DE645498C

DE645498C - Verfahren zur Erzeugung eines bituminoesen Gemisches

Info

Publication number: DE645498C
Application number: DEB161603D
Authority: DE
Original assignee: BARBER Co Inc
Current assignee: BARBER Co Inc
Priority date: 1932-07-11
Filing date: 1933-07-12
Publication date: 1937-05-28
Also published as: DK49296C; AT150298B

Description

Die Erfindimg betrifft ein bituminöses Gemisch zur Herstellung von Straßendecken und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Dieses Verfahren besteht darin, daß man einen Grundstoff mit einer wäßrigen Emulsion überzieht, die in innerer Phase ein mit einem flüchtigen Lösungsmittel versetztes oder gelöstes Weichbitumen enthält, worauf gepulvertes Hartbitumen, wie Gilsonit oder Trinidadasphalt, zur Bildung des Bindemittels zugesetzt wird. Man hat bereits vorgeschlagen, eine bituminöse Emulsion mit Sand oder Kies zu mischen und diesem Gemisch gepulvertes Asphaltgestein als Füllstoff zuzusetzen, um die Hohlräume der Mischung aufzufüllen und auf diesem Wege die Dichtigkeit und Festigkeit der Masse zu erhöhen. Das gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzte Hartbitumen wirkt nicht als Füllstoff, sondern fließt vielmehr mit dem Weichbitumen zusammen und bildet mit ihm ein homogenes Bindemittel.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, zerkleinertes Gestein mit einer Dispersion eines Bitumens zu überziehen und die Masse nachträglich mit pulverisiertem Asphalt zu vermischen. Von diesem bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung durch die Anwendung eines Lösungsmittels für das Weichbitumen. Dieses Lösungsmittel wirkt nicht etwa in der üblichen Weise als Fluxmittel, sondern dient dazu, einen gleichförmigen Überzug von Weichbitumen auf dem Grundstoff festzuhalten.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß man einen erheblichen Vorteil erreicht, wenn man das Weichbitumen als wäßrige Emulsion gleichzeitig mit einem Lösungsmittel verwendet. Mit einer verhältnismäßig geringen Menge Lösungsmittel kann man nämlich dann mit Sicherheit vermeiden, daß irgendwelche Ungleichmäßigkeiten bei der Überziehung· des Gesteins auftreten. Man muß hierbei berücksichtigen, daß das Gestein, das für solche Mischungen verwendet wird, üblicherweise Sand ist, der aus verhältnismäßig großen Teilchen besteht und aus einigen wenigen kleinen Teilchen. Wenn lediglich eine Emulsion benutzt wird, kommt es vor, daß die kleinen Teilchen das Bitumen von den großen Teilchen abstreifen, so daß kein gleichmäßiger Überzug erreicht wird, wie sehr auch die großen Teilchen vermischt werden; im Gegenteil, je mehr man mischt, desto schlechter wird der Überzug.

Wenn man statt einer Emulsion eine Lösung benutzt, kann zwar ein gleichmäßiger Überzug erhalten werden, aber es treten hier vor allem zwei Nachteile auf. Zunächst ein-

mal muß das Gestein trocken, frei von aller Feuchtigkeit sein, um von der Lösung benetzt zu werden; nach dem Verlegen vergeht sodann sehr viel Zeit, bis die Endhärte erreicht wird, da es sehr lange dauert, bis die verhält^te mäßig große Menge des Lösungsmittels ¹SuS der bereits verfestigten Mischung verdunstet Wenn man sowohl eine Emulsion als auch ein flüchtiges Lösungsmittel benutzt, so werden die Ungleichmäßigkeiten des Überzuges vermieden und es ist außerdem nur eine kleine Menge des Lösungsmittels nötig, die sehr schnell entweicht, nachdem die Mischung sich verfestigt hat.
^S5 Das Lösungsmittel kann dem Weichbitumen vor dessen Emulgierung zugesetzt werden. Es kann auch der Mischung während des Mischvorganges einverleibt werden, nachdem die Emulsion des Weichbitumens schon zu dem Grundstoff hinzugefügt ist, oder schließlich kann es auch zugesetzt werden, nachdem das gepulverte Bitumen der Mischung zugesetzt ist.

