DE69929592T2

DE69929592T2 - Verfahren zur herstellung einer bitumen-emulsion, erhaltene emulsion und ihre verwendung

Info

Publication number: DE69929592T2
Application number: DE69929592T
Authority: DE
Inventors: Jacques Samanos
Original assignee: Colas SA
Current assignee: Colas SA
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: JP2002530439A; FR2778409B1; SK184999A3; IS5330A; NO20000031D0; ZA997815B; PL337897A1; EP0994923B1; HUP0003268A3; ES2257856T3; WO1999057199A1; NZ501841A; AU734448B2; ATE316551T1; NO20000031L; EP0994923A1; DE69929592D1; HUP0003268A2; DK0994923T3; AU3610099A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Emulsionen von bituminösem Bindemittel, geeignet für die Konstruktion und die Instandhaltung von Straßen.
In klassischer Weise werden die Emulsionen von bituminösem Bindemittel durch Mischen in einem geeigneten Mischer von einer dispergierten Phase und einer dispergierenden Phase hergestellt. Die dispergierte Phase kann entweder aus reinem Bitumen oder aus einem mit einem Flußmittel, einem fließfähig machenden Mittel oder/und einem Elastomeren gemischten Bitumen, d.h. einem modifizierten Bitumen, hergestellt werden. Die dispergierende Phase umfaßt insbesondere Wasser und verschiedene emulgierende oder grenzflächenaktive Mittel. Als Beispiel für den Mischer kann man Kolloidmühlen und statische Mischer nennen.
Im Allgemeinen sichern die Mischer, welche geeignet sind, eine Scherung von vorliegenden Phasen während des Mischens.
Als Variante ist es ebenfalls bekannt, grenzflächenaktives Mittel oder ein zusätzliches grenzflächenaktives Mittel zu der dispergierten Phase zuzusetzen.
Wenn das für die Herstellung der Emulsion verwendete grenzflächenaktive Mittel kationisch oder nichtionisch ist, enthält die Emulsion im Allgemeinen 50 bis 70 Gew.-% von bituminösem Bindemittel. Wenn das verwendete grenzflächenaktive Mittel anionisch ist, beträgt die Konzentration der Emulsion an Bindemittel in konventioneller Weise von 50 bis 65 Gew.-%. Die mit anionischen grenzflächenaktiven Mitteln erhaltenen Emulsionen sind üblicherweise feiner und stärker viskos als solche, welche kationische grenzflächenaktive Mittel enthalten.
Entsprechend dem Verfahren des Standes der Technik ist es möglich, durch Auswahl der Art und der Menge des verwendeten grenzflächenaktiven Mittels die Stabilität der Emulsion zu steuern, d.h. sowohl ihre Lagerstabilität als auch die Stabilität gegenüber Brechen.
Genauer gesagt, es ist in der Technik bekannt, dass man durch Erhöhen der Menge von Emulgator die Geschwindigkeit des Brechens der Emulsion herabsetzen und ihre Lagerstabilität erhöhen kann.
Jedoch beeinflußt die zugesetzte Menge an Emulgator ebenfalls die Feinheit der resultierenden Emulsion und ihre Viskosität, so dass beim Stand der Technik ein Kompromiß angewandt werden muß hinsichtlich der Optimierung der Brechgeschwindigkeit der Emulsion, ihrer Viskosität und der mit der Feinheit der Emulsion zusammenhängenden Eigenschaften.
Das Verfahren der Erfindung erlaubt eine bessere Steuerung der Brechgeschwindigkeit quasi unabhängig von der Viskosität und der granulometrischen Verteilung der Emulsion.
Die Emulsionen der Erfindung weisen eine erhöhte Viskosität im Vergleich mit den Emulsionen von gleicher Formulierung, welche entsprechend Verfahren des Standes der Technik erhalten wurde, auf. Viskose Emulsionen sind nämlich besonders für bestimmte Anwendungen geeignet, wie für die Herstellung von Oberflächenbeschichtungen, welche auf Straßen mit starker Neigung oder starken Kurvenüberhöhungen aufgetragen werden müssen.
In überraschender Weise haben die Erfinder gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Emulsionen ergibt, welche eine engere Verteilung der Größe der Tröpfchen der dispergierten Phase (im Folgenden bezeichnet als granulometrische Verteilung) und damit erhöhte Viskosität ergibt. Die anderen Vorteile des Verfahrens der Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf dem Gebiet besser aus der vorliegenden Beschreibung.
Genauer gesagt, das Verfahren der Erfindung umfaßt:

