen werden verbesserte Zusammensetzungen benötigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich eine verbesserte Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten gewinnen, die eine wäßrige Basisemulsion mit einem Grundmaterial aus Asphalt, Kautschuk oder einem
Acrylcopolymerisat oder eine Mischung solcher Stoffe und ein emulgierendes Mittel, das nicht-ionisch, anionisch oder kationisch sein kann, oder eine Mischung von Mitteln dieser Art enthält und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie nicht mehr als 10 Gew.-% eines wasserlöslichen polymeren Materials enthält, das eindickende und bindende Eigenschaften besitzt und mit der Emulsion verträglich ist.
Für besondere Anwendungsbedingungen hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, Massen zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten zu verwenden, in denen das wasserlösliche Polymer ionisch von der Emulsion verschieden ist, wobei die Ionenladung der letzteren durch die Art und die Menge des emulgierenden Mittels bestimmt wird. Beispielsweise begünstigt ein wasserlösliches anionisches Polymer oder eine Mischung aus anionischen und nichtionischen Polymeren in Kombination mit einer kationischen Emulsion die Härtung insbesondere dort, wo relativ niedrige Umgebungstemperaturen erwartet werden.
0 Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung vermögen die vielfach benötigten Steuermöglichkeiten für die Härtungsparameter verfügbar zu machen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer faserverstärkten Masse zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten verfügbar gemacht, die eine wäßrige Basisemulsion mit einem Grundmaterial aus Asphalt, Kautschuk oder einem Acrylcopolymerisat oder eine Mischung solcher Stoffe und ein emulgierendes Mittel enthält. Ein
0 derartiges emulgierendes Mittel kann nicht-ionisch, anionisch, kationisch oder eine Mischung der Mittel
dieser Art sein. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Masse zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten vor dem Aufbringen mit nicht mehr als 10 Gew.-% eines wasserlöslichen polymeren Materials, das eindickende und bindende Eigenschaften besitzt und mit der Emulsion verträglich ist, vermischt wird.
Während die Konzentration eines solchen wasserlöslichen polymeren Materials 0,10 bis etwa 10 Gew.-% betragen kann, wird ein Konzentrationsbereich von etwa 0,10 bis 1,5 Gew.-% des Grundmaterials bevorzugt. Den bevorzugten Konzentrationsbereich enthaltende Zusammensetzungen lassen sich leichter vollständig härten als solche, die größere Mengen enthalten, wie durch Retention eines gewissen Grades von Oberflächendurchlässigkeit während einer etwas längeren Zeitspanne bewiesen wird, wodurch ermöglicht wird, daß im Inneren vorhandenes Wasser nach dem Aufbringen ("Aufstrich") auf die vorgesehene ,St^eJ1Ie an die Oberfläche entweichen kann. Trotzdem können in bestimmten Situationen auch höhere Konzentrationen zweckmäßig sein,- Auch nicht-ionische wasserlösliche Polymer-Materialien sind in dieser Hinsicht, b,es,onders geeignet.
Das wasserlösliche polymere Material kann der Masse getrennt entweder als trockener fester Stoff oder in Form einer wäßrigen Lösung zugesetzt werden, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck und dem "Aufstrich"-Plan für die entstehende Masse. Für die vorliegenden Zwecke hat sich jedoch gezeigt, daß die Viskosität (und die Härtungszeit) in ungewöhnlicher Weise mit der Geschwindigkeit der Hydratisierung sowie mit dem Grad der Wechselwirkung zwischen dem wasserlöslichen Polymer und
dem Emulgator unterschiedlicher oder entgegengesetzter Ionenladung innerhalb der Emulsion in Beziehung stehen. Wenn beispielsweise das Polymer als trockener Feststoff zugesetzt werden soll und eine baldige Verwendung der
Masse unter kühlen Umgebungsbedingungen erwartet wird, wird die Verwendung eines anionischen wasserlöslichen Polymers mit einer einen kationischen Emulgator enthaltenden Emulsion bevorzugt.