Das neue Produkt besteht demnach aus einem Grundstoff, der einen Überzug von Weichbitumen besitzt, und in der Masse dieses Grundstoffes ist der feste oder gepulverte Zusatz des Hartbitumens fein verteilt. Es enthält außerdem das Emulsionswasser und das Lösungsmittel, in dem das den Füllstoff bedeckende Weichbitumen gelöst ist, und bildet eine körnige, leicht verreibbare Masse, welche leicht ausgebreitet werden kann und bei seiner Verfestigung, sei es durch Walzen oder Stampfen, verhärtet, weil das Weichbitumen das Hartbitumen zum Fließen bringt und dabei ein gleichmäßiges Bindemittel für den Grundstoff entsteht. Anderseits erleidet das Erzeugnis vor seiner Verfestigung keine Härtung. Dieses Verhalten ist auf die Anwesenheit des Wassers und auf den Umstand zurückzuführen, daß das Weichbitumen nur langsam das Hartbitumen durchdringt, wenn nicht eine Verfestigung, z. B. durch Walzen oder Stampfen, vorgenommen wird. Infolgedessen kann das Erzeugnis lange Zeit gelagert oder über weite Strecken verschickt werden, ohne daß es seine brüchige Beschaffenheit einbüßt. Anderseits fließt das Weichbitumen mit dem Hartbitumen rasch zusammen, wenn man die Mischung bei ihrer Anwendung an Ort und Stelle, z. B. durch Walzen oder. Stampfen, verfestigt, und wenn das Wasser und das Lösungsmittel dabei durch Aus-⁵>> quetschen und Verdampfung entfernt werden. ■ Beim Zusammenfließen von Weich- und Hartbitumen bildet sich dann ein hartes Bindemittel für die Grundstoffe.

Zur Durchführung des Verfahrens benutzt

^fio man ein Weichbitumen, dessen Furolvisoosität bis 50⁰ C vorzugsweise weniger als 2000 Sekunden beträgt, z. B. Rückstände von der Petroleumdestillation oder Teer von der ,. Druckdestillation. Die Visoosität soll zweckmäßig unter 1000 Sekunden Meßdauer liegen.

■/Die Emulsion des Weichbitumens ist eine wäßrige Emulsion, bei der das Weichbitumen die disperse und das Wasser die zusammenhängende Phase bildet. Solche Emulsionen können in bekannter Weise hergestellt werden und beliebig viel Wasser enthalten, z. B. 20 bis 5 ο o/o, aber auch mehr oder weniger. Beispielsweise kann die Emulsion dadurch hergestellt werden, daß man das gelöste Weichbirumen unter kräftigem Rühren zu einer wäßrigen Lösung eines Emulgiermittels, z. B. zu einer Seifenlösung, zugibt. Das Hartbitumen kann ein harter Petroleumretortenrückstand oder natürlicher Asphalt oder Pyrobitumen, wie Trinidadasphalt, Gilsonit o. dgl., sein. Das Hartbitumen wird zweckmäßig· in Pulverform benutzt, wie man es durch Mahlen des Bitumens herstellen kann.

Das Lösungsmittel kann beispielsweise irgendein Petroleumleichtöl, wie Gasolin, Naphtha usw., oder ein ähnliches Lösungsmittel sein. Es kann in weit veränderlichen Mengen, je nach der Art und der Menge des Weichbitumens und je nach der Art oder Korngröße des Grundstoffes, angewandt werden. Seine Aufgabe besteht darin, eine im wesentlichen gleichförmige Bedeckung der Grundstoffe mit dem Weichbitumen sicherzustellen, ohne daß die Menge des Weichbitumens in der fertigen Mischung über den Betrag hinaus gesteigert werden müßte, der für die betreffende Straßenbaumasse notwendig und wünschenswert ist. Beispielsweise kann das Lösungsmittel in Mengen von 10 bis toe 20 Gewichtsprozenten, berechnet auf das Weichbirumen, zur Anwendung gelangen.

Die praktische Durchführung des neuen Verfahrens zur Herstellung von Straßenbaumischungen, die zur Bildimg einer Straßendecke auf einer Unterlage von Beton, Ziegel, Schotter o. dgl. Verwendung finden, geschieht beispielsweise unter Verwendung der folgenden Ausgangsstoffe:

92 Gewichtsteile zerkleinerter bituminöser Sandstein,

3 Gewichtsteile gelöstes und emulgiertes Weichbitumen, z. B. Petroleumblasenrückstand (Furolvisoosität bei 50° C U5 ' 600 bis 1000 Sekunden), emulgiert in Wasser,

5 Gewichtsteile gepulverter Trinidadasphalt.

Als Lösungsmittel wird z.B. 10 bis 20 0/0 Naphtha, berechnet auf den Petroleumrück-

stand, verwendet. Nachdem man das Weichbitumen mit dem „Lösungsmittel verdünnt hat, wird die Lösung mit Wasser emulgiert, indem man sie unter Rühren mit Wasser versetzt, das ein Emulsionsmittel, z. B. Seife, gelöst enthält. Der Gehalt der Emulsion an Bitumen kann innerhalb weiter Grenzen geändert werden, sie kann z. B. 25 bis 50 o/_o Weichbitumen enthalten. Man bringt den zerkleinerten bituminösen Sandstein in eine Mischvorrichtung, ζ. B. 'eine beim Kneten von Lehm gebräuchliche Vorrichtung, und fügt das gelöste und emulgierte Weichbitumen hinzu. Das Mischen wird so lange fortgesetzt, bis die Emulsion zerstört und der Sandstein mit dem Weichbitumen bedeckt ist. Man kann die Emulsion auch durch Zusatz einer gewissen Menge von Kalk, Portlandzement ο. dgl., ζ. B. durch Zusätze von etwa 2 bis ι ο 0/0, zerstören. Wenn der Grundstoff einen Überzug von Weichbitumen angenommen hat, wird der pulvrige Trinidadasphalt zugesetzt und das Mischen so lange fortgesetzt, bis der pulvrige Asphalt in der Masse durch und durch fein verteilt ist. Falls erwünscht, kann man das Asphaltpulver dem Mischer auch zufügen, nachdem Emulsion und Grundstoff hinreichend lange miteinander gemischt sind, um einen Überzug der Emulsion auf dem Grundstoff zu bewirken, jedoch nicht bis zur Trennung oder vollständigen Zerstörung der Emulsion. In diesem Falle erleichtert der Zusatz des pulverförmigen Trinidadasphalts die Zerstörung der Emulsion.