a) die Herstellung einer konzentrierten Primäremulsion, welche einen Emulgator und wenigstens 65 Gew.-% im Fall einer anionischen Emulsion bzw. wenigstens 70 Gew.-% im Fall von anderen Emulsionen von bituminösem Bindemittel enthält, durch Mischen unter Einwirkung von einer mechanischen Scherenergie und in Anwesenheit dieses Emulgators von einer wässrigen Anfangsphase und einer flüssigen bituminösen Phase; und
b) Zugabe einer wässrigen Verdünnungsphase zu dieser Primäremulsion,

Die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Emulsionen weisen eine höhere Viskosität als diejenige der entsprechenden Emulsion von gleicher Formulierung, welche durch Mischen unter der Wirkung derselben Scherenergie einer wässrigen Phase und einer bituminösen Phase erhalten wurde, auf. Im Allgemeinen liegt die Viskosität um wenigstens 20% höher als diejenige der entsprechenden Emulsion.
Unter bituminösem Bindemittel versteht man gemäß der Erfindung die Bitumen aus direkter Destillation, aus entfernten Asphaltbelägen oder oxidierten Asphaltbelägen in reinem, fluidisiertem oder fließfähig gemachtem Zustand. Bekannterweise können Kohlenwasserstoffbindemittel durch leichte Petroleumlösungsmittel wie Kerosin fließfähig gemacht werden und durch Öle, welche aus Öl oder Petroleum herrühren, fließend gemacht werden. Als anderes Beispiel von bituminösem Bindemittel kann man ebenfalls die sauren Bitumenprodukte des Typs nennen, welche aus Naphthensäure abstammen. Diese Bindemittel können in durch Zugabe von einem oder mehreren Polymeren, von organischen Harzen oder auch von Stäuben von recyceltem Kautschuk modifizierter Form eingesetzt werden.
Die Primäremulsion wird in bekannter Weise durch Mischen unter Scherung von einer wässrigen Anfangsphase mit einer flüssigen bituminösen Phase, welche das bituminöse Bindemittel enthält, in Anwesenheit eines grenzflächenaktiven Mittels hergestellt werden.
Das Mischen unter Scherung kann in Mischern durchgeführt werden, welche konventionellerweise auf dem Gebiet zur Herstellung von Bitumenemulsionen eingesetzt werden. Dieser Typ des Mischens kann mit Hilfe von Kolloidmühlen, von Turbinen, von Pumpen oder äquivalenten Einrichtungen oder auch mit Hilfe von statischen Mischern erreicht werden.
Wenn das Gemisch kontinuierlich hergestellt wird, werden die wässrige Phase und die flüssige bituminöse Phase in Verhältnissen eingeführt, welche das direkte Erhalten der gewünschten Konzentration für die Primäremulsion erlauben.
Das Gemisch kann ebenfalls diskontinuierlich durch fortschreitende Anreicherung der anfänglichen wässrigen Phase, welche unter mechanischem Rühren in einem geeigneten Mischer gehalten wird, mit flüssiger bituminöser Phase bis zum Erhalt der gewünschten Konzentration für die Primäremulsion hergestellt werden.
Die Primäremulsion kann eine direkte Emulsion (Öl in Wasser) oder eine inverse Emulsion (Wasser in Öl) sein.
Die Temperatur, bei welcher die bituminöse Phase in den Mischer eingeführt wird, reicht aus, um das bituminöse Bindemittel in flüssigem Zustand zu halten. Eine Temperatur von oberhalb 100°C ist im Allgemeinen erforderlich.
Der Fachmann auf dem Gebiet achtet auf die Vermeidung, dass die Primäremulsion beim Austritt aus dem Mischer nicht zum Sieden kommt.
Zu diesem Zweck reicht es aus, die jeweiligen Temperaturen der wässrigen Phase und der in den Mischer einzuführenden bituminösen Phase einzustellen und bei Bedarf das Mischen unter Druck durchzuführen.
Beispielsweise ist eine Temperatur, welche zwischen Umgebungstemperatur und 70°C liegt, im Allgemeinen für die anfängliche wässrige Phase geeignet.
Die Primäremulsion ist entweder anionisch (in dem Fall, in welchem sie in Anwesenheit eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels hergestellt wurde) oder kationisch (in welchem Fall das grenzflächenaktive Mittel kationisch ist). Die kationischen Emulsionen sind im Rahmen der Erfindung bevorzugt.
Gemäß der Erfindung kann man die Herstellung von jedem anderen Typ von Primäremulsion ins Auge fassen, beispielswei se einer Primäremulsion, welche mit Hilfe eines zwitterionischen grenzflächenaktiven Mittels hergestellt wurde.
Die gemäß der Erfindung anwendbaren grenzflächenaktiven Mittel sind solche, welche im Allgemeinen auf dem Gebiet zur Herstellung von Bitumenemulsion angewandt werden, und sie können kationisch, anionisch oder zwitterionisch sein.
