NL8203017A - Waterig bitumen-preparaat en werkwijze voor de bereiding daarvan. - Google Patents

Description

• . + - 1 - *

Waterig bitumen-preparaat en werkwijze voor de bereiding daarvan.

Deze uitvinding betreft een bitumineus preparaat, zijn bereiding en zijn toepassing.

5 Bitumen vordt zowel bij vegeribouv als bij huizen- bouw in uitzonderlijk grote hoeveelheden voor alle mogelijke doeieinden toegepast. Daaronder kunnen de volgende voorbeelden genoemd worden:

Met-vulstoffen samen in asfait.

10 In dak- en andere bedekkingen, samen met dragers ook in daktegels en dergelijke.

In kit en in isoleringen.

Als oplossing in asfaltlijm en glazuur, en in kombinatie met ionogene of niet-ionogene emul-15 gatoren in vaterige bitumen-emulsies.

Meestal vordt het bitumen ter plaatse gesmolten en in gesmolten toestand opgebraeht, bijvoorbeeld bij de vegen-bouv en in isoleringen. Het smelten van bitumen en de met warm bitumen uitgevoerde bewerkingen zijn eehter omslachtig en 20 geven gemakkelijk aanleiding tot brandjes en andere ongelukken.

Het meerdere malen opsmelten van bitumen kost manuren en ener-gie.

Het toepassingsgebied van met benzine of benzeen bereide bitumen-oplossingen is beperkt, die kan men alleen 25 gebruiken als grondverf voor andere bekledingen. Onder de vaterige bitumen-preparaten zijn de bitumen-emulsies bekend.

Daarin zveeft het bitumen in de vorm van fijne druppeltjes in het water, vaarbij de medewerking van emulgatoren, stabilisatoren en andere hulpstoffen nodig is. Door de anionogene, kationogene 30 of niet-ionogene aard van de emulgatoren worden de toepassings- gebieden, de stabiliteit, het pH-trajekt, het hechtvermogen en de verenigbaarheid van de bitumen-emulsie met de· andere in het bouwvak toegepaste materialen bepaald. De stabiliteit van bitumen-emulsies wordt door emulgatoren en stabilisatoren ver- 8203017 κ 4 % - 2 - zekerd, maar deze remmen echter ook het breken van die emulsies tot een samenhangende laag bitumen. Bovendien zijn de bitumen-emulsies voor elektrolyten gevoelig, met chemisch aktieve bouw-materialen zoals. kalk, cement en gips zijn ze maar beperkt ver-5 enigbaar, en ook is h.un stabiliteit beperkt.

Deze uitvinding beoogt die nadelen op te heffen en verschaft een waterig bitumen-preparaat dat bij lage tempera-tuur algemeen toepasbaar en goed te bewaren is, waarin het bitumen met de aktieve bouwvakstof fen volledig verenigbaar is, 10 dat zovel bij met de band als machinaal opbrengen een samenhangende deklaag vormt, en als zodanig of met hulpstoffen ge-kombineerd zonder gevaar voor brand of andere ongelukken op eenvoudige wijze toe te passen is. Ook verschaft deze uitvinding verkwijzen voor de bereiding van dat preparaat en voor de toe-15 passing daarvan.

Deze uitvinding verschaft een waterig bitumen-preparaat dat water en tenminste een bij omgevingstemperatuur plastisch. bitumen bevat, dat gekenmerkt wordt doordat het bitumen in een aluminiumhydroxyde-gel gedispergeerd zit.

20 Bij voorkeur is dat aluminiumhydroxyde-gel ontstaan door toevoegen van een overmaat aardalkalimetaaloxyde en/of hydroxyde, in het bij zonder van calcium- en/of magnesiumoxyde en/of hydroxyde. Verder bevat het waterige bitumen-preparaat volgens de uitvinding bij voorkeur tussen 35 en 65 gew.$ bitu-25 men.

Het bitumen-preparaat volgens de uitvinding is bij omgevingstemperatuur stroperig tot pastaachtig, goed te bewaren en met water vermengbaar.

De uitvinding verschaft ook een werkwijze voor 30 het bereiden van het waterige bitumen-preparaat volgens de uitvinding, die hierdoor gekenmerkt wordt dat gesmolten bitumen gedispergeerd wordt in een aluminiumhydroxyde-gel dat in waterig medium uit een of meer aluminium-zouten en aardalkalimetaaloxyden en/of hydroxyden, eventueel in situ, bereid was.