In jedem Falle ist jedoch das Element der Verträglichkeit mit dem Emulgator zu beachten, was im herkömmlichen Sinne bedeutet, daß nach dem Vermischen mit der Basisemulsion sich das wasserlösliche Polymer-Material nicht ausscheidet und nicht vor dem Auftragen der Masse Wasser herausgedrückt wird. Eine solche Verträglichkeit läßt sich leicht mittels eines einfachen Misch-Tests bestimmen, wobei man die Viskosität als Funktion der Zeit mißt. Ein nachgewiesenes Abfallen der Viskosität der Masse bezeichnet ein Aufbrechen der Emulsion.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung zählen zu
wasserlöslichen polymeren Eindickungsmitteln des anionischen Typs, die mit vielen typischen Emulsionen verträglich sind, Celluloseether wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, deren Natrium- oder Calcium-Salze, Carboxymethylhydroxyethylcellulose und Hydroxypropylhydroxyethylcellulose. Geeignete anionische
in]
Acrylcopolymere wie RETEN -Polymere, darunter RETEN 421, 423 und 425, und auch relativ hochmolekulare syn-
(R)
thetische Polymere wie HERCOFLOC -Flockungsmittel-Polymere, darunter diejenigen der Serien 800, 1000 und
1100, sind im Handel erhältlich bei Hercules Incorporated.
Zu geeigneten verträglichen wasserlöslichen Polymer-Materialien des kationischen Typs zählen andere RETEN-Polymere wie RETEN 210, 220 oder 300 sowie Xanthan-
TM
Gummen wie BIOZAN -Gum (Produkt und Warenzeichen der HTL Biospecialties Ltd., Reading, Großbritannien). Als geeignet erwiesen haben sich ebenfalls spezifische Kombinationen, in denen zusammen mit dem Basismaterial und Portland-Zement nichtionisches Cellulose-Material NA-TROSOL ^, darunter NATROSOL 180 und 250, sowie im Handel erhältliche Acryl-Copolymere wie RETEN 420 zur Anwendung gelangen; diese Polymeren können von Hercules Incorporated im Handel bezogen werden.
Bekannte Basismaterialxen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung umfassen bituminöse Substanzen, die allgemein definiert sind als Natur- oder Erdölraffinerie-Asphalte, Asphaltite, pyrogene Destillate, Sumpfmaterial sowie andere pyrogene Rückstände wie pyrogene Asphalte, Erdölpech, Kohlenteerpech und deren Mischungen. Solche Materialien sind zweckmaßigerweise gekennzeichnet durch einen Wert der Penetration von 0 bis 300 oder höher (ASTM D-5-51), vorzugsweise etwa 40 bis 300, und einen Erweichungspunkt im Bereich von etwa 32 0C bis 121°C (ASTM D-36-26), vorzugsweise zwischen 38°C und 650C.
Ebenfalls zu den Grundmaterial-Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung gehören Latex-Copolymerisate aus Styrol und Butylacrylat, die beispielsweise als Rohm & Haas EL 805 (Warenzeichen der Rohm und Haas Corporation) im Handel erhältlich sind, allein oder kombiniert
(R) mit hydrierten Colophonium-Estern wie FORAL 85.
Ebenfalls im Handel erhältlich und für die Zwecke der
vorliegenden Erfindung von Interesse sind gehärtete
(R)
Latex-Materialien wie PolySar 298, das zur Bildung des Grundmaterial mit etwa 99 bis 70 Gew.-% Asphalt-Material kombiniert werden kann. Weiterhin von Interesse für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind Materialien vom Nicht-Latex-Typ wie Acryl-Copolymere, vorzugsweise in Kombination mit vergleichbaren Mengen Asphalt- und/oder Kautschuk-Material mit einer verstärkenden Menge Fasermaterial, darunter kristallines PoIypropylen.
Das Acryl-Copolymer-Material für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird des weiteren beispielhaft verkörpert durch Ethylen/Acrylsäure-Copolymere mit einem Gewichtsverhältnis 90 bis 75 zu 10 bis 25. Das
Ethylen/Acrylsäure-Copolymer Dow PE490 ist eine andere geeignete, im Handel erhältliche Grundkomponente dieses Typs.
Acryl-Copolymere werden zweckmäßigerweise in Kombination mit Asphalt, Polypropylenfaser, wasserlöslichem
Polymer, Feingut und Zuschlagstoffen eingesetzt, wodurch eine zähe, jedoch etwas weniger flexible Oberfläche als mit einem entsprechenden faserverstärkten Kautschuk/Asphalt-Grundmaterial erhalten wird. Beide haben sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als zu-
friedenstellend erwiesen, wenn sie im Rahmen der offenbarten Parameter eingesetzt werden.