Das grenzflächenaktive Mittel kann zu der anfänglichen wässrigen Phase, zu der bituminösen Phase oder teilweise zu jeder der zwei Phasen zugesetzt werden.
Als allgemeine Regel gilt, dass die Gesamtheit des grenzflächenaktiven Mittels zu der anfänglichen wässrigen Phase zugesetzt wird. Jedoch führt die Zugabe der Gesamtmenge oder eines Teiles dieses grenzflächenaktiven Mittels zu der bituminösen Phase bei der Herstellung der Primäremulsion zu einer stärkeren Feinheit der Primäremulsion, d.h. der mittlere Durchmesser der Tröpfchen der Primäremulsion ist kleiner als wenn das grenzflächenaktive Mittel insgesamt in der wässrigen Phase vorhanden ist.
Die Menge von grenzflächenaktivem Mittel, welche bei der Herstellung der Primäremulsion eingesetzt werden muß, wird in einfacher Weise von dem Fachmann auf dem Gebiet in Abhängigkeit von der vorgesehenen Endanwendung für die Emulsion von bituminösem Bindemittel bestimmt.
Als Hinweis ist jedoch anzumerken, dass eine Menge von grenzflächenaktivem Mittel unterhalb von 20 kg pro Tonne Primäremulsion im Allgemeinen ausreicht.
Wenn das grenzflächenaktive Mittel kationisch ist, ist normalerweise eine Menge von grenzflächenaktivem Mittel von 0,5 bis 10 kg/t geeignet.
Allgemeiner gilt, dass bei der Dosierung von grenzflächenaktivem Mittel der Fachmann auf dem Gebiet die gewünschten Eigenschaften der Stabilität der fertigen Emulsion, der gewünschten Geschwindigkeit des Brechens wie auch die Art des grenzflächenaktiven Mittels berücksichtigt.
Es ist jedoch anzumerken, dass gemäß der Erfindung das grenzflächenaktive Mittel direkt in die Struktur des bituminösen Bindemittels eingeschlossen sein kann. Es ist insbesondere im Fall von sauren Bitumen des Typs von Naphthensäure, welche in ihrer Struktur Funktionen mit emulgierender Aktivität tragen. In diesem Fall ist die Anwesenheit eines zusätzlichen grenzflächenaktiven Mittels in einer der beiden Phasen bei der Herstellung der Primäremulsion nicht erforderlich. Die Zugabe einer organischen oder anorganischen Base zu der anfänglichen wässrigen Phase ist daher ausreichend.
Die jeweiligen Mengen der anfänglichen wässrigen Phase und der bituminösen Phase für das Vermischen zur Herstellung der Primäremulsion hängen von der gewünschten Konzentration an bituminösem Bindemittel der Primäremulsion ab.
Wenn die Primäremulsion eine kationische oder zwitterionische Emulsion ist, beträgt die Konzentration an Bindemittel der Primäremulsion wenigstens 70 Gew.-%, bevorzugt oberhalb von 70 Gew.-%, insbesondere zwischen 72 und 97 Gew.-%, besser zwischen 75 und 97 Gew.-%, beispielsweise zwischen 80 und 95 Gew.-%.
Wenn die Primäremulsion anionisch ist, beträgt die Konzentration an Bindemittel der Primäremulsion wenigstens 65 Gew.-%, bevorzugt liegt sie zwischen 65 und 97 Gew.-%, insbesondere oberhalb von 70%, noch besser liegt sie zwischen 70 und 95 Gew.-%, beispielsweise zwischen 72 und 90%.
Gemäß der Erfindung ist es erforderlich, mit der Verdünnung der Primäremulsion durch Zugabe einer wässrigen Phase fortzufahren.
Die Verdünnung modifiziert weder die granulometrische Verteilung noch den mittleren Durchmesser der Tröpfchen der Primäremulsion praktisch nicht. Sie führt darüber hinaus zu einer direkten Emulsion (Öl in Wasser).
Die Zugabe der wässrigen Phase kann kontinuierlich oder in diskontinuierlicher Weise durchgeführt werden. Je nach Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt. Die zur Realisierung der Verdünnung angewandte Methode ist für die Erfindung nicht essentiell.
Eine einfache Art zur Durchführung der Verdünnung beim Arbeiten in kontinuierlicher Weise besteht darin, zwei zusammen strömende Strömungen zu vereinigen, wobei eine durch die wässrige Verdünnungsphase, die andere durch die Primäremulsion gebildet wird.
Wenn man diskontinuierlich arbeitet, wird die wässrige Verdünnungsphase in die unter Rühren gehaltene Primäremulsion eingeführt.
Die Temperatur der wässrigen Verdünnungsphase liegt vorteilhafterweise unterhalb von 100°C, bevorzugt unterhalb von 50°C, beispielsweise zwischen 18 und 25°C.
