DE3918819A1 - Verfahren zur regeneration und aufbereitung von ausgebautem asphalt mit oelen und/oder angesaeuertem bitumen, deren basis die rohoeldestillation von erdoelen ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenera­ tion und Aufbereitung von insbesondere ausgebautem Asphalt mit Ölen und/oder angesäuertem Bitumen, deren Basis die Rohöldestillation von Erdölen ist und das Bitumen in Form einer aus einer anionischen Mutteremulsion weiterentwickelten kationischen Ver­ fahrensemulsion vorliegt, bei der Proteinstoffe der ursprünglich anionischen Emulsion zugegeben sind und dabei die Seife als Merkmal der anionischen Mutter­ emulsion durch Zugabe fällender Salze, wie Magnesium­ sulfat oder Säuren, entzogen wird.

Diese Erfindung soll eine Anhebung der Leistungen der bituminösen Kaltmischtechnik mit Hilfe von Emulsionen sein, deren Bindemittelanteil qualitativ identisch mit dem in der Heißmischguttechnik verwendeten Bi­ tumen ist, wobei die Zugabe zum Bitumen und dem Emul­ gierwasser so modifiziert sein soll, daß hieraus ein dem Heißmischgut vollständig gleichwertiges Mischgut aufbereitet werden kann, und die Emul­ sion in ihrem Formulierungs- und Anpassungsvermögen dem Mischgut breitere Möglichkeiten eröffnet.

Zum Stand der Emulsionsherstellung wird auf das Buch "Bitumen und Asphalt", 4. neu bearbeitete Auf­ lage 1969, herausgegeben im Auftrag der Arbeitsge­ meinschaft der Bitumenindustrie in Hamburg durch den Bauverlag Wiesbaden-Berlin, verwiesen.

Hier hat sich der Sachbearbeiter in seinen Aus­ führungen, beginnend Seite 77 und endend Seite 90, eingehend mit dem Stand der Technik des Emulsions­ gebietes befaßt.

Ergänzend sind hierzu die Entwicklungen des Anmelders als Baudirektor der Stadt Strasbourg, die bis zum Ende des Jahres 1960 zurückliegen und die Erfahrungen, die aus dieser Zeit durch Patente bzw. Patentanmeldungen fest­ gehalten wurden und, zuletzt, durch die europäische Patentanmeldung, die unter der Veröffentlichungs­ nummer 02 75 461 sich bereits mit diesen Problemen auseinandersetzt, wobei insbesondere eine Erweiterung der praxisnahen Einsatzmöglichkeiten beschrieben wird, zu nennen.

Die folgende Gegenüberstellung der Charakteristik beider Techniken vermittelt ein Bild vom derzeitigen Stand der Technik bei der Aufbereitung von Heißmisch­ gut und bei der Aufbereitung von Kaltmischgut.

Hierbei basiert das Heißmischgutverfahren auf der Verwendung von Baustoffen nach der ZTVbit und die Betrachtungen über das Kaltmischverfahren auf der DIN 1995, Teil I, Abschnitt 24 - Emulsionen.

a) Heißmischgut

Das Heißverfahren appelliert an die thermische Energie in ihrer brutalsten Anwendung, indem eine Brennerflamme auf die zu trocknenden und zu erhitzenden Mineralstoffe gerichtet wird. Dasselbe gilt auch, wenn vielleicht in redu­ ziertem Umfang, für das bereits mit Bitumen versetzte Mischgut in einem nicht technisch ausgereiften Trommel­ mischer.

Durch die Tatsache, daß eine Brennerflamme auf die in einer Drehtrommel bewegten Mineralkör­ nungen und sogar fallweise in das bereits einge­ brachte Bitumen gerichtet ist, entsteht ein star­ ker Heißgasstrom, der die Feinstanteile als mehr oder weniger dichte Staubwolke aufwirbelt und diese größtenteils von dem Hauptgutstrom ab­ sondert und so die so bestimmte Kornzusammen­ setzung zerstört. Diese muß jedoch später wieder durch Zugabe von Füller hergestellt werden. Unabhängig davon erfordert dieses Verfahren, um den Staub nicht in die freie Atmosphäre gelangen zu lassen, praktisch eine 100%ige Entstaubung, die nur durch immer höher entwickelte montage- und technisch aufwendige Konstruktionen erreicht werden, oder sie können nur in einem guten, im Gleichstrom betriebenen Trommelmischer, z.B. nach dem Deutschen Patent 21 02 328.9 wesentlich stark reduziert werden.

Die heutigen Ansprüche sind allerdings so, daß der Begriff "staubfrei" gegen Null gehende Staub­ werte voraussetzt.