Das Grundmaterial wird vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Emulsion, verwendet, und bevorzugte Gewichtsverhältnisse Asphalt zu Kautschuk sowie Asphalt zu
Acryl-Copolymer betragen etwa 100 bis 70 zu 0 bis 30 Gew.-Teilen, wobei die entsprechenden Werte für Dreikomponenten-Mischungen - Asphalt/Kautschuk/Acryl-Copolymer - etwa 100-10/0-90/0-70 betragen.
Wie bereits oben angegeben wurde, kann das emulgierende Mittel für die Zwecke der vorliegenden Erfindung eines des kationischen, nicht-ionischen oder anionischen Typs oder ein verschiedene Kombinationen aus diesen umfassendes sein, und es wird zweckmäßigerweise in einer von etwa 0,05 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials, variierenden aktiven Menge eingesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt eine bevorzugte Klasse kationischer emulgierender Mittel Salze organischer Basen und Salze heterocyclischer Stickstoff-Basen. In den ersteren enthält der Kationen-Teil vorzugsweise wenigstens ein basisches Stickstoff-Atom, und der Kationen-Teil besitzt einen langkettigen aliphatischen Substituenten von etwa 12 bis 24 Kohlen-0 stoff-Atomen. Zu geeigneten Verbindungen dieses Typs zählen beispielsweise n-Dodecyltrimethylammoniumchlorid, n-Dodecyltriethylammoniumhydroxid, n-Octadecyltri-(η-butyl)ammoniumnitrat, n-Eicosyltrimethylammoniumchlorid, n-Tetracosyltrimethylammoniumacetat und n-Octadecylpropyldimethylammoniumsalicylat.
Zu den nicht-ionischen emulgierenden Mitteln eines Typs, der für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, zählen beispielsweise Verbindungen im Rahmen der allgemeinen Formel
R-O-(C2H4O)x- / CH-CH2-OX - (C2H4O)Z-H
in der R als Wasserstoff, ein Aryl-Rest oder ein Alkylaryl-Rest definiert ist und x, y und ζ als ganze Zahlen in der Weise definiert sind, daß (1), wenn χ Null ist,
y ebenfalls Null ist und ζ 6 bis 11 ist und (2), wenn χ und y größer als Null sind, die Summe von χ und ζ innerhalb des Bereichs von 20 bis 40 liegt und y 40 bis 60 ist, ebenfalls Verbindungen der Formel
R1-
0-(C2H4O)n-H
R1 R1
in der R, einzeln jeweils als Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 25 Kohlenstoff-Atomen definiert ist, und η eine ganze Zahl von 20 bis 60 ist, oder eine Verbindung der Formel
R2-O-(C2H4O)a(CH-CH2-O)b-(C2H4O)C--H
CH 3
in der a und c als ganze Zahlen größer als Null definiert sind, deren Summe 50 bis 350 ist, b eine ganze Zahl innerhalb von 40 bis 60 ist und R„ als Wasserstoff oder eine Gruppe
definiert ist, in der R, die oben angegebene Bedeutung hat.
Geeignete bekannte anionische emulgierende Mittel zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Massen umfassen beispielsweise Sulfonate, insbesondere Alkyl~ und Arylsulfonate wie Natrium-p-dodecylbenzolsulfat, Natrium-n- oder -iso-p-octylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol-sulfonate, Natriumisopropylnaphthalinsulfonat, Natriumtetrahydronaphthalinsulfonat und Natriummethylnaphthalinsulfonat (Petro Ag) und Sulfate wie Natriumcetylsulfat (n-Hexadecy!natriumsulfat), Ammoniumlaurylsulfat, Na-
triumtridecylsulfat und die Phosphate: Alkylpolyphosphate, komplexe Amidophospho-Salze sowie Ester und andere wie Natriumdiamylsulfosuccinat und Dinatrium-noctadecylsulfosuccinat.
Der für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendete Emulsionsträger besteht im wesentlichen aus Wasser, kann jedoch lösliche Zusatzstoffe (organische und anorganische) enthalten, die in der Technik bekannt sind als Mittel zur Verstärkung der Härtung, der Flexibilität, der Stabilität oder anderer spezifisch erwünschter Eigenschaften. Normalerweise erweisen sich bis zu etwa 10 bis 15 Gew.-% Wasser, bezogen auf die
Grundkomponente der Emulsion, eils ausreichend, wenngleich kleinere Mengen (von 0,10 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf 55 bis 70 Gew.-% Feststoffe) für das Versiegeln von Rissen und die "Splitversiegelung" bevorzugt werden.