In besonders vorteilhafter Weise wird die Verdünnung möglichst bald nach der Bildung der Primäremulsion (d.h. ohne Zwischenlagerung der Primäremulsion) durchgeführt, wobei es in diesem Fall vorteilhaft ist, die wässrige Verdünnungsphase zum Abkühlen, falls erforderlich, der Primäremulsion zu verwenden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die Primäremulsion vor der Verdünnung zu lagern. Es ist für diese Lagerung wesentlich, zu niedrige Temperaturen zu vermeiden, welche die Gelierung der Emulsion (und damit ihr Brechen) mit sich bringen könnte. Daher liegt eine geeignete Lagertemperatur zwischen 70 und 95°C oder darüber mit der Maßgabe, dass der Lagerdruck zum Vermeiden des Siedens angewandt wird.
Die Menge von wässriger Verdünnungsphase, welche zugesetzt werden muß, hängt von der gewünschten Konzentration an Bindemittel für die Endemulsion ab.
Im Allgemeinen soll die Endkonzentration an Bindemittel der Emulsion, wenn die Primäremulsion kationisch ist, von 50 bis 70 Gew.-%, bevorzugt von 60 bis 70% betragen.
Im Gegensatz dazu bevorzugt man, wenn die Primäremulsion anionisch ist, eine Endkonzentration an Bindemittel in der Emulsion zwischen 50 und 65 Gew.-%.
Wenn man eine Bitumenemulsion herstellen will, welche eine erhöhte Brechgeschwindigkeit aufweist, wird es empfohlen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine wässrige Verdünnungsphase, welche von grenzflächenaktivem Mittel frei ist, auszuwählen.
Als Variante kann die wässrige Verdünnungsphase der Erfindung ein ergänzendes grenzflächenaktives Mittel enthalten. In diesem Fall ist die Brechgeschwindigkeit schwächer.
Ein solches grenzflächenaktives Mittel kann anionsch, kationisch oder zwitterionisch sein, vorausgesetzt, dass es mit dem grenzflächenaktiven Mittel der Primäremulsion verträglich ist.
Ebenfalls ist es möglich, bestimmte Merkmale der Emulsion wie die Stabilität der Emulsion, die Geschwindigkeit des Brechens und die Viskosität zu modifizieren, indem zu der so erhaltenen Emulsion eine oder mehrere andere wässrige Zusatzphasen zugegeben werden, wobei jede wässrige Zusatzphase ein oder mehrere zusätzliche grenzflächenaktive Mittel enthält. Hierbei muß ebenfalls die Bedingung der Verträglichkeit zwischen den unterschiedlichen grenzflächenaktiven Mitteln in Betracht gezogen werden.
Die Gesamtmenge von in der Emulsion vorhandenem grenzflächenaktiven Mittel ist ein Parameter, welcher bestimmte Eigenschaften der Emulsion, wie ihre Stabilität, beeinflußt. Infolgedessen wird die Menge an zusätzlichen grenzflächenaktiven Mitteln als Funktion der Endanwendung der Emulsion eingestellt.
In allgemeiner Weise gilt jedoch, dass die Gesamtmenge von grenzflächenaktivem Mittel 20 kg pro Tonne Emulsion nicht übersteigt, und im Fall von kationischen grenzflächenaktiven Mitteln 10 kg/t nicht übersteigt.
Wenn die Emulsion von bituminösem Bindemittel zum Unterhalt von Straßen bestimmt ist, enthält die Endemulsion bevorzugt von 0,05 bis 1,5 Gew.-%, besser noch von 0,1 bis 1 Gew.-%, an grenzflächenaktivem Mittel.
Hinsichtlich der zusätzlichen Bestandteile kann die wässrige Verdünnungsphase, die anfängliche wässrige Phase und/oder die flüssige bituminöse Phase übliche Zusatzstoffe enthalten, welche auf dem Gebiet verwendet werden, und insbesondere Lösungsmittel oder/und verschiedene Polymere, wie solche, welche die Haftung oder das "Kleben" der Emulsion verbessern, d.h. die Fähigkeit der Emulsion, in Kontakt mit den vorliegenden Körpern, wie den Kieseln und Granulaten, zu treten.
Andere Zusatzstoffe sind Stabilisatoren, Antigelmittel, Verdickungsmittel oder natürliche oder synthetische Latices, wobei diese bevorzugt zu der anfänglichen wässrigen Phase oder zu der wässrigen Verdünnungsphase zugegeben werden.
Beispiele von synthetischen Latices sind ein Latex SBS (Styrol-Butadien-Styrol), ein Latex SBR (Styrolkautschuk-Butadien) und ein Latex von Polychloropren. Zu diesem Vorschlag ist anzumerken, dass die Zugabe von Latex zu der wässrigen Phase üblicherweise bei der Verwendung von nicht modifiziertem bituminösem Bindemittel durchgeführt wird.
Wenn die Verdünnung durch Zugabe von einer oder mehreren wässrigen Zusatzphasen erhalten wird, ist darauf hinzuweisen, dass jede dieser Phasen solche Zusatzstoffe enthalten kann.
Hieraus ergibt sich ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch, dass Dank der Verdünnungsstufe es möglich ist, der Endemulsion besondere Eigenschaften durch Zugabe von geeigneten Zusatzstoffen zu erteilen. Eine solche Freiheit des Arbeitens war im Fall von klassischen Verfahren zur Herstellung, wo die Gesamtheit der Bestandteile der Emulsion anfänglich zugesetzt wird, nicht möglich.