' Selbstverständlich kann man an Stelle des zerkleinerten bituminösen Sandsteins, der als Beispiel auch oben genannt wurde, beliebige andere bituminöse oder nicht bituminöse Ausgangsstoffe verwenden. Wenn man einen nicht bituminösen Grundstoff benutzt, wird man zweckmäßig die Menge des Weichbitumens je nach der Art des Grundstoffes und nach der Art des Weichbitumens erhöhen, um einen Überzug von Weichbitumen auf der Oberfläche des Grundstoffes zu erhalten.

Als Beispiel einer unter Verwendung nicht bituminöser Grundstoffe hergestellten Mischung sei folgender Ansatz beschrieben:

85 Gewichtsteile zerkleinertes, nicht bituminöses Gestein,

7 Gewichtsteile gelöstes und emulgiertes Weichbitumen,

_g5 8 Gewichtsteile TrinidadasphaltpuLver.

Die Herstellung geschieht z. B. in der oben angegebenen Weise.

Als Beispiel einer Mischung gemäß der Erfindung, die unter Verwendung von Gilsonit oder einem harten Petroleumrückstand an Stelle von Trinidadasphalt hergestellt wird, kann folgende Mischung gelten:

88 Gewichtsteile zerkleinertes, nicht bitu- g₅ minöses Gestein,

8 Gewichtsteile gelöstes und emulgiertes Weichbitumen,

4 Gewichtsteile Petroleumasphalt oder Gilsonit.

Die Herstellung der Mischung geschieht wieder wie oben.

Das Hartbitumen kann jeweils auch erst dann der Mischung zugesetzt werden, nachdem die auf die Grundstoffe aufgebrachte Emulsion, beispielsweise durch Zusatz emulsionszerstörender Stoffe, wie Kalk, Portlandzement o. dgl., zerstört ist.

Eine andere Ausführungsweise der Erfindung besteht z. B. darin, daß man ein Weichbitumen, in Wasser emulgiert, dem Grundstoff zusetzt und damit vermischt. Dann wird entweder vor oder nach der durch den Mischvorgang oder durch Zusätze bewirkten Trennung der Emulsion das Lösungsmittel, z. B. Petroleumnaphtha, Benzin o. dgl., zugesetzt, um das Weichbitumen zu lösen oder zu verdünnen und die Bedeckung der Grundstoffe sicherzustellen. Der Zusatz und die Einverleibung des gepulverten Hartbitumens erfolgt danach. Abweichend von dieser Arbeitsweise kann eine Emulsion von Weichbitumen mit dem Grundstoff gemischt werden, und Hartbitumen kann vor oder nach Zerstörung der Emulsion, wie sie zuvor beschrieben wurde, zugemischt werden. In diesem Falle geschieht der Zusatz eines Lösungsmittels nach der Einführung des Hartbitumens. Man kann dann beobachten, daß das Lösungsmittel, selbst wenn es der Mischung erst nach Zugabe des pulverförmigen Hartbitumens zugesetzt wird, doch in der Weise wirkt, daß es das Weichbitumen löst oder verdünnt und eine gleichförmige Verteilung des Weichbitumens auf der Oberfläche der Grundstoffe herbeiführt.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Erzeugung eines bituminösen Gemisches zur Herstellung von Straßendecken, dadurch gekennzeichnet, daß 'ein Grundstoff bei gewöhnlicher Temperatur mit einer wäßrigen Emulsion überzogen wird, die in innerer Phase ein mit 'einem flüchtigen Lösungsmittel versetztes oder gelöstes Weichbitumen enthält, dessen Furolvisoosität bei 50⁰ vorzugsweise weniger als 2000 Sekunden beträgt, worauf gepulvertes Hartbitumen, wie Gilsonit oder Trinidadasphalt, zur Bildung des Bindemittels zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartbitumen iraa; Mischung zugesetzt wird, nachdem die aufc die Grundstoffe aufgebrachte Emulsion,/· beispielsweise durch Zusatz emulsion's-' zerstörender Stoffe, zerstört ist.
3. Bituminöse Masse für Straßenbau-

zwecke, bestehend aus eiriejji^Tnit einer .. wäßtigen Emulsion von Weichbitumen und einem flüchtigen Lösungsmittel über-• zogenen festen Grundstoff und aus gepulvertem Hartbitumen, wie Gilsonit oder Trinidadasphalt, die in dem Weichbitumen fein verteilt sind.