DE4402369C2 - Bitumen/Ruß-Konzentrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bitumen/Ruß-Konzentrat sowie seine Verwendung.

Bitumen ist ein Erdölprodukt, das durch Raffination des Erdöles gewonnen wird. Als hochmolekulares Gemisch von Kohlenwasserstoffen ist Bitumen eine dunkelfarbige, springharte bis zähflüssige, klebrige Masse mit wasserabstoßenden Eigenschaften (vgl. DIN 55 946).

Aufgrund des thermoplastischen Verhaltens ist Bitumen bei hoher Temperatur gut zu verarbeiten. Für die meisten Anwendungen, z. B. zur Aufbereitung von Asphaltmischgut für den Straßenbau oder bituminösen Dachbahnen muß das Bitumen heißflüssig von der Raffinerie angeliefert und in isolierten Lagertanks bereitgehalten werden.

Die Qualitätsanforderungen an bestimmte bituminöse Baustoffe wie zum Beispiel Asphaltbeläge für Straßen und Dächer lassen sich mit Raffineriebitumen ohne stabilisierende Zusätze nicht befriedigen.

Bekannt sind die Zugabe von organischen und mineralischen Faserstoffen, Kieselsäuren (DE 30 36 537 C2), Polymeren in Pulver- und Granulatform, granuliertem Ruß, haftungsunterstützenden Flüssigwirkstoffen (z. B. Silane, DE 32 36 381 C2) usw., um das Eigenschaftsbild der bituminösen Endprodukte zu verbes­ sern.

Es ist bekannt, Ruß zur Verstärkung, Einfärbung oder UV-Stabilisa­ tion von Lacken, Kunststoffen, Kautschuk und Druckfarben einzuset­ zen. Im bituminösen Baustoffbereich werden Straßenbeläge und Dachbe­ schichtungen mit Rußen zur Verstärkung und Verbesserung des Witte­ rungsschutzes verwendet (siehe z. B. US 4,196,013). Die rußspezi­ fischen Anforderungen bei der Einarbeitung dieses feinteiligen Wirk­ stoffes lassen sich mit der Praxis der Aufbereitung bitumengebun­ dener Massenbaustoffe im Regelfalle nicht vereinbaren. Nur gut in der Matrix dispergierter Ruß kann seine volle Wirkung entfalten.

Die US 3, 779, 964 beschreibt die Verbesserung der Duktilität eines Asphalts bei tiefen Temperaturen durch die Zugabe von bis zu 2 Gew.-% eines Gummi-Masterbatches. Der Gummi- Masterbatch besteht aus einer Mischung eines natürlichen oder synthetischen Gummis mit einem Ruß und Petroleumöl, welches einen hohen Aromatengehalt besitzt. Zur Einarbeitung in den Asphalt kann der Masterbatch direkt dem geschmolzenen Asphalt bei der Abfüllung in Transportfahrzeuge zugegeben werden oder erst beim Abmischen des Asphalts am Gebrauchsort mit den im Straßenbau üblichen mineralischen Zuschlägen.

Die DE 24 48 936 C2 beschreibt einen Asphalt-Zement mit Ruß als verstärkenden Füllstoff, wobei der Ruß in Mischung mit Petroleumöl dem Asphalt zugefügt wird. Das Einarbeiten der Ruß/Ölmischung in den Asphalt wird in einer im Straßenbau üblichen Knetmühle oder ähnlichen Mischvorrichtungen vorgenommen. Es kann dabei in der Kälte oder bei erhöhten Temperaturen gearbeitet werden, um den Asphalt-Zement zu verflüssigen. Gemäß dieser Patentschrift kann das Einarbeiten der Ruß/Ölmischung zusammen mit den weiteren mineralischen Zuschlagstoffen während der Herstellung der fertigen Asphaltmischung erfolgen. Die mineralischen Zuschlagstoffe wirken dabei als Dispergierhilfsmittel.