35 Het verdient de voorkeur als aardalkalimetaalhydroxy- 8203017 s' 0 -·%· - 3 - de calciurnhydroxyde te gehruiken, in het. hijzonder in de vorm van gebluste kalk, kalkbrij of zakken/kalk (d. i. in vaste vorm verstrekt kalkhydraat), en helemaal in het hijzonder als een uit gehluste kalk aangemaakte kalkmelk. Verier verdient 5 het de voorkeur.als aardalkalimetaaloxyde en/of hydroxyde magnesiumoxyde en/of magnesiumydroxyde te gehruiken, vooral het laatste, dat bijvoorbeeld uit magnesiumoxyde aangemaakt vordt.

Als mengsels van aardalkalimetaaloxyden, respektievelijk hydroxyden kunnen met voordeel mengsels van caleiumoxyde en 10 magnes iumoxy de respektievelijk calciumhydroxyde en magnesium- hydroxyde-toegepast worden.

Het beste worden bij de hereiding van het alumi-niumhydroxyde-gel van het aardalkalimetaaloxyde. en/of hydroxyde meer dan de stoechiometrische hoeveelheid (hetrokken op alumi-15 nium-zout) gehruikt. Bij voorkeur neemt men ten opzichte van de hoeveelheid die stoechiometrisch.voor het neutraliseren van het aluminium-zout nodig is een 15- tot 150-voudige en in het bijzonder een 15- tot 100-voudige hoeveelheid aardalkali-metaaloxyde en/of hydroxyde.

20 Bij de hereiding van het aluminiumhydroxyde-gel kan men eehter ook een andere maat aan aardalkalimet aalhydroxyde gehruiken. Zo kan de equivalentverhouding tussen aardalkali-metaaloxyde en/of hydroxyde en aluminium-zout ook met voordeel tussen 1:2 en 3:1 liggen.

25 Het is doelmatig een pH van tenminste 7S5 in te stellen.

Het' bitumen kan alle mogelijke- verwekingspunten hehhen. Het verdient eehter de voorkeur een bitumen of gemodifi-ceerd bitumen te verwerken dat een verwekingspunt tussen h^° en 30 110° C, in het .bijzonder tussen ^5° en 100° C vertoont.

Bij voorkeur wordt als in water oplosbaar aluminium-zout het aluminiumsulfaat-octadecahydraat/AlgiSO^)^.18H2o7 toegepast. Dat mag van teehnische kwaliteit zijn, met een aluminium-gehalte van emstreeks 17 gew.%.

35 Het is doeltreffend van het aluminiumhydroxyde zo- 8203017 - k - veel te gebruiken dat daardoor de druppeltjes bitumen nog in een stabiele dispersie gehouden kunnen worden. Dus gaat men van, betrokken op het gewicht aan bitumen, tenminste 1,0 gew.% (bij voorkeur van tenminste 1,5 gew.% en in het bijzonder van tenmin-5 ste 2,0 gew.%) aluminiumsulfaat of equivalents hoeveelheid van een ander aluminium-zout uit. De bovengrens aan de hoeveelheid aluminiumsulfaat,' betrokken op het gewicht aan bitumen, ligt op 8 gew.%, bij voorkeur gebruikt men" niet meer dan b gew.%.

Bij voorkeur gaat men uit van 1,0-6,5 gew.%, beter van 1,0-3,5 10 gew.% en het allerheste van 1,5-3,5 gew.% aluminiumsulfaat uit, als betrokken op het gewicht aan bitumen. Ook is het voordelig het aardalkalimetaaloxyde en/of hydroxyde in een hoeveelheid van tenminste 4 gew.%, en in het bijzonder van tenminste 10 gew.% (berekend als calciumhydroxyde en betrokken op het gewicht 15 aan bitumen) toe te passen. Bij voorkeur gebruikt men ten hoog- ste l5 gew.%· Met voorkeur ligt de hoeveelheid aardalkalimetaal-oxyde en/of hydroxyde, berekend als calciumhydroxyde en betrokken op het gewicht aan bitumen, tussen 10 en ^0 gew.%t in het bijzonder tussen 16 en 22 gew.%.

20 Bij voorkeur wordt het bitumen-gehalte van het waterige bitumenpreparaat volgens de uitvinding op tenminste 35 gew.$ en ten hoogste 65 gew.%, in het bijzonder op ten hoog-ste 60 gew.^ ingesteld. Ook verdient het de voorkeur het totale gehalte aan droge stof op ten hoogste JO gew.% en op ten minste 25 50 gew.% in te stellen. Het beste wordt het verdelen van het bitumen ver het waterige medium uitgevoerd bij een temperatuur boven het verwekingspunt van dat bitumen. Dat gebeurt bij voorkeur tenminste 50° en in het bijzonder tussen 50° en 80° C boven het verwekingspunt van het bitumen.