Die so erhaltenen Emulsionen können insbesondere zur Herstellung von Oberflächenüberzügen, von Auffüllschichten oder Härtungsschichten, von bituminiertem Zuschlag, von Kies emulsionen, von bituminösen Schlämmen, von kaltgegossenen Beschichtungen verwendet werden.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, in unabhängiger Weise die Feinheit der Emulsion und ihre Viskosität (oder die granulometrische Verteilung) zu steuern. Tatsächlich hängt gemäß der Erfindung die Endemulsionsviskosität hauptsächlich von der Konzentration der Primäremulsion an bituminösem Bindemittel ab, während die Art und die Menge von in der Primäremulsion enthaltendem grenzflächenaktivem Mittel hauptsächlich die Feinheit der Emulsion beeinflussen.
Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren der Erfindung eine verbesserte Steuerung der Brechgeschwindigkeit, und dies unabhängig oder fast unabhängig von der Menge und der Art des anfänglich in der Primäremulsion enthaltenden Emulgators. Diese Steuerung wird durch Zugabe von zusätzlichen oder stabilisierenden grenzflächenaktiven Mitteln in der wässrigen Verdünnungsphase herbeigeführt.
Ein anderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist, dass es zu einer Verbesserung der Produktionskapazität von klassischen Vorrichtungen zur Herstellung von Emulsionen wegen der Endverdünnung führt.
Abschließend ist festzustellen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf konventionellen Einrichtungen durchgeführt werden kann, welche für die Herstellung von Bitumenemulsionen vorgesehen sind, wobei kleinere Modifikationen, welche die Verdünnung der Primäremulsion ermöglichen, vorhanden sind.
Die so erhaltene Emulsion kann vor der Verwendung gelagert werden. Sie soll bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 20 und 70°C gehalten werden. In vorteilhafter Weise wird die Emulsion bei einer Temperatur von 40 bis 50°C durch Erwärmen von Lagerbehältern aufbewahrt.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung. Sie beschreiben besonders geeignete Emulsionen zur Herstellung von Oberflächenüberzügen.
BEISPIEL 1
Eine Emulsion mit 65% bituminösem Bindemittel wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Der verwendete Mischer ist eine Kolloidmühle (im Folgenden bezeichnet mit Typ A).
Die Primäremulsion wird durch direktes Mischen von 800 kg Bitumen 180/220 von 130°C und einer anfänglichen wässrigen Phase von 50°C, welche 1,85 kg eines Emulgators vom Typ Talgalkyl-trimethylendiamin (DINORAM^® S), 1,6 kg Salzsäure von 32% und 200 kg Wasser enthält, hergestellt.
Anschließend wird beim Austritt aus der Kolloidmühle die Primäremulsion mit 230 kg Wasser von Umgebungstemperatur (≈20°C) verdünnt.
Die resultierende Emulsion enthält 1,5 kg Emulgator pro Tonne Emulsion und 1,3 kg Salzsäure pro Tonne Emulsion.
Die Merkmale der resultierenden verdünnten Emulsion sind in Tabelle 1 angegeben, wobei darauf hinzuweisen ist, dass der Index des Brechens entsprechend der französischen Norm NFT 66-017 gemessen wird und die Viskosität STV entsprechend der französischen Norm NFT 66-005 unter Verwendung eines Gefäßes, dessen Düse 4 mm Durchmesser besitzt, gemessen wird. Darüber hinaus wurde die granulometrische Verteilung der Tröpfchen der dispergierten Phase direkt unter Verwendung eines Zählers COULTER erhalten.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Zum Vergleich wurde eine Emulsion mit 65% bituminösem Bindemittel aus denselben Inhaltsstoffen unter Anwendung von klassischem Verfahren hergestellt, welches in der Einführung der bituminösen Phase (Bitumen 180/220) von 130°C und der wässrigen Phase von 50°C in eine Kolloidmühle in Anteilen bestand, welches den direkten Erhalt der gewünschten Konzentration an Bindemittel ermöglichte. Die verwendete Mühle ist die Kolloidmühle vom Typ A, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde. Die jeweiligen Mengen der Bestandteile der Emulsion sind die folgenden:
Die Eigenschaften der so hergestellten Emulsion wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gemessen. Sie sind in Tabelle 1 zusammengestellt. TABELLE 1