Aus der US 4,196,013 ist es bekannt, die thermische Oxida­ tionsstabilität von Asphalt und seine Stabilität gegenüber durch UV-Strahlung induzierter Oxidation durch Einarbeiten von 0,5 bis 5 Gew.-% Furnace-Ruß zu verbessern. Für das Einarbeiten des Rußes in den Asphalt werden dieselben Techniken wie in der DE 24 48 936 C2 vorgeschlagen.

Diese aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Modifikation der Eigenschaften von Bitumen durch Beimengen von Ruß haben den Nachteil, daß der Ruß nicht optimal dispergiert wird. Ruß besteht nämlich aus Agglomeraten von physikalisch gebundenen Aggregaten, die ihrerseits wieder aus miteinander verwachsenen Primärteilchen gebildet werden (siehe die Definitionen der Norm DIN 53 206). Die Primärteilchen von Ruß haben, je nach verwendetem Herstellverfahren, einen Durchmesser zwischen 10 und 500 nm. Sie verwachsen noch während des Rußbildungs­ prozesses miteinander zu größeren, unregelmäßig geformten Aggregaten unterschiedlicher Struktur und spezifischer Oberfläche. Diese Aggregate lagern sich auf Grund physikalischer Wechselwirkungskräfte (Van der Waals-Kräfte) zu Agglomeraten zusammen, die nur durch intensives Dispergieren wieder aufgelöst werden können.

Aus der Verwendung von Ruß als Pigment in Lacken ist bekannt, daß die Eigenschaften des fertigen Produktes, zum Beispiel die Farbtiefe von Schwarzlacken und die UV- Stabilisation, entscheidend von der Güte der Dispergierung des Rußes im Lackgrundstoff abhängen. Dies gilt auch bei der Einarbeitung von Ruß in Bitumen. Die volle Entfaltung der Wirkung des Rußes in der Bitumenmatrix ist nur bei optimaler Dispergierung gewährleistet. Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Verfahren sind hierfür wenig geeignet.

Die direkte Zugabe von Ruß, speziell in niedrigen Kon­ zentrationen, erfordert bei der Aufbereitung bituminöser Baustoffe zusätzliche Aufwendungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung für die beim Einarbeiten von Ruß in Bitumen auftretenden Probleme zu geben. Insbesondere soll die Erfindung es ermöglichen, Ruß am Gebrauchsort mit standardmäßigen Knetmühlen in Bitumen mit guter Dosiergenauigkeit und guter Dispergierung einzuarbeiten, um die Eigenschaften des Rußes für die Verstärkung beziehungsweise den Witterungsschutz (UV-Schutz) des Bitumens voll zur Geltung zu bringen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bitumen/Ruß-Konzentrat, welches in den Bitumen am Gebrauchsort eingearbeitet wird. Das Bitumen/Ruß-Konzentrat ist dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 45 Gew.-% Ruß enthält und einen Grindometerwert kleiner als 50 µm aufweist.

Das erfindungsgemäße Bitumen/Ruß-Konzentrat wirkt in allen Anwendungsfällen als Konzentrat, in denen das Bitumen- Endprodukt eine kleinere Rußkonzentration aufweisen soll als sie im Konzentrat vorliegt. Der Grindometerwert macht eine Aussage über die Dispergierung des Rußes im Bitumen/Ruß-Konzentrat. Je kleiner er ist, desto besser ist die Dispergierung des Rußes. Der Grindometerwert wird nach DIN ISO 1524 bestimmt.

Die Herstellung der Gebrauchsmischung aus dem Bitumen/Ruß- Konzentrat erfolgt am Einsatzort durch Rückverdünnen des Konzentrates mit der gewünschten Menge an Bitumen mittels einfacher Mischaggregate wie zum Beispiel einer Knetmühle oder einem Flügelrührer. Ein aufwendiges Dispergieren vor Ort ist nicht mehr nötig, da der im Konzentrat vorliegende Dispergiergrad durch das Rückverdünnen nicht mehr verschlechtert wird.