30 Bij een voordelige uitvoeringsvorm van de werk- wijze volgens de uitvinding gebeurt het verdelen van het bitumen over het waterige medium door het tot boven zijn verwekingspunt verwarmde bitumen onder roeren toe te voegen aan het waterige medium dat het daarin bereide aluminiumhydroxyde-gel 35 bevat. Bij voorkeur wordt het bitumen voorgewarmd tot een tern- 8203017

... C

- 5 - peratuur van tenminste 60°, in het bij zonder t us sen 60 en 80° C boven het verwekingspunt (dus bij .een verwekingspunt van 60° C tot een temperatuur van tenminste 120° C en in het bijzonder tussen 120 en -140° C) en voegt men het dan pas aan het waterige 5 medium toe. Vender' verdient het ook. de voorkeur het waterige medium op een temperatuur tussen 1+0 en 60° C in te zetten.

Bi j de werkwij ze volgens de uitvinding kan ook een in situ vers aangemaakt aluminiumhydroxyde-gel in water toegepast worden. Volgens een uitvoeringsvorm van deze werk-10 wijze verdeelt men het bitumen over het waterige medium door het/de aluminium-zout(en) in het gesmolten bitumen te verdelen en dat dan onder roeren en afkoelen met water en aardalkalimetaal-oxyde en/of hydroxyde (het beste met een overmaat kalkmelk) te mengen.

15 Het waterige, aluminiumhydroxyde bevattende bitu- men-preparaat volgens de uitvinding is een mengsel van een organised bindmiddel en een anorganisch bindmiddel, waaruit na opbrengen of toepassen op andere wijze het water verdampt en het bitumen een samenhangende, eoherente laag vormt en het 20 aardalkalimetaaloxyde en/of hydroxyde met koolzuur uit de lucht tot aardalkalimetaalcarbonaat afbindt, waarbij het ook water verliest. De filmachtige laag die uit het bitumen-preparaat volgens de uitvinding ontstaat heeft zowel bitumen- als aard-alkalimetaalcarbonaat-karakter en kan daardoor in het bouwvak 25 voor de meest uiteenlopende toepassingen gebruikt worden.

Vastgesteld werd dat het amorfe aluminiumhydroxyde-gel, vooral indien vers aangemaakt, aan zijn grote aktieve oppervlak de door het roeren van het gesmolten bitumen ver-oorzaakte bitumendruppeltj es blijvend kan adsorberen zonder 30 dat het aluminiumhydroxyde zijn gel-eigenschappen verliest.

Het gevormde aluminiumhydroxyde-gel is stabiel en kan het bitumen bij omgevingstemperatuur in fijne dispersie houden. Het strope-rige bitumen-preparaat volgens de uitvinding kan bij omgevingstemperatuur met water verdund worden en is ook met aktieve bouw-35 stoffen en met inerte vulstoffen mengbaar zonder verlies van 8203017 ·*’ * % - 6 - zijn stabiliteit.

Het bitumen-preparaat yolgens de uitvinding kan onbeperkt vermengd worden met de volgende, veel toegepaste bindmiddelen: cement, kalk, gips, kunsthars-dispersies zoals 5 van polyvinylacetaat en polyacrylzuur, en rubber-latexen.

Het waterige bitumen-preparaat volgens de uitvinding heeft na verdunnen met water tot ongeveer 30 gew.% droge stof een brijachtige konsistentie, als van mortel, en is thixotroop. Het kan onbeperkt verder met water verdund 10 worden, waarbij het homogeen blijft, maar na langer staan is het doelmatig het voor de toepassing door opnieuw roeren na te homogeniseren. Beneden 0° C stolt het hitumen-preparaat volgens de uitvinding, maar bij smelten wordt het omkeerbaar opnieuw gevormd.

15 Deze uitvinding betreft ook de toepassing van de bitumen-preparaten volgens de uitvinding als bindmiddel, voor het lijmen en in isolaties en bevestigingen, vooral in huizen-en wegenbouw. Zo kan het bitumen-preparaat volgens de uitvinding bijvoorbeeld dienen voor het bereiden van koud asfalt, 20 als inbeddingsspecie, voor het vastleggen van de bodem, als afzonderlijke laag op of in konstrukties voor het isoleren, en ook voor het aan elkaar plakken van verschillende poreuze vlak-ken.