Bei den üblichen Anlagen muß jedoch mit einer in der obersten Etage des Mischturms liegenden Heißabsiebung und mit einer fraktionsgerechten Wiederzusammensetzung gerechnet werden, so daß die in den Taschen abgesiebten Kornfraktionen gespeichert und prozentual wieder für eine Mischung zusammengewogen werden müssen.

Dies bedeutet: das Mischgut wird oft als Speicher­ masse in wärmeisolierte Silos eingegeben, wo ihr Aufenthalt das frühzeitige Altern des Bitumens fortsetzt, das praktisch schon im Lagertank be­ gonnen hat, und das mit dem Aufdüsen des Bitu­ mens auf die oft überhitzten Mineralstoffe seinen Fortgang nimmt, und zwar in der Weise, daß dem Bitumen die leichtflüchtigen Anteile entzogen werden und seine Innenstruktur verändert wird, bevor noch das natürliche Altern dieses Stoffes auf der Straße begonnen hat.

Das Heißbitumen wird in der Regel nicht konti­ nuierlich dosiert, wobei jedoch meist mittels volumetrischer Meßgeräte eine hohe Präzision heute erreicht wird.

Die Transportzeit von Heißmischgut ist begrenzt und hängt von der Ladetemperatur, den Witterungs­ bedingungen, der Stärke der zu verlegenden Decke, usw. ab, da bei einer Abkühlung unter 100°C eine gute Verdichtung problematisch wird.

Heißmischgut kann nicht als Schlämme verlegt werden. Ebenso müssen sogenannte "Dünnbeläge" schnell eingebaut und verdichtet werden, insbe­ sondere bei kaltem und feuchtem Wetter, weil die kritische Verdichtungstemperatur rasch erreicht wird.

Dadurch wird das Verlegen von Dünnbelägen in den Frühjahrs- und Herbstmonaten sehr kritisch.

Die mit Kautschuk oder ähnlichen Zusätzen versetzten Bitumenaverlangen ein homogenes Einmischen dieser Stoffe in das Heißbitumen.

Auch das Zumischen von Zement in das Heißmisch­ gut ergibt nicht die gewünschte Versteifung, welches es in Gegenwart von Wasser erbringen sollte.

Ebenso hat die Wiederverwendung des bituminösen Aufbruchmaterials zu komplizierten Gerätezusammen­ setzungen geführt, die vielfach durch das Ein­ halten von bestimmten Temperaturen an gewissen Stellen des Verfahrensablaufes Schwierigkeiten bereiten.

Zusammenfassend kann man zu der Thematik "Heiß­ mischgut" festhalten, daß die Schwerfälligkeit der Aufbereitung durch die nachfolgende Auf­ listung der zusätzlich zum Kaltverfahren be­ nötigten Gerätschaften zum Ausdruck kommt. Es sind dies:

• 1) Die Trockentrommel im klassischen Heiß­ verfahren;
• 2) die Entstaubungsanlage;
• 3) der Mischturm mit seiner Siebanlage und der Wiederzusammenführung der Fraktionen entsprechend der Sieblinie mit einem Wiege­ system sowie die Meß- und Eindüsgeräte für das Heißbitumen.

Für baustellenbegleitende Heißmischgutanlagen ist der Abtransport und die Wiedererstellung mit einem hohen Einsatz an aufwendigen Trans­ portmitteln verbunden, deren Kosten von vorn­ herein die neue Baustelle erheblich belasten und für einen Standort, der in der Regel einer Behördengenehmigung bedarf, besitzt die Heiß­ anlage immer noch den Ruf der Umweltfeindlich­ keit.

Aus diesem Grund ist es oft nicht möglich den am zentralsten gelegenen Standort zu wählen, so daß zusätzliche Transportkosten an der Tages­ ordnung sind.

Auch die Recyclinganlagen machen davon keine Aus­ nahme.

b) Kaltmischgut

Das Kaltverfahren nach der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 02 75 461, das von den Anmeldern entwickelt wurde, basiert auf der Anwendung von chemisch-physikalischen Gesetzen, die, ausgehend von einer anionischen Mutteremulsion, diese in eine kationische Ver­ fahrensemulsion wandeln, so daß diese befähigt ist, das Wasser von den Gesteinsoberflächen zu verdrängen, und damit die Voraussetzungen zu schaffen, daß sich der von der Emulsion erbrachte Bitumenan­ teil haftfest auf den Oberflächen niederschlagen kann.

Für die Kaltmischguttechnik ist die Feuchtigkeit - selbst eine übertriebene Nässe, wie sie z.B. bei Schlämmen im allgemeinen vorliegt - eher ein Verbündeter als ein zu bekämpfendes Merk­ mal und stört deshalb auch nicht den homogenen Verbund der Rezeptformulierung.

Es genügt, die Mineralkomponenten mit der Ver­ fahrensemulsion zusammenzumischen, als sei diese das Heißbitumen, das auf die fraktionsweise nach Rezept zusammengesetzten, Mineralstoffe aufgedüst wird.