Das erfindungsgemäße Bitumen/Ruß-Konzentrat ist weder auf eine bestimmte Rußtype noch auf eine bestimmte Bitumentype beschränkt. Die Auswahl des Rußes muß unter Berücksichtigung der zu erzielenden Effekte und der zur Verfügung stehenden Verarbeitungsaggregate erfolgen. Es sind unter anderem Flammruße, Thermalruße, Furnaceruße oder Gasruße in den erfindungsgemäßen Bitumen/Ruß-Präparationen einsetzbar. Eine Auswahl für die Erfindung geeigneter Ruße und ihrer charakteristischen Eigenschaften gibt die folgende Tabelle. Die Auswahl des geeigneten Rußes hat nach den vorgenannten Kriterien zu erfolgen und muß für jedes Einsatzgebiet spezifisch durchgeführt werden.

Die maximal erreichbare Rußkonzentration wird durch die Rußeigenschaften wie mittlere Primärteilchengröße, Struktur und Oberflächenpolarität bestimmt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß in einem Hochkonzentrat alle Rußaggregate von einem Bindemittelfilm vollständig umhüllt sein müssen, ergibt sich in erster Näherung eine maximale Rußkonzentration von ca. 45%. Eine Erhöhung des Rußanteiles führt zunehmend zu einer unvollständigen Benetzung der Aggregate, der Vorteil der vordispergierten Präparation verschwindet, die Rückverdünnung wird problematisch.

Das erfindungsgemäße Bitumen/Ruß-Konzentrat garantiert durch die optimale Dispergierung des Ruß es im Konzentrat Vorteile durch Verkürzen der Mischzeit und umweltgerechtes Hantieren am Einsatzort. Das Konzentrat ist in heißer Form je nach Rußkonzentration hochviskos bis pastös und läßt sich mit geeigneten Geräten pumpen, dosieren und verdüsen. Die Sedimentationsneigung des Rußes im Konzentrat ist auch bei langer Warmlagerung auf Grund der optimalen Dispergierung gering.

Das Bitumen/Ruß-Konzentrat kann durch bekannte Techniken in ein Granulat überführt werden und erleichtert damit die Do­ sierung und Einmischung in bituminöse Baustoffe vor Ort.

Das erfindungsgemäße Bitumen/Ruß-Konzentrat kann durch Auf­ schmelzen des Bitumens und Einarbeiten des Rußes bei Temperaturen um etwa 150°C (abhängig von der Bitumensorte) mit geeigneten Dispergieraggregaten, wie zum Beispiel Dissolvern, schnellaufende Rotor-Stator-Aggregaten, Perlmühlen oder Knetern, hergestellt werden. Dabei ist zu beachten, daß die das Bitumen enthaltenden Maschinenteile bzw. Behältnisse beheizt sind, wenn die auftretende Scher­ energie nicht ausreicht, um das Bitumen in einem flüssigen Zustand zu halten.

Die Auswahl des geeigneten Dispergieraggregates richtet sich nach der gewünschten Konzentration des Rußes im Bitumen. Bei niedrigen Rußanteilen (bis ca. 20 Gew.-%) sind Aggregate wie Dissolver, schnellaufende Rotor-Stator- Aggregate sowie Perlmühlen mit den notwendigen, beheizten Aggregatteilen und Behältern einsetzbar. Zur Erzielung höherer Rußanteile müssen Kneter oder Extruder verwendet werden, um die geforderte gute Dispergierung des Rußes zu gewährleisten. Die hier einzusetzenden Kneter, wie zum Beispiel der Kneter LUK 3IInS von Werner & Pfleiderer, erlauben eine intensive Dispergierung. Sie sind nicht identisch mit den von der asphaltverarbeitenden Industrie üblicherweise verwendeten Knetmühlen. Wird eine Konfektio­ nierung in z. B. Strangform oder Hackgranulatform gewünscht, so kann dies durch Einsatz geeigneter Vorsätze erreicht werden.

Der einzuarbeitende Ruß kann sowohl in Pulverform als auch in granulierter Form eingesetzt werden. Die Verwendung eines mit einem benetzend wirkenden Additiv, wie zum Beispiel Öl, granulierten Rußes kann den erzielbaren Dispergierzustand des Rußes und die Einarbeitungszeit sowie die einzusetzende Scherenergie günstig beeinflussen. Pulverruße zeigen jedoch immer ein günstigeres Dis­ pergierverhalten als granulierte Ruße.