Zo werd experimenteel vastgesteld dat het bitumen-25 preparaat volgens de uitvinding geschikt is voor het plakken van de.volgende werkstoffen in elke kombinatie daarvan: - eterniet, blik, glas, hout, bitumineuze dakbekleding, beton en bepleisterd beton, tegels en plavuizen, tegels van aardewerk en asbest, zachte en harde schuimstoffen, kurk en weefsels van 30 glasvezels en kunstvezels.

De verwekingspunten van uit bitumen-preparaten volgens de uitvinding verkregen deklagen liggen (met kogel en ring gemeten volgens DIN 1995-Uij·) 10-15° C hoger dan die van het uitgangsbitumen. Bij het verwekingspunt van het uitgangs-35 materiaal loopt het bitumen volgens de uitvinding nog niet van 8203017 ν φ. -w - 7 - Λ een loodrecht vlak af. De waterdichtheid van hieruit gemaakte bekledingen is uitstekend en hun warmtebestendigheid is beter dan die van het uitgangsmateriaal. Op vers aangemaakte bekle-dingen kan nog een deklaag van verf of kalk aangebracht worden, 5 die goed becht.

Voorbeeld I

In 10 gew.delen water werden 3 gew.delen aluminium-sulfaat-octadecahydraat opgelost en na opwarmen tot ^0-^5° C 10 werden hieraan 10 gew.delen calciumhydroxyde in 30 gew.delen water toegevoegd. Bij dit mengen ontstond een gel dat zo dik was als slagroom, waarbij opwarmen tot zo 50-60° C optrad. Men liet de temperatuur echter niet boven 60° C komen.

Hieraan werden onder roeren hj gew. delen tot 150-15 1βθ° C opgewarmd bitumen (B 25 volgens DIN 1995) toegevoegd.

Na 20 minuten roeren had men een homogeen zwart tot donkergrij s thixotroop waterig bitumen-preparaat. Het kon met water tot 30 gew.% droge atof verdund worden zonder dat zijn thixotrope aard of zijn bindvermogen verloren gingen.

20 Inplaats van caleiumhydroxyde kon met hetzelfde resultaat 00k uit gebrand magnesiumoxyde aangemaakt magnesium-hydroxyde gebruikt worden.

Voorbeeld II

25 Uit gebluste kalk werd kalkmelk met 25 gew.% droge stof aangemaakt. Aan ^0 gew.delen daarvan werd onder roeren 1,5 gew.delen aluminiumsulfaat-octadecahydraat in 10 gew.delen water toegevoegd. Nadat het gel zich gevormd had werden hieraan onder krachtig roeren ^+8,5 gew.delen gesmolen bitumen (B80 30 volgens DIN 1995) toegevoegd. In ca 20 minuten ontstond een zwart, homogeen bitumen-preparaat.

Voorbeeld III

Er werden Uo gew.delen bitumen (B80 volgens DIN 35 1995) tot boven 100° C verwarmd en hieraan werd langzaam 1,5 8203017 - 8 - gew.% aluminiumsulfaat-octadecahydraat toegevoegd. Nadat het sehuimen opgehouden had werden aan deze smelt onder krachtig roeren 6θ gew.delen 25 % kalkmelk toegevoegd. De dispersie van het "bitumen in dit preparaat was aanvankelijk betrekkelijk 5 grof, maar na staan en herhaald omroeren werd hij geleidelijk aan fijner en kreeg men een thixotroop hitumen-preparaat.

Yoorbeeld IV

In 10 gew.delen water van ^0° C werd 1 gew.deel 10 aluminiumsulfaat-octadecahydraat en hieraan werden 8 gew.delen kalkmelk met 25 gew.% droge stof toegevoegd. Het ontstane aluminiumhydroxyde-gel, dat een pH van 10,5 bad, werd bij 50° C in een colloidmolen gebracht en daarin met 50 gew.delen bitumen van 120° C (B80 volgens DIN 1995) vermengd. De colloidmolen 15 had een vemogen van 6 ton/uur, maakte 9^0 toeren per minuut en had een spleet van 0,3-0,5 mm breedte. Het mengsel werd in de colloidmolen gehomogeniseerd en was toen homogeen, thixotroop en zwart tot donkergrijs.