Die Verwendung der wasserlöslichen polymeren Materialien gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Verbesserung der Verarbeitbarkeit (d.h. Verhalten beim Pumpen und Glätten und Widerstand gegen Verklumpen der Fasern) der mit kristallinen Homopolymeren oder Copolymeren aus Propylen oder Ethylen verstärkten Zusammensetzungen, die besonders leicht Streichfähigkeitsprobleme entstehen lassen. Das ist besonders dort der Fall, wo Zuschlagstoffe und teilchenförmige Mate-
rialien oder "Feingut" (Stein und Sand oder Sand allein) in der Masse anwesend sind und die Härtungszeit sorgfältig gesteuert werden muß.
In der Tat sind die bevorzugten Verstärkungsfaser-Komponenten für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die
kristallinen Homopolymeren oder Copolymeren aus Propylen oder Ethylen. Ein besonders bevorzugtes synthetisches Fasermaterial für die Verstärkung des Grundmaterials ist Polypropylen-Stapelfaser wegen ihres hohen Verträglichkeitsgrades mit Komponenten der Basisemul-
sion wie Asphalt, Asphalt/Kautschuk und Asphalt/Acrylcopolymer. Ein spezielles Beispiel ist Polypropylen mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts von etwa 140 000 bis 280 000 oder höher, mit einer Faserlänge von etwa 0,1 mm bis 20 mm und einem Durchmesser von
etwa 0,0025 bis 0,127 mm (0,1 bis 5,0 mil) oder höher. Geeignete im Handel erhältliche polymere Fasern sind leicht verfügbar, beispielsweise Hercules FP 3010 und 4010.
Die Menge der Verstiirkungsfaser-Komponente kann, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck, innerhalb eines weiten Bereichs variiert werden. Konzentrationen bis zu etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Basis-Kornponente, haben sich als brauchbar erwiesen. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich beträgt etwa 0,25 bis 10,0 Gew.-%, wobei für die "Schlammversiegelung" etwa 0,25 bis 0,75 Gew.-%, des Grundmaterials und bei einem Rißabdichtungsmittel 0,25 bis 6,0 Gew.-% besonders bevorzugt werden und etwa 0,25 bis 1,5 Gew.-% im allgemeinen bei einem Mittel zur "Splitversiegelung" ausreichen, wobei angenommen wird, daß im wesentlichen Pumpen und/oder Aufstreichen der Masse erforderlich sind, um ein ordnungsgemäßes Aufbringen auf die behandelte Oberfläche und in diese hinein sicherzustellen. In jedem Falle wird angenommen, daß die Härtungszeit nach dem Auftragen angemessen kurz ist, beispielsweise auf 1 bis 4 h begrenzt. Hier ist jedoch wiederum die Verträglichkeit des wasserlöslichen Polymers mit dem emulgierenden 0 Mittel wichtig, um eine vollständige und wirksame Ausnutzung der Faser bei einer angemessenen Härtungsdauer zu ermöglichen.
Ein solches Material wird üblicherweise in Mengen bis zu etwa 10 Gew.-% der Verstärkungsfaser, bezogen auf das Gewicht der Basis-Komponente oder der Feststoffe in der Emulsion, und vorzugsweise von etwa 0,25 bis 6,0 Gew.-% verwendet, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck der Emulsion.
Zu herkömmlichen, geeigneten Materialien für die Zuschlagstoffe gehört beispielsweise sauberes, trockenes gesiebtes Material im Bereich von 4,76 bis 0,074 mm
(Siebgröße #4 bis #200) , das so gemischt ist, daß es den Abstufungen ISSA Typ II entspricht. Die Menge kann bis zu 1000 % des Grundmaterials betragen, je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck der faserverstärkten
Masse. Im Fall der Massen für die Versiegelung von Rissen erweist sich beispielsweise für die Zuschlagstoffe ein Bereich von 0 bis 10 und vorzugsweise bis
7,5 Gew.-% feiner Zuschlagstoffe wie Sand, bezogen auf das Gewicht der Basiskomponente (zusammen mit anderem
"Feingut") als ausreichend. Diese Komponente dient als zusätzliches Eindickungsmittel und fördert außerdem die Haltbarkeit der entstehenden Oberfläche.