Industriell hergestellte Ruße sind hochdisperse Stoffe, deren mittlere Primärteilchengröße im Nanometer-Bereich und deren Aggregatgröße oft auch im Nanometer-Bereich liegt. Aufgrund dieser Feinteiligkeit besitzen Industrieruße ein außergewöhnliches Färbevermögen, was in verschiedenen Einsatzgebieten zwar gewünscht wird, bei der Handhabung aber zu störenden Verschmutzungen führt. Aus diesem Grund war die Ruß herstellende Industrie immer bemüht, das Verschmutzungspotential des Rußes durch eine geeignete Darbietungsform zu senken. Als Beispiel kann die Herstellung von Rußgranulaten oder Rußpräparationen genannt werden.

Problematisch ist immer die Tatsache, daß die Absenkung des Verschmutzungspotentials des Rußes zum Beispiel durch Granulierung in der Regel eine Aufwandserhöhung beim Endverbraucher bei der Dispergierung des Rußes im Einsatzsystem bewirkt. Wird der Ruß dagegen erfindungsgemäß in einer vordispergierten Form in einem Konzentrat angeboten, so reduziert sich der Aufwand beim Kunden auf den Verdünnungsvorgang.

Beispiel 1

Es wurden Bitumen/Ruß-Konzentrate verschiedener Rußtypen mit einer mittleren Ruß-Konzentration von 15 Gew.-% in Bitumen B80 hergestellt. Für das Dispergieren wurden ein Dissolver mit Drehzahlen von 2000 bzw. 4000 min^-1 (Durchmesser Dissolverscheibe: 10 cm, Durchmesser Disper­ giergefäß: 20 cm, Höhe: 26 cm, Werkstoff: V2A, Dissolverscheibe 1 cm über Gefäßboden) und ein Flügelrührer mit einer Drehzahl von 900 min^-1 eingesetzt.

Die Dispergierversuche wurden mit zwei verschiedenen Rußtypen Printex A und Printex 3 in jeweils 3 verschiedenen Präparationen vorgenommen. Als Präparationsformen wurde Pulverruß, naß geperlter Ruß und mit Öl geperlter Ruß eingesetzt.

Das Bitumen wurde durch Erwärmen auf 150°C verflüssigt und die gewünschte Rußtype bei laufendem Dispergieraggregat bis zu einer Konzentration von 15 Gew.-% im Bitumen vordisper­ giert. Nach beendeter Rußzugabe wurde noch 15 min weiter dispergiert. Die erreichte Dispergierqualität wurde durch Messen des Grindometerwertes nach DIN ISO 1524 beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Erfindungsgemäße Bitumen/Ruß-Konzentrate mit Grindometer­ werten unter 50 µm werden nur bei intensiver Dispergierung mit einer schnellaufenden Dissolverscheibe (Drehzahl 4000 min^-1) erhalten. Das Dispergierergebnis hängt jedoch entscheidend von der gewählten Präparationsform der Rußtype ab. Wie Tabelle 1 zeigt, lassen sich naß geperlte Ruße auch mit einer Dissolverscheibe nicht mehr ausreichend dispergieren. Die besten Ergebnisse werden mit Pulverrußen erhalten, aber auch mit Öl geperlte Ruße lassen sich mit dem Dissolver noch gut dispergieren.

Die Dispergierversuche mit dem Flügelrührer in der rechten Spalte von Tabelle 1 simulieren die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Einarbeitung von Ruß als stabilisierender Zusatz in Bitumen. Mit ihnen kann ein erfindungsgemäßes Bitumen/Ruß-Konzentrat nicht erhalten werden.