In der Tat entspricht das emulgierte Bitumen der Heißbitumenqualität, die im Heißverfahren zur Anwendung gekommen wäre.

Das Kaltmischgut nach dieser Konzeption kann zwar nicht so lange gelagert werden wie das entsprechende Heißmischgut und es darf deshalb auch nicht siliert werden.

Umgekehrt lassen die Einfachheit und die Leichtig­ keit seiner Herstellung Produktionssteigerungen zu, die die Wartezeiten der Transportmittel drastisch verkürzen, so daß sich eine Vorratssilierung er­ übrigt.

Wenn auch die frühzeitigen Alterungsfaktoren für beide Techniken bereits im Lagertank be­ ginnen, so entfallen für das Kaltverfahren die wesentlich einschneidenderen Frühalterungsfak­ toren, wie sie unter a) Heißmischgut ausge­ führt sind, ganz, so daß der Bitumenan­ teil der Emulsion keine Frühalterung erfährt.

Für das Kaltmischverfahren können dieselben präzisen Dosiergeräte wie beim Heißverfahren angewendet werden, aber mit dem Unterschied, daß das Bitumen auf seinem Weg zu den dosierten Mineralkörnungen in einer kompakten Emulsionsan­ lage, die in die Kaltmischgutanlage integriert ist, emulgiert wird.

Es handelt sich dabei um eine kontinuierliche Dosierung.

Die Kaltmischguttechnik ist weniger temperatur­ sensibel.

Die Zeitspanne für Transport, Einbau und Ver­ dichtung wird hauptsächlich von der Brechzeit der Emulsion bestimmt. Das Brechen der Emulsion soll unter den Verdichtungsgeräten zu Ende ge­ führt werden, um dadurch eine ähnliche Dichte wie die mit dem Heißmischgut erreichbare zu er­ halten.

Darum sollen die Transport- und Einbauzeiten so niedrig wie möglich gehalten werden und sie sollten eine Stunde nicht überschreiten.

Die Mörtelform gibt die besten Einbaubedingungen und eine schnelle natürliche Vorverdichtung.

Die Schlämmen sind als eine der "Spezialitäten" der schnellbrechenden Emulsionen anzusprechen. Dünnbeläge sind leicht auszuführen und rasch be­ fahrbar, wobei am besten Mischgut in Mörtelform verwendet wird, das noch bei äußeren Temperaturen, die über 0°C liegen, verlegt werden kann. Das Verlegen in Mörtelform wirkt bereits ver­ dichtend und läßt sich mit geringem Energieauf­ wand nachverdichten.

Die vorliegende Erfindung bringt dafür Fortschritte.

Das Einmischen von emulgierbaren Kunststoffen in die Verfahrensemulsion läßt sich leicht durch­ führen, selbst wenn diese nicht immer in Form von Latex vorliegen.

Latex kann oft getrennt von der Emulsion unmittel­ bar bei Herstellung des Mischgutes eingegeben werden, d.h. im Fertiggutmischer.

Das Emulsionswasser kann als Abbindewasser auch Zementen beigemischt werden, so daß ein Kaltguß­ asphalt hergestellt werden kann, der sich wie folgt zusammensetzt:
800 kg Steinmaterial
200 kg Zement
160 bis 200 kg Verfahrensemulsion.

Ein solcher Belag ist stark geräuschhemmend und kann so ausgeführt werden, daß er wie Heißgußasphalt, in kürzester Zeit befahrbar ist.

Für die Aufbereitung dieses Gutes werden nur einfache Beton- oder Mörtelmischer benötigt.

Die kalte Aufbereitung von bituminösem Auf­ bruchmaterial begnügt sich mit dem Einsatz einfachster Geräte und das später beschriebene erfindungsgemäße Verfahren, wobei auch die not­ wendigen Zuschlagstoffe ergänzt werden.

Die im Kaltverfahren erzielte Geräteverein­ fachung kommt vor allem dadurch zustande, daß die unter dem Punkt a) Heißmischgut auf­ geführte Auflistung der Einrichtungen 1) bis 3) im Kaltverfahren nicht benötigt werden. Anstelle dieser Einrichtungen tritt eine der Kaltmischanlage zugeordnete Emulsionsanlage, wie sie beispielsweise in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 02 75 461 ge­ nannt ist.

Wenn man für diese Gegenüberstellung die den Anlagen gleicherweise notwendigen Einrichtungen, wie die Mineralkorndoseure und die Bitumen­ lagertanks, unberücksichtigt läßt, verbleibt als Hauptstück für die Standortänderung der Kaltmischgutanlage lediglich der Transport der Emulsionseinrichtung.