Wenn die Masse jedoch zur "Schlammversiegelung" verwendet werden soll, wird vorzugsweise ein sehr viel höherer Konzentrationsbereich (500 bis 1000 Gew.-%) mittlerer bis schwerer Zuschlagsstoffe eingesetzt, je nach der Temperatur und der Methode des Aufbringens.
Für die "Splitversiegelung" kann andererseits die Menge an Zuschlagstoffen von etwa 50 bis 1000 Gew.-% variiert werden, wobei vorzugsweise eine Konzentration von etwa 100 Gew.-% Steingemisch verwendet wird, das im allgemeinen insgesamt oder zu einem wesentlichen Teil getrennt zugegeben wird, um die die Masse "in situ" herzustellen.
Die zur Härtung der Emulsionen gemäß der Erfindung erforderliche Zeit hängt im ,allgemeinen von der Wahl der Basis-Komponenten, der Dicke und Viskosität der Masse
, und den beim Auftragen derselben auf eine Oberfläche angewandten Arbeitstechniken ab. Die Steuerung der Viskosität und der Härtungszeit erfolgt durch Zusatz von Härtungsmitteln und Eindxckungsmitteln wie beispielsweise
Dicalite-Ton, Portlandzement, Kalk und Alaun. In Konzentrationen von etwa 0 bis 5 Gew.-% und insbesondere 0,5 bis 2,0 Gew.-% sind diese hilfreich bei Anwesenheit einer erheblichen Dicke des Grundmaterials.
Im allgemeinen hängt die Wahl der Härtungs- und Eindickungsmittel in Verbindung mit derartigen Grundmaterialien von der vorgesehenen Funktion der Oberfläche ab. Wo beispielsweise die Versiegelungseigenschaften eine hohe Konzentration an Kautschuk in der Asphalt/ Kautschuk-Basiskomponente erfordern, erweist es sich gelegentlich als zweckmäßig, ein Härtungsmittel wie Alaun, Portlandzement oder eine Kombination der beiden einzusetzen. Wo andererseits 85 % oder mehr der Basiskomponente Asphalt sind, kann Portlandzement allein zufriedenstellend sein. In der ersteren Situation sollte jedoch die Zeitspanne zwischen dem Zusatz des Härtungsmittels und dem "Aufstrich" der Masse auf ein Minimum verkürzt werden. Die Wahl der Komponenten der Basisemulsion, die Menge an Fasern und die Wahl des wasserlöslichen Polymers können miteinander in Beziehung gebracht werden, um die am besten annehmbaren faserverstärkten Massen zu erhalten.
Es kann auch zweckmäßig sein, vor allem bei verstärktem Asphalt oder Asphaltmischungen, in die heiße Emulsion bis zu etwa 10 Gew.-% Colophoniumester-Material und vorzugsweise bis zu 5 Gew.-% des Grundmaterials in die Emulsionen gemäß der vorliegenden Erfindung einzuarbeiten, um einen Verlust an Zugfestigkeit und eine Zunahme der Sprödigkeit, wie sie bei faserverstärkten Massen 0 unter Temperaturbedingungen von Null und unterhalb von Null auftreten, so gering wie möglich zu halten. Eiin
solcher Ester-Zusatzstoff kann beispielsweise eine Mischung aus geradkettigen ungesättigten Fettsäuren mit bis zu etwa 30 Gew.-% Colophonium sein, beispielsweise PAMAK *R*Fettsäuren und FORAL *R*85-Colophonium und CoIophonium-Ester, die im Handel erhältlich sind bei Hercules Incorporated.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Tabellen näher erläutert.
Beispiel 1
5 000 g Erdölraffinerie-Asphalt der Straßenbelag-Qualität werden unter fortlaufendem Durchmischen in einem Heizkessel erhitzt, bis sie vollständig geschmolzen sind und die Temperatur sich bei etwa 850C stabilisiert hat. Das Material wird dann in der üblichen Weise mit
etwa 10 g Wasser/100 g Basiskomponente emulgiert, wobei ein Stearylaminacetat als kationisches emulgierendes Mittel verwendet wird. Dem erhaltenen Material (*) werden Proben entnnommen und mit weiteren benötigten Komponenten in der beschriebenen Weise vermischt, wodurch
jeweils 100 g Basis mit gewünschten Kombinationen^ der Inhaltsstoffe erhalten wurden. Die erhaltenen Massen, bezeichnet mit T-I bis T-23, werden einzeln mittels der gleichen Spachteltechnik (**) auf einen
* CSS - West Bank Oil; kationische, langsam abbindende Emulsion entsprechend den Vorschriften nach ASTM D2397. SF-Viskosität im Bereich von 20-lOOS; Penetration von 100-250 (40-90 für CSS-Ih).