⁽¹⁾ Der Rückstand bei 630 μm ist der Prozentsatz der durch ein Sieb zurückgehaltenen Teilchen, wobei dieses Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb von oder gleich 630 μm zurückhält.
⁽²⁾ Der Rückstand bei 160 μm ist der Prozentsatz der durch ein Sieb zurückgehaltenen Teilchen, wobei dieses Teilchen, welche einen Durchmesser oberhalb von oder gleich 160 μm aufweisen, zurückhält.
⁽³⁾ Die Standardabweichung ist ein Merkmal der granulometrischen Verteilung. Sie wird durch die Gleichung DS = –0,5 log (D₁₆/D₈₄,) gegeben, worin DS die Standardabweichung ist, D₁₆ der Durchmesser der Tröpfchen bei 16% Durchtritt ist und D₈₄ der Durchmesser der Tröpfchen bei 84% Durchtritt ist.

Die im Fall des Beispiels 1 erhaltenen granulometrischen Verteilungen sind in der 1 dargestellt.
In dieser 1 entspricht die Ordinate einem durch die Tröpfchen besetzten Volumen (in Prozentsatz bezogen auf das Gesamtvolumen der Emulsion), und die Abszisse entspricht dem Durchmesser der Tröpfchen der dispergierten Phase (in μm). Je geringer die Standardabweichung der granulometrischen Verteilung ist, um so verengter ist die Verteilung.
Aus der Tabelle 1 und der 1 ergibt sich, dass die gemäß dem Verfahren der Erfindung (Bsp. 1) hergestellte Emulsion eine stärker eingeengte granulometrische Verteilung als die Emulsion des Vergleichsbeispiels 1 (cf. Standardabweichung und 1) zeigt.
In gleicher Weise ist festzustellen, daß die Emulsion der Erfindung durch eine stärkere Viskosität und einen schwächeren mittleren Durchmesser (arithmetisches Mittel) charakterisiert ist. Darüber hinaus ist festzustellen, dass der Prozentsatz von großen Tröpfchen durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens reduziert wurde (cf. die Rückhaltewerte). Darüber hinaus ist leicht festzustellen, dass im Fall der Emulsion der Erfindung der Index des erhaltenen Brechens schwächer ist.
BEISPIEL 2