Vorgesehenerweise ist diese auf einem Plateau montiert, das die zugelassenen Maße für den Straßentransport nicht über­ schreitet und das auf einem Tieflader unter­ gebracht werden kann.

Sie könnte für mobile Anlagen darauf fest verankert sein.

Für eine solche Anlage wird es viel leichter sein, die behördliche Erlaubnis zu einem viel­ leicht viel zentraler gelegenen Standort zu erhalten, da die Kaltmischgutanlage weder von der Geräuschentwicklung noch von der Schad­ stoffseite hergesehen in keiner Weise umwelt­ schädlich ist.

Dies gilt auch für Recyclinganlagen.

So viel zum Stand der Technik, der mit der vorge­ nannten Gegenüberstellung der "Heißmischguttechnik" und der "Kaltmischguttechnik" offenbart ist und die gravierenden Vorteile des Kaltmischverfahrens zeigt und dazu zwingt, insbesondere im volkwirtschaftlichen Interesse, dieses durch ergänzende Neuentwicklungen zu fördern und die damit verbundene Fortschrittlich­ keit auszubauen.

Das Schwergewicht liegt dabei, wie eingangs erwähnt, auf der Regeneration und Aufbereitung von insbeson­ dere ausgebautem Asphalt durch eine aus dem anionischen Bereich entwickelte kationische Verfahrensemulsion. Hierbei ist es zentrale Aufgabe dieser Erfindung, ein dem Verfahren angepaßtes Sterilisierungsmittel für die Proteine enthaltende Emulsion, die gleichfalls die Kationenaktivität wesentlich steigern, die Steuerbarkeit des Brechvorganges und die Haftfestigkeit verbessert, unter der Bedingung, daß, wie vorgeschrie­ ben, die Proteine nach dem Brechvorgang in wasserunlös­ licher Form vorliegen, wobei dies entweder durch Zu­ sätze von Formalin oder dem in der Ledergerbtechnik in großem Maßstab angewendeten dreiwertigen Chrom­ salz, ohne Störung des Brechverhaltens der Emulsion, erreicht wird und selbst unterchlorsauresNatrium in gewissen Fällen hierfür herangezogen werden kann.

Hierbei ist die verfahrensgerechte Wasserunlöslich­ keit gegeben, wenn das hieraus hervorgegangene Misch­ gut nach einem einminütigen Unterwasserkochen das Bitumen nicht abgestoßen hat.

Diese Fortschritte gehen mit erheblichen Ein­ sparungsmöglichkeiteneinher und auch für die in der Kaltmischanlage vorteilhafterweise integrier­ bare Emulsionseinrichtung ergeben sich hieraus Verbesserungen und Vereinfachungen.

Diese sind Gegenstand einer weiteren Anmeldung.

Die erwähnten, emulsionssterilisierenden Stoffe, die bisher vorgeschlagen wurden, d.h. Formalin CH₂O, unterchlorsaures Natrium und Chlor CL₂, die gleichfalls die Eigenschaften, das Protein unlöslich zu machen, aufweisen, sind für die an einem Kaltmischverfahren interessierten Unter­ nehmer oft Ursache eines Zögerns, da sie glauben, daß durch die Einführung dieser Stoffe in die Emulsion eine grundsätzliche Opposition gegen die Kaltmischguttechnik heraufbeschworen wird. Diese Sachlage hat zu einem abweichenden, er­ findungsgemäßen Handeln geführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht, ausgehend von der eingangs gegebenen Definition, vor, daß das ausgewählte Bitumen dem Bitumen- bzw. Öl­ verlust aus dem Belag, den das Bitumen des ausge­ bauten Belages seit seinem ersten Einbau er­ litten hat, in qualitativer und quantitativer Hinsicht so nahe als möglich kommt, um die er­ folgte Alterungserhärtung so gut als möglich zu kompensieren, daß das Material des ausgebauten Belages mit dem angepaßten Ölzusatz so lange gemischt wird, bis eine Erweichung des alten Bitumens und dessen Regeneration eingetreten ist und danach der Zusatz des ausgewählten Bitumens in Form der Verfahrensemulsion, zusammen mit dem dazu notwendigen Sand- und Füllerzusatz,erfolgt, und daß als Sterilisierungsmittel wasserlösliche Sulfite der Emulsion zugegeben werden, mit dem Ergebnis, daß durch ihren Einfluß auf den ka­ tionenaktiven Brechvorgang die Haftfestigkeit in verstärktem Maße ergänzend gefördert wird, und zwar so effektiv, daß eine Potenzierung des kationischen Effektes gegeben ist.