E-1805 - Windsor Services of Reading, PA - gleiche Eigenschaften wie CSS-Emulsionen.
** 5 Durchgänge bei 6,35 mm (1/4") Dicke.
Dachfilz aufgespachtelt, in einem auf etwa 270C gehaltenen Ofen aufbewahrt und periodisch beobachtet, um sowohl ihre Streichfähigkeit als auch ihre Abbindezeit auszuwerten. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1, 2 und 3 aufgeführt.
Tabelle 1 Probe T-I T-2 T-3 T-4 T-5 T-6 T-7 T-8 T-9
E-1805 (SS) Emulsion*1
(kationisch) 100 100 100 100 99 100 100 90 90
*2
Rohm & Haas EL 805/
FORAL 85 1 10 10
*3
Portland-Zement 2 2 11111
NATROSOL 250*4
(anionisch) 0,4% 0,4%
RETEN (kationisch) 1 0,5%
CMC (anionisch) 0,5% 0,25% 0,25%
FP 3010-Fasern 4% .
FP 4010-Fasern 3 3 3 3 3 3 3
Streichfähigkeit EG VG FEPPEF
Abbindezeit Nein Ja, 30 1 h 4 h 2 h Nein 4 h 20
20 h min min
E = ausgezeichnet; VG = sehr gut; G = gut; F = annehmbar; P = schlecht; NT = nicht getestet.
*1 - Kationische Asphalt-Emulsion nach den Anforderungen von ASTM D2397; SF-Viskosität 20-lOOS; Penetration 100-250.
*2 - Latex-Copolymer aus Styrol und Butylacrylat mit Colophoniumestern.
*3 - Ethylen/Acrylsäure-Copolymer.
*4 - Material auf Hydroxyethylcellulose-Basis.
- 21 Tabelle 2
Probe T-IO T-Il T-12 T-13 T-14 T-15 T-16 T-17
E-1805 (SS) Emulsion
(kationisch) 100 100 99 99 230* 230* 70 75 Rohm & Haas EL 805/
Γ UxVtXj DJ X X —--— — — ——. ——
Dow 490 30 25
Portland-Zement 1111 1 1
NATROSOL 250
(anionisch) — 0,25% 0,5%
*5
RETEN (kationisch) 0,5
OC (anionisch)*6 0,5 0,25 0,50
FP 3010-Fasern*7 7% 7%
*8
FP 4010-Fasern 3 3 3 3
Streichfähigkeit PGEGPFPE
Abbindezeit 2hlh4hNT NT NT NT NT
E = ausgezeichnet; G = gut; F = annehmbar; P =
schlecht; NT = nicht getestet. *5 - Acryl-Copolymer.
*6 - Carboxymethylcellulose.
*7 - Polypropylenfaser 3,33 dtex (3 den), 10 mm lang. *8 - Polypropylenfaser 16,67 dtex (15 den), 10 mm lang.
Tabelle 3
Probe
T-I8 T-19 T-20 T-21 T-22 T-23
E-I805 (SS) Emulsion
(kationisch) 99 Rohm & Haas EL 805/
FORAL 85 1
Dow 490
Portland-Zement 1 NATROSOL 250
(anionisch) 1,0%
Stein-Zuschlagstoff
FP 4010-Fasern 3,0%
18
18
25 ——
1 1 1 1 1
0,5% 0,25% 0,50% 1,0% 2,0%
100 100 100 100
3,0% 0,5% 0,5% 0,5% 0,5%
Streichfähigkeit E
Abbindezeit
Wasserempfindlichkeit
90 min NT
glatt, glatt, glatt, glatt,
aber aber aber aber
zu zu zu zu
viskos viskos viskos viskos
30 min 25 min 12 min 5 min
E = ausgezeichnet; G = gut; P = schlecht; NT = nicht getestet.

