NO855228L - Pulverformet bitumenkonsentrat og dets anvendelse. - Google Patents

Description

Bitumen er ifølge DIN 55 946 en mørkefarget, halvfast til hard smeltbar, høymolekykær hydrokarbonblanding, som fremstilles ved den skånende oppberedning av jordoljer, og de i svovelkarbon oppløselige deler av naturlige asfalter samt jordvoks og montanvoks (sammenlign Rompp Lexikon der Chemie, 7. opplag, side 377).

Slike stoffer, som i den angelsaksiske verden (fremfor alt USA) betegnes som asfalt, anvendes i blanding med kalksten-mel, granitt-, basalt-, diabas-, gabbro-mel i gatebygning.

Av spesiell betydning er i denne forbindelse anvendelsen

av anturasfalt. Naturasfalt kan i blanding med bituminøse bindemidler ifølge DIN 1995 anvendes til fremstilling av mørtelrike dekksjikt (f.eks. støpasfalt, asfaltbetong, sandasfalt og asfaltmastix). En slik naturasfalt er f.eks. Trinidad-Epuré, som er sammensatt som følger:

(Sammenlign Handbuch fur Strassenwesen, Planung-Bau-Verkehr-Betrieb 1979, Otto Elsner Verlagsgesellschaft, Darmstadt.)

Trinidad-Epuré samt de andre kjente naturasfalter har den ulempe at de ofte danner harde, kompakte masser, som i første rekke må knuses i småstykker for å være jevnt blandbare med de som tilslag anvendte stoffer.

Det er allerede foreslått å tillegge asfaltit i kornet tilstand og å forbedre granulatets flyteevne ved spesielle tilsetninger.

Fra OE-PS 280 876 er det kjent en fremgangsmåte ifølge hvilke man behandler kornet asfaltit med en fuktningsvæske, f.eks. sortlut, og deretter sammensveiser det ferdige produkt i lufttette beholdere.

Fra EP-PS 24513 er det kjent--pulverformede bitumenkonsen-trater, som ved siden av bitumen inneholder 10-80 vekt-% av syntetisk kiselsyre.

Oppfinnelsens oppgave er å tilveiebringe et pulverformet, flytbart og temperaturstabilt bitumenkonsentrat.

Oppfinnelsens gjenstand er et pulverformet bitumenkonsentrat inneholdende en blanding, bestående av syntetisk kiselsyre sog krystallinsk pulverformet syntetisk zeolitt eller zeolittblanding.

Bitumendelen kan, referert til den samlede blanding, ut-gjøre 30-60 vekt-%, fortrinnsvis 45-55 vekt-%.

Delen av syntetisk kiselsyre kan utgjøre 8-50 vekt-%, fortrinnsvis 15-20 vekt-%, referert til den samlede blanding.

Delen av zeolitt eller zeolittblanding kan, referert til den samlede blanding, utgjøre 15-60 vekt-%, fortrinnsvis 30-40 vekt-%.

Som syntetisk kiselsyre kan det anvendes utfelt som også pyrogent fremstilt kiselsyre.

Den utfelte kiselsyre kan ha en BET-overflate fra 120-500m<2>/g. Den kan eventuelt være dampstrålemålt, forstøvnings-tørket eller forstøvningstørket og malt.

Den pyrogent fremstilte kiselsyre kan ha en BET-overflate fra 100-400m<2>/g.

Som en utfelt kiselsyre kan man anvende en kiselsyre med følgende fysikalsk-kjemiske karakteristika:

Som utfelt kiselsyre kan man anvende en kiselsyre, som har de samme fysikalsk-kjemiske karakteristika og bare adskiller seg fra det ovennevnte i størrelsen av stampetettheten. Stampetettheten kan f.eks. utgjøre 70 g/l.

Som en felt og forstøvningstørket kiselsyre kan man anvende en kiselsyre med de følgende fysikalsk-kjemiske karakteristika :

Den samme utfelte og forstøvningstørkede kiselsyre kan også anvendes i malt tilstand med en midlere størrelse av sekundærpartiklene på f.eks. 5 mikrometer.

Begrepet zeolitt tilsvarer beskrivelsen ifølge D.W. Breck, "Zeolite molecular sieves", Wiley Interscience 1974, side 133-180. De anvendte zeolitter kan ha et vanninnhold på inntil 27%.

Som pulverformede krystallinske syntetiske zeolitter kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen inneholde en zeolitt av type A. Zeolitt A har den generelle formel

idet M betyr et metallkation, som f.eks. natrium- eller kaliumkation, n betyr dets verdighet og y betyr en verdi

inntil 5.