Wie zu erkennen ist, hat man sich bemüht, von den teilweise negativ beurteilten oder auch mit Vorurteilen behafteten Sterilisierungsmittel ab­ zukommen und diese durch wasserlösliche Sulfite - die auch in der Weinbereitung eingesetzt werden - auszutauschen und hierbei festgestellt, daß durch ihren Einfluß auf den kationenaktiven Brechvor­ gang die Haftfestigkeit gefördert wird. Sie werden ohne Störung von der Verfahrensemulsion aufgenommen und können ihre sterilisierende Wir­ kung in dieser voll entfalten, sie haben aber nicht die Eigenschaft, Proteine unlöslich zu machen. Da sie aber umgekehrt, wie erwähnt, den kationen­ aktiven Brechvorgang und damit die Haftfestigkeit so stark fördern, kann in der Praxis von einer Potenzierung des kationischen Effektes gesprochen werden.

In diesem Zusammenhang denkt man sofort an die Möglichkeit einer Herabsetzung des Proteinein­ satzes in Verbindung mit der Neutralisation der OH-Ionen mit dem Einsatz der sauer reagierenden Disulfite mit dem doppelten Vorteil, daß bei kon­ stantem Disulfitzusatz und herabgesetztem Protein­ anteil ein größerer Schutz gegen Fäulniserreger entsteht.

Versuche in dieser Richtung bestätigen die Richtig­ keit dieses Gedankenganges. Hierauf wird später im einzelnen nochmals eingegangen.

Es ist zweckmäßig, daß der ausgebaute Asphalt­ belag mit Ölen aus der Rohöldestillation bereits dem Brecher für das zu zerkleinernde Material des ausgebauten Belages zugegeben wird, oder auch, daß der ausgebaute Asphaltbelag mit Ölen aus der Rohöldestillation in der Fräse der Ausbaumaschine versetzt wird.

Ebenso kann vorgesehen werden, daß aus der Roh­ öldestillation die Öle im richtigen Anteil zur vorgesehenen Auf­ bruchtiefe einige Zeit vor dem Abfräsen der aus­ zubauenden Straßendecke verteilt werden.

Zur eigentlichen Herstellung der Verfahrensemul­ sion wird als vorteilhaft angeregt, daß bei dieser der anionischen Mutteremulsion in ihrem Emulgierwasser eine geringe Menge Mehrzugabe an Alkali vorgesehen ist, die von den dazukommenden Proteinstoffen zur Auflösung benötigt werden, wobei dies auch für die Verwendung von hitzebeständigen Protein­ stoffen gilt, die ebenfalls in das Emulgier­ wasser eingegeben werden, und daß die daraus resultierende Emulsion mit pH-Wert beeinflus­ senden Chemikalien auf das für das Bauvorhaben günstige Wasserstoffpotential gebracht wird.

Gemäß den aufgezeigten erfindungsgemäßen Vor­ merkmalen, insbesondere das letzte Merkmal, ist vorgesehen, daß im Hinblick auf eine gewünschte Abschwächung der thixotropen Verdickung der Emulsion, die durch Zufügung des sterilisieren­ den und wasserunlöslich machenden Formaldehyds und/oder dem Wechsel vom alkalischen in das saure Gebiet entsteht, eine Vormischung des Formal­ dehyds jeweilig mit einer Magnesiumsulfatlösung vorgenommen wird, und daß die Zugabe schwacher Säuren, wie Essigsäure, diese Vorgänge begünstigt.

Grundsätzlich ist festzustellen, daß der pro­ teinhaltigen Verfahrensemulsion ein angepaßtes Sterilisierungsmittel zugesetzt ist, das gleich­ falls die Kationenaktivität und die Steuerbar­ keit des Brechungsverhaltens fördert sowie die Haftfestigkeit verstärkt.

Wie erwähnt, kann durch die Zugabe von Sulfiten der Bedarf an Proteinzugaben gemindert werden, wobei im Zusammenhang mit der Neutralisation der OH-Ionen, durch Einsatz sauer reagierender Disulfite, die Fäulniserreger in ihrer Wirksam­ keit gehemmt werden.

Hierbei hat es sich gezeigt, daß bei Zugabe des sauer reagierenden Disulfites Na₂S₂O₅, zusammen mit dem alkalisch reagierenden Natriumsulfit Na₂SO₃, der pH-Wert der Emulsion von größer als 7 bis kleiner als 7 einstellbar ist, ohne daß andere Chemikalien, wie Sulfite, beansprucht werden.