Tabelle 1

Grindometerwerte (in [µm]) für Konzentrate verschiedener Ruße in Bitumen B80 in Abhän­ gigkeit von der gewählten Dispergiertechnik

Beispiel 2

Zur Herstellung hochkonzentrierter Bitumen/Ruß-Konzentrate (Rußkonzentration <30 Gew.-%) wurde ein Kneter LUK 3IInS von Werner & Pfleiderer eingesetzt. Das Bitumen B80 wurde ebenso wie in Beispiel 1 durch Erwärmen auf 150°C verflüssigt und dann in dem Kneter ohne weitere Beheizung mit der notwendigen Menge Ruß für die Dauer von 30 Minuten verknetet.

Der erreichte Dispergiergrad wurde erst nach Rückverdünnung durch Einmischen in Bitumen B80 mit einem Dissolver (Drehzahl: 4000 min^-1; Durchmesser der Scheibe: 7 cm; Durchmesser Dispergiergefäß: 11,5 cm; Höhe: 10 cm; Füllhöhe: 5 cm; Mischzeit: 15 min; Temperatur 150°C) auf eine Rußkonzentration von 7,5 Gew.-% und Messung des Grindometerwertes geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Rußkonzentrationen in der mittleren Spalte von Tabelle 2 entsprechen etwa den maximalen Rußkonzentrationen, die für ein im Straßenbau gut handhabbares Bitumen/Ruß-Konzentrat eingestellt werden können. Diese sogenannten Mastix-Grenzen sind von der jeweils verwendeten Rußtype abhängig.

Tabelle 2

Grindometerwert von hochkonzentrierten Bitu­ men/Ruß-Konzentraten nach Rückverdünnung

Beispiel 3

Zur Bestimmung der Sedimentationsstabilität bei Warmlagerung wurden erfindungsgemäße Konzentrate von Ruß und zu Vergleichszwecken auch Konzentrate von Fällungs­ kieselsäure in Bitumen B80 hergestellt. Die Dispergierung dieser stabilisierenden Zusätze im Bitumen erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit einer Drehzahl des Dissolvers von 2800 min^-1.

Jede Bitumenmischung wurde heiß in jeweils 5 unlackierte Zahnpastentuben eingefüllt. Nach dem Abkühlen wurden die Tuben durch Zusammenfalten der Einfüllöffnung luftdicht verschlossen. Danach wurden die Tuben senkrecht stehend in einem Wärmeschrank mit einer Temperatur von 180 °C eingestellt. Nach 1, 2, 4, 8 und 16 Tagen wurde jeweils eine Tube jeder Bitumenmischung schockartig von 180°C auf -20°C abgekühlt, aufgeschnitten und der isolierte Formkörper bei Raumtemperatur für die Dauer von 16 Stunden auf einer Glasplatte gelagert. Danach wurden die aufgetretenen Entmischungen bzw. Sedimentationen visuell beurteilt. Tabelle 3 enthält die Ergebnisse dieser Untersuchungen.

Tabelle 3

Sedimentation der stabilisierenden Zusätze von Bitumenmischungen

Tabelle 3 zeigt, daß sich die erfindungsgemäßen Bitu­ men/Ruß-Konzentrate durch eine hohe Sedimentations­ stabilität gegenüber den mit Kieselsäure stabilisierten Bitumenmischungen auszeichnen.

Beispiel 4

Mit Ruß stabilisiertes Bitumen weist verbesserte Ge­ brauchseigenschaften bezüglich des Verformungswiderstandes und des Ermüdungsverhaltens auf. Zur Prüfung dieses Sachverhaltes wurden der Brechpunkt nach Fraaß (DIN 52 012), der Erweichungspunkt Ring und Kugel (DIN 52 011) und die Nadelpenetration (DIN 52 010) für verschiedene Bitumen/Ruß-Konzentrate ermittelt und mit den Eigenschaften des unbehandelten Bitumens verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgelistet. Mit verschiedenen Rußen stabilisiertes Bitumen weist durchwegs günstigere Eigen­ schaftswerte bei diesen Messungen auf.

Tabelle 4

Beispiel 5

Neben der in Beispiel 4 demonstrierten Verbesserung der me­ chanischen Eigenschaften von mit Ruß verstärktem Bitumen wirkt sich die Ausrüstung von Bitumen mit Ruß wegen seines hohen Absorptionsvermögens für UV-Strahlung auch positiv auf die Bewitterungsstabilität aus.