Unter Anwendung des Arbeitsprotokolls von Beispiel 1, jedoch unter Zuhilfenahme eines unterschiedlichen Modells an Kolloidmühle (im Folgenden bezeichnet als Typ B) und ausgehend von den folgenden Mengen der Bestandteile wurde eine Emulsion mit 65% an bituminösem Bindemittel gemäß der Erfindung hergestellt. a) Primäremulsion

bituminöse Phase von 125°C:
Bitumen 180/220 mit Flußmittel behandelt (enthaltend 2,3% Flußmittel):	900 kg
anfängliche wässrige Phase von 37°C:
Emulgator vom Typ Alkylamidoamin:	2,1 kg
Salzsäure von 32%:	1,94 kg
Wasser:	96,0 kg

b) Verdünnte Emulsion:

Verdünnungswasser von 20°C:

384,7 kg

Es ist festzustellen, dass der Gehalt an Emulgator dieser Emulsion 1,5 kg pro Tonne Emulsion beträgt und dass ihr Gehalt an Salzsäure von 32% 1,4 kg pro Tonne Emulsion beträgt.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Gemäß dem Arbeitsprotokoll des Vergleichsbeispiels 1 jedoch unter Verwendung der Kolloidmühle vom Typ B stellt man eine Emulsion mit 65% bituminösem Bindemittel aus den folgenden Bestandteilen her:
BEISPIEL 3

Unter Anwendung des Arbeitsprotokolls von Beispiel 2 stellt man eine Emulsion mit 69% an bituminösem Bindemittel entsprechend der Erfindung aus den folgenden Bestandteilen her: a) Primäremulsion:

bituminöse Phase von 125°C:
Bitumen 180/220 mit Flußmittel behandelt (enthaltend 2,17% Flußmittel):	850 kg
anfängliche wässrige Phase von 37°C:
Emulgator vom Typ Alkylamidoamin:	2,09 kg
HCl von 32%:	1,85 kg
Wasser:	146,1 kg

b) Verdünnte Emulsion:

Verdünnungswasser von 20°C:

231,8 kg

BEISPIEL 4

Unter Anwendung des Arbeitsprotokolls von Beispiel 2 stellt man eine Emulsion mit 69% an bituminösem Bindemittel gemäß der Erfindung aus den folgenden Bestandteilen her: a) Primäremulsion:

bituminöse Phase von 125°C:
Bitumen 180/220 mit Flußmittel behandelt (enthaltend 2,17 Flußmittel):	900 kg
anfängliche wässrige Phase von 37°C:
Emulgator vom Typ Alkylamidoamin:	2,22 kg
HCl von 32%:	1,95 kg
Wasser:	95,8 kg

b) Verdünnte Emulsion:

Verdünnungswasser von 20°C:

304,4 kg

Der Gehalt an Emulgator der Emulsionen der Beispiele 3 und 4 beträgt 1,7 kg pro Tonne Emulsion, und deren Gehalt an Salzsäure von 32% beträgt 1,5 kg pro Tonne Emulsion.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Gemäß dem Arbeitsprotokoll des Vergleichsbeispiels 1 jedoch unter Verwendung der Kolloidmühle vom Typ B stellt man eine Emulsion mit 69% bituminösem Bindemittel aus den folgenden Inhaltsstoffen her:
Die Tabelle 2 faßt die Merkmale der in den Beispielen 2 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 2 und 3 hergestellten Emulsionen zusammen.
Die unterschiedlichen Parameter werden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gemessen. TABELLE 2

⁽¹⁾ Die Messung der Viskosität STV wurde gemäß der französischen Norm NFT 66-005 jedoch unter Verwendung des Gefäßes, dessen Öffnung 10 mm Durchmesser besitzt, durchgeführt.