Weiter wurde in diesem Zusammenhang festgestellt, daß bei Vorhandensein von kaustischem Soda NaOH in der Verfahrensemulsion folgende Reaktions­ abläufe stattfinden:

• (1) Na₂S₂O₅ + 2 NaOH = 2 Na₂SO₃ + H₂O - alkalisch
• (2) Na₂S₂O₅ + H₂O = 2 NaHSO₂ - sauer
• (3) NaHSO₃ + NaOH = Na₂SO₃ + H₂O - alkalisch

wobei von den drei Sulfiten Na₂S₂O₅, NaHSO₃ und NaSO₃ nur das Na₂S₂O₅ benötigt wird, um alle drei Zustände, d.h. neutral, sauer und alkalisch, herzustellen, wobei durch die Reaktion (1) die Emulsion neutralisiert wird, aber wegen der Hydro­ lyse alkalisch reagiert und durch die Reaktion (2) die Emulsion angesäuert und auch neutral einstell­ bar ist (pH-Wert = 7) und durch die Reaktion (3), d.h. durch die Zugabe von Na₂SO₃, die Emulsion wieder in den alkalischen Bereich zurückführbar ist.

Diesem ist noch hinzuzufügen, daß die Reaktion (1) als alkalisch ausgewiesen wurde, obwohl sie anundfürsich neutral reagiert aber alkalisch we­ gen der stattfindenden Hydrolyse abläuft, wenn eine starke Base (NaOH) sich mit einer schwachen Säure (H₂SO₃) verbindet.

Man leitet daraus ab, daß von den drei Sulfiten Na₂S₂O₅, NaHSO₃ und NaSO₃ eigentlich nur das Na₂S₂O₅ benötigt wird, um alle drei Zustände, d. h. sauer, neutral und alkalisch, herzustellen. Mit Anwendung der Reaktion (1) wird die Emulsion neutralisiert. Doch bis zur Erreichung eines pH-Wertes von 7 muß ein Zusatz von Na₂S₂O₅ bzw. NaHSO₃ erfolgen. Die Emulsion wird mit Hilfe der Reaktion (2) angesäuert.

Um aus dem sauren Medium wieder in das basische zurückzukommen, ohne kaustisches Soda oder ähnliche Alkalien anzuwenden, gibt man Na₂SO₃ zu.

In diesem Zusammenhang ein kurzes Beispiel, das von der Voraussetzung ausgeht, daß die anionische Mutteremulsion 2 g NaOH pro kg Emulsion enthält. Nach der Reaktion (1) braucht man für 190 g Na₂S₂O₅ 80 g NaOH.

Demnach verlangen 2 g NaOH ×2 = 4,75 g = 0,475% Na₂S₂O₅ vom Gewicht der Emulsion.

Diese Menge Na₂S₂O₅ übersteigt bereits das notwendige Minimum, um die Emulsion zu sterilisieren.

Sie genügt, um eine Beschleunigung des kationi­ schen Brechens zu erhalten und trägt dazu bei, ein Ansteigen der Haftfestigkeit auszulösen. Die Umgebung bleibt jedoch wegen der unvermeid­ lichen Hydrolyse alkalisch, und zwar in Gegenwart eines Salzes aus einer starken Base NaOH und einer schwachen Säure H₂SO₃.

Mit weiterem Hinzufügen von Na₂S₂O₅ schlägt der pH-Wert von größer 7 nach kleiner 7 um, ohne daß dadurch, wie man es erwarten könnte, ein thixo­ tropes Gelieren der Emulsion ausgelöst wird.

Die besten Mischergebnisse werden mit pH-Werten zwischen 6 und 9 erzielt.

Ein weiteres Steigern des mit Na₂S₂O₅ erreichbaren Säuregrades mit dem sauren Salz Cr(OH)₂ (SO₄)₂ läßt, je nach der zugesetzten Menge, eine thixotrope Ver­ dickung aufkommen, welche aber die Mischoperation praktisch nicht behindert.

Im Gegenteil, in stark mit Wasser getränktem Misch­ gut, z.B. nach einem Gewitterregen, bleiben die Granulate homogen umhüllt, und zwar auch dort, wo normalerweilse eine leicht flüssige Emulsion ausge­ waschen würde.

Es läßt sich also ganz allgemein feststellen, daß ein weiteres Ansäuern, z.B. mit dreiwertigem Chrom­ sulfat Cr₂(OH)₂(SO₄)₂, des mit Na_sS₂O₅ erreichbaren Säuregrades eine leicht thixotrope Verdickung auf­ kommen läßt, daß damit die Granulate der stark mit Wasser getränkten Beläge homogen umhüllt bleiben, was bei den nicht thixotropen Charakter aufweisenden Emulsionen zu Auswaschungen führt.

Generell kann man feststellen, daß die mit ange­ säuertem Bitumen hergestellte anionische Mutter­ emulsion auch ohne vorhergehende Stabilsierung einen Anteil Na₂SO₃ aufnimmt, ohne zu verfallen und eine Überstabilisierung dieser Emulsion aus­ löst, die durch die Anteile der gegeneinander do­ sierten NaOH und Na₂SO₃ bestimmt ist.