20 Voorbeeld V

Met het volgens voorbeeld II bereide bitumen-preparaat werd een koud as fait-mengsel met de volgende samen-stelling aangemaakt: 8 gew.delen kalksteenpoeder 25 10 gew.delen zand 10 gew.delen basaltgruis met deeltjes tot 5 nun 30 gew.delen basaltgruis met deeltjes van 5-12 mm 37 gew.delen basaltgruis met deeltjes van 12-20 mm 20 gew.delen. van het volgens voorbeeld II bereide bitumenprepa- 30 raat.

Dit mengsel hardde na verdampen en U8 drogen uit en kon toen belast worden. Door toeyoegen van 5-10 gew.$ cement en precies evenveel water werd de uithardingstijd korter en · werd de asfaltlaag ook stijver.

35 8203017 » 5* -.

- 9 -

Voorbeeld VI

Schoon en stofvrij gemaakte bet on- en tegelvlakken werden met 3-U.kg/m van het in voorbeeld II bereide bitumen-preparaat achteraf waterdicht gemaakt. Na afbinden van de eerste 5 laag, wat ongeveer 6-8 uur duurde, werd de tweede laag in de genoemde dosering opgebracht. De aldus gemaakte isolering gaf bescimtting tegen damp en voclxt uit de bodem en zelfs tegen ^grondwater tot 1 atmosfeer overdruk toe. Waar beweging of stukspringen van beton of tegeloppervlak te duchten was was het 10 doelmatig tussen de bei'de lagen isolatie een laag glasvezel-weefsel van gaten van 5 mm te leggen.

15 8203017

Claims (11)

1. Waterig bitumen-preparaat dat water en tenminste een bij omgevingstemperatuur plastisch. ‘bitumen bevat, met het kenmerk dat het bitumen in een aluminiumhydroxyde-gel gedisper-geerd zit.

2. Bitumen-preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het aluminiumhydroxyde-gel bereid was met een overmaat aan aardaikalimetaaloxyde en/of hydroxyde.

3. Werkwij ze voor het bereiden van een waterig bitumen-preparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk 10 dat men gesmolten bitumen dispergeert in een aluminiumhydroxyde- gel dat in waterig medium uit een of meer aluminium-zouten en het alkalimetaaloxyde en/of hydroxyde, eventueel in situ, bereid was. U. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk 15 dat men als aardalkalimetaalhydroxyde calciumhydroxyde gebruikt.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of h, met het kenmerk dat men mede magnesiumoxyde en/of hydroxyde gebruikt.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m 5S 20 met het kenmerk dat men meer aardaikalimetaaloxyde en/of hydroxyde gebruikt dan stoechiometrisch voor het neutraliseren van het/de aluminium-zout(en) nodig-is.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m 6, met het kenmerk dat men bitumen gebruikt waarvan het verwekings- 25 punt tussen ^5° en 110° C ligt.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m J, met het kenmerk dat men als uitgangsstof aluminiumsulfaat-octadecahydraat '/βΐ^ () ^ 1 δΗ^Οtoepast.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m 8, 30 met het kenmerk dat men 1,5 gew.% aluminiumsulfaat of equivalents hoeveelheid van een ander aluminium-zout gebruikt, be-trokken op het gewicht aan bitumen.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m 9> 8203017 ? ^ 'V -11- met het kenmerk dat men tenminste 1)· gew.$ aardalkalimet aaloxy de en/of hydroxyde, berekend als calciumhydroxyde en betrokken op het gewicht aan bitumen, toepast.

11. Werkwij ze volgens een der conclusies 3 t/m 10, 5 met het kenmerk dat men het bitumen-gehalte van het waterige preparaat tussen 35 en 70 gew.% instelt. 12. ¥erkwijze volgens een der conclusies 3 t/m T1, met het kenmerk dat men het bitumen over het waterige medium verdeelt bij een temperatuur boven het verwekingspunt van het 10 bitumen.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk dat men het bitumen over het waterige medium verdeelt bij een temperatuur tenminste 50° C boven het verwekingspunt van dat bitumen. 15 1^. Werkwijze volgens een der conclusies 3 t/m 13, met het kenmerk dat het verdelen van het bitumen over het waterige medium gebeurt door het tot boven zijn verwekingspunt verwarmde bitumen te roeren in het waterige medium dat reeds aluminiumhydroxyde-gel bevat. 20 15· Toepassing van een bitumen-preparaat volgens conclusie 1 of 2 of bereid op een wijze volgens een der conclusies 3 t/m 1¼ als bindmiddel, als kleefstof of in isolatie en/of ver-steviging. 25 8203017