Zur Prüfung dieses Sachverhaltes wurden Splittmastix- Asphaltmischungen unter Verwendung von Straßenbaubitumen B80 mit 6 verschiedenen stabilisierenden Zusätzen hergestellt und ihre Rißanfälligkeit nach Bewitterung in einem Q-U-V-Schnellbewitterungsgerät der Firma Q-Panel- Company mittels eines Biegeschwellversuches bestimmt.

Die Asphaltmischungen hatten folgende Zusammensetzungen:

- Bindemittelgehalt (Bitumen B80 inkl. stabilis. Zusätze)
7,5 Gew.-%
- Füllergehalt	9,9 Gew.-%
- Sandgehalt	20,4 Gew.-%
- Splittgehalt	62,2 Gew.-%

Der eingesetzte Sand bestand im Verhältnis 1 : 1 aus Brechsand und Natursand. Der Fülleranteil setzte sich aus Kalksteinmehl und dem Eigenfülleranteil des Natur- und Brechsandes zusammen.

Tabelle 5 gibt die in den 6 verschiedenen Asphaltmischungen eingesetzten stabilisierenden Zusätze zum Bitumen an.

Tabelle 5

Splittmastix-Asphaltmischungen mit verschiedenen stabilisierenden Zusätzen im Bitumenanteil

Die stabilisierenden Zusätze wurden in das Bitumen wie in Beispiel 1 beschrieben eingearbeitet. Somit handelte es sich bei dem für die Herstellung der Asphaltmischungen 1- 4 verwendeten Bitumen um ein erfindungsgemäßes Bitumen/Ruß- Konzentrat mit einem Grindometerwert unter 50 µm.

Für die Biegeschwellversuche wurden Biegezugbalken mit den Abmessungen 40 × 40 × 160 mm hergestellt. Die Fläche von 40 × 100 mm des Biegezugbalkens, die beim Biegeschwell­ versuch in der Zugzone liegt, wurde bewittert. Die Bewitterung wurde im Q-U-V Schnellbewitterungsgerät der Firma Q-Panel-Company, 26100 First St., Cleveland, Ohio 44145, USA, 500 Stunden im 4-stündigen Betauungs- Bestrahlungs-Zyklus bei der Temperatur 50 ± 3°C durchgeführt.

Die Bildung von Tau in Kombination mit einer Bestrahlung trägt erfahrungsgemäß erheblich zur Schädigung organischer Werkstoffe bei, weil das Wasser direkt als Reaktionspartner oder auf dem Umweg über die Quellung und Entquellung des Werkstoffes und die damit verbundene mechanische Beanspruchung an vielen Abbauprozessen beteiligt ist.

Der Biegeschwellversuch wird ausführlich in Grätz, Paul­ mann: "Verformungs- und Zeitfestigkeitsverhalten von Trag­ schichtmischgut mit und ohne Zusatz von Asphaltgranulat bei Biegeschwellbeanspruchung im DYN-System" in "Bitumen", Heft 3/1987 beschrieben. Der Biegezugbalken wurde zur Bestimmung der Durchbiegungs-Zeit-Kurve so auf die Lager des Biegezug­ gerätes gelegt, daß die bewitterte Fläche von 40 × 100 mm unter der Lastschneide in der Zugzone lag. Als Maß für die Rißanfälligkeit wurde die Zeit t_v bis Erreichen des Wende­ punktes in der Durchbiegungs-Zeit-Kurve ermittelt, da der Wendepunkt die Bildung von ersten Anrissen im Biegezug­ balken bedeutet.

In Tabelle 6 sind die gemessenen Zeiten t_v für die sechs verschiedenen Asphaltmischungen jeweils vor und nach der 500stündigen Bewitterung aufgelistet. Die Temperatur der Biegezugbalken betrug während der Messung 0°C.