Diese Tabelle bestätigt, dass bei einer gleichen Konzentration von bituminösem Bindemittel der Endemulsion die erfindungsgemäßen Emulsionen eine engere granulometrische Verteilung aufweisen und daher eine erhöhte Viskosität. Dies ergibt sich insbesondere aus einem Vergleich der Emulsion des Beispiels 2 mit der Emulsion des Vergleichsbeispiels 2 wie auch aus einem Vergleich der Emulsion des Vergleichsbeispiels 3 mit den Emulsionen der Beispiele 3 und 4 gemäß der Erfindung.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Emulsion von bituminösem Bindemittel, geeignet für die Konstruktion und die Instandhaltung von Strassen und mit einer kontrollierten Brechgeschwindigkeit, wobei dieses Verfahren umfaßt: a) die Herstellung einer konzentrierten Primäremulsion, welche einen Emulgator mit wenigstens 65 Gew.-% im Fall einer anionischen Emulsion bzw. wenigstens 70 Gew.-% im Fall von anderen Emulsionen von bituminösem Bindemittel enthält, durch Mischen unter Einwirkung von einer mechanischen Scherenergie und in Anwesenheit dieses Emulgators von einer wässrigen Anfangsphase und einer flüssigen bituminösen Phase, wobei diese Mischung kontinuierlich hergestellt wird, die wässrige Phase und die flüssige bituminöse Phase in Anteilen eingeführt werden, welche den direkten Erhalt der gewünschten Konzentration für die Primäremulsion erlauben, b) Zugabe einer wässrigen Verdünnungsphase zu dieser Primäremulsion, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator der konzentrierten Primäremulsion durch ein anionisches, kationisches oder zwitterionisches grenzflächenaktives Mittel gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) dieses grenzflächenaktive Mittel insgesamt in dieser wässrigen Anfangsphase vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) dieses grenzflächenaktive Mittel insgesamt oder zum Teil in diese flüssigen bituminösen Phase vorhanden ist.
Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) dieses grenz flächenaktive Mittel ein kationisches grenzflächenaktives Mittel ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) die Menge der anfänglichen wässrigen Phase derart ist, daß sie zu einer Primäremulsion führt, welche 75 bis 97 Gew.-% bituminöses Bindemittel, bevorzugt 80 bis 95 Gew.-% enthält.
Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe b) die Menge an wässriger Verdünnungsphase derart ist, daß sie zu einer Emulsion führt, welche 50 bis 70 Gew.-% von bituminösem Bindemittel enthält.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Anfangsphase außerdem einen natürlichen oder synthetischen Latex enthält und daß das bituminöse Bindemittel ein nicht modifiziertes bituminöses Bindemittel ist.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe b) ohne Zwischenlagerung der Primäremulsion durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe b) diese wässrige Verdünnungsphase kein grenzflächenaktives Mittel enthält.
Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe b) diese wässrige Verdünnungsphase ein ergänzendes grenzflächenaktives Mittel enthält, welches mit dem bei der Herstellung der Primäremulsion verwendeten grenzflächenaktiven Mittel verträglich ist.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe b) die Temperatur der wässrigen Verdünnungsphase 20 bis 50°C beträgt.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Zusatzstufe umfaßt, welche in der erneuten Verdünnung der erhaltenen Emulsion durch Zugabe von einer oder mehreren zusätzlichen wässrigen Verdünnungsphasen besteht.
Verfahren gemäß anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede zusätzliche wässrige Verdünnungsphase ein oder mehrere zusätzliche grenzflächenaktive Mittel umfaßt.
Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede zusätzliche wässrige Verdünnungsphase einen oder mehrere Zusatzmittel wie Antigelmittel, Stabilisatoren, Verdickungsmittel oder natürliche oder synthetische Latices umfaßt.
Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Emulsion eine höhere Viskosität als diejenige der entsprechenden Emulsion von gleicher Formulierung, welche durch Mischen unter der Wirkung derselben Scherenergie einer wässrigen Phase und eine bituminösen Phase erhalten wurde, aufweist.