Hieraus resultiert die Tatsache, daß die Mutter­ emulsion mit Alkalien überstabilsiert wird, ohne daß Stabilisatoren, wie Proteine, dafür eingesetzt werden müssen, so daß Na₂SO₃ und NaOH koexistieren und sich potenzieren.

Der Brechvorgang in der Emulsion wird zeitlich durch die Zugabe von Na₂SO₃ und NaOH gesteuert.

Des weiteren ist vorgesehen, daß - wie bekannt - durch Zugabe von Proteinen zur anionischen Mutter­ emulsion diese in eine kationische Verfahrensemul­ sion gewandelt wird,wobei den Alkalien teilweise die Aufgabe der Stabilisierung zufällt.

Es zeigt sich also, daß eine Überstabilisierung mit Alkalien und Proteinen sowie ihren Abkömm­ lingen kein Hindernis mehr darstellt, für ein haftfestes Brechen und man wird die Rollen der Proteine und die der Alkalien entsprechend den vorstehenden Ausführungen aufteilen.

Es ist zweifelsohne einfacher und kostengünstiger, die Überstabilisierung teilweise dem Alkalienzu­ satz anzuvertrauen, während die Proteine mit dem erforderlichen Minimum die Kationisierung über­ nehmen und im übrigen ohnehin an der Stabilisierung teilnehmen.

Hierzu ist festzuhalten, daß der Proteinanteil der Verfahrensemulsion um etwa 50% gesenkt werden kann, wenn diese Reduzierung von Sulfiten unter­ stützt wird, wobei das Vorhandensein von Formalin oder anderer protein/wasserunlöslich machender Stoffen, wie dreiwertiges Chromsalz usw., in allen pH-Bereichen diese Verbindung nicht stört.

Für die Verfahrensemulsion, in der Proteine zu­ sammen mit Alkalien eingesetzt werden, ist die Zugabe von Na₂SO₃ insoweit nützlich, als sie die Herstellung von Bindemittelformen ermöglicht, die auch die Aufbereitung trockener und füller­ reicher Mineralkomponenten - ohne zusätzliche Wasserzugabe - zu einem einbaufähigen Mischgut erlaubt.

Claims (19)

1. Regeneration und Aufbereitung von inbes. ausgebautem Asphalt mit Ölen und/oder angesäuertem Bitumen, deren Basis die Rohöldestillation von Erdölen ist und das Bitumen in Form einer aus einer anionischen Mutteremulsion weiterentwickelten kationischen Verfahrensemulsion vorliegt, bei der Proteinstoffe der ursprünglichen anionischen Emulsion zugegeben sind und dabei die Seife als Merkmal der anionischen Mutteremulsion durch Zu­ gabe fällender Salze, wie Magnesiumsulfat oder Säuren, entzogen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das ausgewählte Bitumen dem Bitumen- bzw. Ölverlust aus dem Belag, den das Bitumen des aus­ gebauten Belages seit seinem ersten Einbau er­ litten hat, in qualitativer und quantitativer Hin­ sicht so nahe als möglich kommt, um die erfolgte Alterungserhärtung so gut als möglich zu kompen­ sieren,
daß das Material des ausgebauten Belages mit dem angepaßten Ölzusatz so lange gemischt wird, bis eine Erweichung des alten Bitumens und dessen Regeneration eingetreten ist und danach der Zu­ satz des ausgewählten Bitumens in Form der Ver­ fahrensemulsion,
zusammen mit dem dazu notwendigen Sand- und Füllerzusatz erfolgt, und
daß als Sterilisierungsmittel wasserlösliche Sulfite der Emulsion zugegeben werden, mit dem Ergebnis, daß durch ihren Einfluß auf den ka­ tionenaktiven Brechvorgang die Haftfestigkeit in verstärktem Maße ergänzend gefördert wird, und zwar so effektiv, daß eine Potenzierung des kationischen Effektes gegeben ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ausgebaute Asphaltbelag mit Ölen aus der Rohöldestillation bereits dem Brecher für das zu zerkleinernde Material des ausgebauten Belages zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ausgebaute Asphaltbelag mit Ölen aus der Rohöldestillation in der Fräse der Ausbau­ maschine versetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Rohöldestillation die Öle im richtigen Anteil zur vorgesehenen Aufbruchstiefe einige Zeit vor dem Abfräsen auf der auszubauenden Straßendecke verteilt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herstellung der Verfahrensemulsion der anionischen Mutteremulsion in ihrem Emul­ gierwasser eine geringe Menge Mehrzugabe an Alkali vorgesehen ist, die von den dazukommenden Protein­ stoffen zur Auflösung benötigt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Verwendung von etwa hitzebeständi­ gen Proteinstoffen diese ebenfalls in das Emul­ gierwasser eingegeben werden, und
daß die daraus resultierende Emulsion mit pH-Wert beeinflussenden Chemikalien auf das für das Bauvorhaben günstigste Wasserstoffpotential gebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet,
daß im Hinblick auf eine gewünschte Abschwächung der thixotropen Verdickung der Emulsion, die durch Zufügung des sterilisierenden und wasserunlöslich machenden Formaldehyds und/oder dem Wechsel vom alkalischen in das saure Gebiet entsteht,
eine Vormischung des Formaldehyds jeweilig mit einer Magnesiumsulfatlösung vorgenommen wird, und
daß die Zugabe schwacher Säuren, wie Essig­ säure, diese Vorgänge begünstigen.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der proteinhaltigen Verfahrensemulsion ein angepaßtes Sterilisierungsmittel zugesetzt ist, das gleichfalls die Kationenaktivität und die Steuerbarkeit des Brechungsverhaltens fördert sowie die Haftfestigkeit begünstigt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zugabe von Sulfiten der Bedarf an Proteinzugaben gemindert wird, und, zusammen mit der Neutralisation der OH-Ionen, durch Ein­ satz sauer reagierender Disulfite, die Fäulnis­ erreger in ihrer Wirksamkeit gehemmt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zugabe des sauer reagierenden Disulfites Na₂S₂O₅, zusammen mit dem alkalisch reagierenden Natriumsulfit Na₂ SO₃, der pH-Wert der Emulsion von größer als 7 bis kleiner als 7 einstellbar ist, ohne daß andere Chemikalien, wie Sulfite, beansprucht werden.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von kaustischem Soda NaOH in der Verfahrensemulsion folgende Reaktions­ abläufe stattfinden:

• (1) Na₂S₂O₅ + 2 NaOH = 2 Na₂SO₃ + H₂O - alkalisch
• (2) Na₂S₂O₅ + H₂O = 2 NaHSO₃ - sauer
• (3) NaHSO₃ _* NaOH = Na₂SO₃ + H₂O - alkalisch

wobei von den drei Sulfiten Na₂S₂O₅, NaHSO₃ und NaSO₃ nur das Na₂S₂O₅ benötigt wird, um alle drei Zustände, d.h. neutral, sauer und alkalisch, her­ zustellen, wobei durch die Reaktion (1) die Emulsion neutralisiert wird, aber wegen der Hydrolyse alkalisch reagiert und durch die Reaktion (2) die Emulsion an­ gesäuert und auch neutral einstellbar ist (pH=7) und durch die Reaktion (3), d.h. durch die Zugabe von Na₂SO₃, die Emulsion wieder in den alkalischen Bereich zurückführbar ist.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Ansäuern, z.B. mit dreiwertigem Chromsulfat Cr₂(OH)₂(SO₄)₂, des mit Na₂S₂O₅ erreich­ baren Säuregrades eine leicht thixotrope Verdickung aufkommen läßt, daß damit die Granulate der stark mit Wasser getränkten Belägen homogen umhüllt bleiben, was bei den nicht thixotropen Charakter aufweisen­ den Emulsionen zu Auswaschungen führt.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit angesäuertem Bitumen hergestellte anionische Mutteremulsion auch ohne vorhergehende Stabilisierung einen Anteil Na₂SO₃ aufnimmt, ohne zu verfallen und eine Überstabilisierung dieser Emulsion auslöst, die durch die Anteile der gegen­ einander dosierten NaOH und Na₂SO₃ bestimmt ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutteremulsion mit Alkalien überstabi­ lisiert wird, ohne daß Stabilisatoren, wie Pro­ teine, dafür eingesetzt werden müssen, so daß Na₂SO₃ und NaOH koexistieren und sich potenzieren.

15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Brechvorgang in der Emulsion zeitlich durch die Zugabe von Na₂SO₃ und NaOH gesteuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß - wie bekannt - durch Zugabe von Proteinen zur anionischen Mutteremulsion diese in eine katio­ nische Verfahrensemulsion gewandelt wird,
wobei den Alkalien teilweise die Aufgabe der Stabilisierung zufällt.

17. Verfahren nach Anspruch 1 und 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Proteinanteil der Verfahrensemulsion um etwa 50% gesenkt werden kann, wenn diese Re­ duzierung von Sulfiten unterstützt wird, wobei das Vorhandensein von Formalin oder anderer protein/wasserunlöslich machenden Stoffe, wie dreiwertige Chromsalze usw., in allen pH-Bereichen diese Verbindung nicht stört.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verfahrensemulsion, wenn Proteine zusammen mit Alkalien eingesetzt werden, die Zugabe von Na₂SO₃ insoweit nützlich ist, als sie die Herstellung von Bindemittelformen ermöglicht, die auch die Aufbereitung trockener und füller­ reicher Mineralkomponenten - ohne zusätzliche Wasserzugabe - zu einem gut einbaufähigen Misch­ gut erlaubt.