Tabelle 6

Auswertung der Biegeschwellversuche

Tabelle 6 zeigt das erstaunliche Ergebnis, daß die Rißanfälligkeit von mit Ruß stabilisierten Asphalt­ mischungen nach Bewitterung geringer ist als im unbewitterten Zustand. (Die Zeit t_v bis zum Auftreten der ersten Anrisse ist größer). Die mit Fällungskieselsäure stabilisierten Asphaltmischungen zeigen bei geringen Kieselsäuregehalten eine erhöhte Rißanfälligkeit nach Bewitterung. Erst bei höheren Gehalten an Kieselsäure verringert sich die Rißanfälligkeit nach Bewitterung wie bei der Stabilisierung mit Ruß.

Beispiel 6

Die Zugabe von Pigmentrußen zu Bitumen B200 führt ebenfalls zu einer Verbesserung des Bewitterungsverhaltens. Durch Be­ witterung wird üblicherweise die Elastizität des Bitumens herabgesetzt, was sich in einer geringeren Nadelpenetration äußert. Dieser Effekt kann durch Ausrüstung des Bitumens mit Ruß vermindert werden. Tabelle 7 zeigt die nach 10 Sekunden gemessene Penetrationstiefe in Zehntel-Millimeter für verschiedene Bitumen/Ruß-Mischungen nach 250 h Bewitterung mit einem Sun-Tester (Fa. Heraeus, Hanau) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit, 24°C und einer Bestrahlungsstärke von 700 W/m² (Wellenlängenbereich: 300- 700 nm). Die Penetrationsmessungen erfolgten nach DIN 52 010.

Tabelle 7

Beispiel 7

Die gute Rußdispergierung in erfindungsgemäßen Bitumen/Ruß- Konzentraten bleibt auch bei der Rückverdünnung auf die gewünschte Einsatzkonzentration erhalten. Für die Rück­ verdünnung ist es nicht notwendig, mit aufwendigen Dispergierapparaten zu arbeiten, um den Dispergiergrad des Rußes beizubehalten. Vielmehr sind einfache Mischaggregate, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Gebrauchs­ mischungen verwendet werden, ausreichend. Beispielhaft für solche Mischaggregate ist ein Flügelrührer. Die aus dem Stand der Technik bekannte Einarbeitung von mit Öl geperlten Rußen direkt in die Gebrauchsmischung führt dagegen zu schlechteren Dispergiergraden des Rußes.

Es wurde ein erfindungsgemäßes Bitumen/Ruß-Konzentrat aus Bitumen B80 und Printex 3 (in Pulverform) mit einer Ruß­ konzentration von 15 Gew.-% entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Dieses Bitumen/Ruß-Konzentrat wurde verwendet, um durch Verdünnen mit zusätzlichem Bitumen B80 Gebrauchs­ mischungen mit Rußkonzentrationen von 7,5 bzw. 2,0 Gew.-% herzustellen. Zu diesem Zweck wurde das Bitumen/Ruß- Konzentrat mit der erforderlichen Menge Bitumen erneut auf 1500 C erwärmt und mit einem Flügelrührer bei 900 min^-1 für die Dauer von 18 min gemischt.

Zum Vergleich mit dem Stand der Technik wurde mit Öl geperlter Ruß Printex 3 direkt mit dem Flügelrührer in Bitumen B80 auf Konzentrationen von 7,5 bzw. 2 Gew.-% eingemischt.

Tabelle 8 zeigt die an den 4 Gebrauchsmischungen bestimmten Grindometerwerte als Maß für die Güte der Rußdispergierung:

Tabelle 8

Grindometerwerte von Bitumen/Ruß-Gebrauchsmischungen

Nur die mit dem erfindungsgemäßen Bitumen/Ruß-Konzentrat durch Rückverdünnen erhaltenen Gebrauchsmischungen weisen eine optimale Rußdispergierung auf.

Claims (2)

1. Bitumen/Ruß-Konzentrat, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 45 Gew.-% Ruß enthält und einen Grindometerwert kleiner als 50 µm aufweist.

2. Verwendung des Bitumen/Ruß-Konzentrates nach Anspruch 1 für die Ausrüstung von Bitumen-Endprodukten mit einer gewünschten Ruß-Konzentration, welche unterhalb der Konzentration des Rußes im Konzentrat liegt.