Claims (11)

VONKREISLER SCHONWALb :. EKSHOtP "FUES. , . r> , ~ VON KREISLER KELLER SELTING WERNER PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981 Hercules Inc. Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues Wilmington Del. , U.S.A. Dipl.-Chem. Alek von Kreisler Dipl.-Chem. Carola Keller Dipl.-Ing. G. Selting Dr. H-K. Werner DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF D-5000 KÖLN 1 16. Mai 1984 AvK/GF 577 Patentansprüche
1.] Masse zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten, enthaltend eine wäßrige Basisemulsion mit einem Grundmaterial aus Asphalt, Kautschuk oder einem Acrylcopolymerisat oder einer Mischung solcher Stoffe und ein emulgierendes Mittel, das nicht-ionisch, anionisch oder kationisch sein kann, oder eine Mischung von Mitteln dieser Art, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem nicht mehr als 10 Gew.-% eines wasserlöslichen polymeren Materials enthält, das eindickende und bindende Eigenschaften besitzt und mit der Emulsion verträglich ist.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche polymere Material eine Carboxymethylcellulose, eine Carboxymethylhydroxyethylcellulose, eine Hydroxypropylhydroxyethylcellulose oder ein Acrylcopolymerisat ist.
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche polymere Material in einem Konzentrationsbereich von 0,10 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials, vorhanden ist.
Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 888 2307 dopa d -Telegramm: Dompatent Köln
4. Masse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin als faserförmiges Verstärkungsmaterial Fasern eines kristallinen Homopolymers oder Copolymers von Propylen oder Ethylen in einer Konzentration von 0,25 bis 6,0 Gew.-% enthält.
5. Masse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenladung des wasserlöslichen, polymeren eindickenden Materials von derjenigen des emulgierenden Mittels verschieden ist.
6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche, polymere eindickende Material ein anionisches Polymer ist und das emulgierende Mittel kationisch ist.
7. Masse nach Anspruch 1, enthaltend eine Kombination aus
(A) einer Emulsion, bestehend aus
a) einer Grundkomponente aus einem oder mehreren
Materialien aus der aus Asphalt, Kautschuk und
Acrylpolymerisaten und einer Mischung derartiger
Stoffe bestehenden Gruppe, wobei das Gewichtsverhältnis Asphalt : Kautschuk : Acrylpolymerisat,
bezogen auf das Gewicht der Grundkomponente, im
Bereich von 100 bis 10 : 0 bis 90 : 0 bis 70 liegt,
b) einer wirksamen Menge eines emulgierenden Mittels
und
c) Wasser,
(B) einer wirksamen Menge eines wasserlöslichen, mit
dem emulgierenden Mittel verträglichen Polymeren,
(C) bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Grundkomponente, einer Verstärkungsfaser-Komponente,
(D) 0 bis 1000 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Grundkomponente eines oder mehrerer Zuschlagstoffe,
(E) O bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Grundkoraponente, eines oder mehrerer Härtungsmittel und
Eindickungsmittel und
(F) 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Grundkomponente, eines oder mehrerer Colophoniumester-Materialien.
8. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer erhitzten Masse zur Oberflächenbehandlung und zum Abdichten, die eine wäßrige Basisemulsion mit einem Grundmaterial aus Asphalt, Kautschuk oder einem Acrylcopolymerisat oder eine Mischung solcher Stoffe und ein emulgierendes Mittel, das nicht-ionisch, anionisch oder kationisch sein kann, oder einer Mischung der Mittel dieser Art enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse vor ihrem Aufbringen auf die vorgesehene Stelle mit nicht mehr als 10 Gew.-% eines wasserlöslichen polymeren Materials, das eindickende und bindende Eigenschaften besitzt und mit der Emulsion verträglich ist, vereinigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Polymer-Material in Form eines trockenen Feststoffs oder einer wäßrigen Lösung in einer Menge von 0,10 bis 1,5 Gew.-% Polymer-Material bezogen auf das Gewicht des Grundmaterials zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das wasserlösliche Polymer-Material anionische Ladung
aufweist und der Emulsion als Feststoff zugesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Polymer-Material eine Carboxymethylcellulose, eine Carboxymethylhydroxyethylcellulose, eine Hydroxypropylhydroxyethylcellulose oder ein Acrylcopolymerisat ist.
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