Fortrinnsvis kan bitumenkonsentratet inneholde en zeolitt av typen A, som fremstilles ifølge fremgangsmåten ifølge DE-AS 23 33 068, DE-AS 24 47 021, DE-AS 25 17 218, DE-OS 26 51 485, DE-OS 26 51 446, DE-OS 26 51 436, DE-OS 26 51 419, DE-OS 26 51 420 og/eller DE-OS 26 51 437. Den anvendte zeolitt A kan også fremstilles etter andre kjente fremgangsmåter, f.eks. ifølge DE-PS 10 38 017 eller DE-AS 16 67 620.

Fortrinnsvis kan den anvendte zeolitt A ha følgende fysikalsk-kjemiske data: Videre kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen som pulverformede zeolitter inneholde en zeolitt av typen Y med den generelle formel

idet M betyr et metallkation, som f.eks. natrium- eller kaliumkation, n dets verdighet, X en verdi større enn 3 og y en verdi inntil 9.

Den anvendte zeolitt Y kan ha følgende fysikalsk-kjemiska data:

Dette zeolittiske molekylarsiktpulver kan eksempelvis fremstilles ifølge DE-AS 10 98 929, DE-AS 12 03 239 eller DE-AS 12 63 056.

Videre kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen som pulverformede zeolitter inneholde en zeolitt av typen X med den generelle formel

idet M betyr et metallkation, f.eks. natrium- eller kaliumkation, n dets verdighet og y betyr en verdi inntil 8.

Dette pulverformede zeolitt kan fremstilles ifølge DE-PS

10 38 016, DE-PS 11 38 383 eller DE-OS 20 28-163.

Det anvendte zeolitt X kan ha følgende fysikalsk-kjemiske data:

Videre kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen som pulverformede zeolitter inneholde en zeolitt av typen P. Betegnelsen zeolitt P er synonym med betegnelsen syntetisk Philipsit og zeolitt B. Eksempelvis kan zeolittene P fremstilles etter fremgangsmåten ifølge FR-PS 1 213 628 (Bayer AG).

Den anvendte zeolitt P kan ha følgende fysikalsk-kjemiske data: Bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen kan videre som pulverformede zeolitter inneholde hydroksysodalitt med den generelle formel

Hydroksysodalitt kan eksempelvis fremstilles fra zeolitt A ved hjelp av koking i vandig natronlut (sammenlign D.W. Breck, Zeolite molecular sieves", side 275 (1974) Wiley Interscience Publication).

Det anvendte hydroksysodalitt kan ha følgende fysikalsk-kjemiske data:

I en videre utførelsesform av oppfinnelsen kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen inneholde en blanding av de angitte zeolitter. Denne blanding kan såvel fremstilles ved blanding av de rene zeolitter som også ved direkte syntese ved hjelp av utfellingsfremgangsmåten. Blandinger som kan fremstilles direkte, kan være blandinger av zeolitter A og P, av zeolittene A og X, av zeolittene A og hydroksysodalitt, av zeolittene P og X eller av zeolitt P og Y. I en foretrukket utførelse kan bitumenkonsentratet inneholde en blanding av zeolitt X og zeolitt P i forholdet 80-5 til 20-95.

En slik blanding kan eksempelvis fremstilles ifølge DE-OS

20 28 163 , side 15, tabell 3, eksempel* 3 ved hjelp av en ut-fellingsfremgangsmåte.

Til fremstilling av det pulverformede bitumenkonsentrat ifølge oppfinnelsen egner det seg ved siden av de allerede ovenfor anførte bitumentyper de vanlige destillasjonsbitumen samt blandinger av destillasjonsbitumen og produkter fra steinkulltjæreindustrien. Ifølge DIN 52 000 av 1980 blir det tilbake som residu av jordoljedestillasjon destillasjons-eller gatebygningsbitumen, hvis betegnelse består av bok-staven B og et tall, som angir den midlere penetrasjon i _1 mm. De i Bundesrepublik Deutschland vanligste normbitumen 10

er B 25 (hard), B 45, B 65, B 80 og B 200.(myk).

Tilsvarende de tekniske leveringsbetingelser for bindemidler på bitumen- og tjærebasis (utgave 1959) lar det seg også anvende videreutviklede tjærebitumen.

Bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen kan fremstilles,

idet den syntetiske kiselsyre og zeolitten has i en blnader og gjennomblandes godt. Den varme og flytende bitumen lar seg strømme til under omrøring av bærekomponentene i tynn stråle, inndyses eller påsprøytes.

Bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen har følgende for-deler :

enkel lagring i siloer eller sekker

ubegrenset levetid

ingen tendens til klimapåvirkning

enkel dosering ved fremstillingsprosessen av bituminøse

masser, da det ikke er nødvendig med noen oppsmelting utnyttelse av produksjonsanleggenes fulle ytelse

(f.eks. asfaltblandeanlegg)

sikring av den fulle virkning av enkeltkomponentenes syntetiske kiselsyre og zeolitt

ingen sunnhetsmessige skader (da den er fri for kanzero-.,

gent støv og fibre)

ingen økologiske problemer

fullkommen luktfrihet i varme asfaltblandinger den er tross den høye bitumendel pulverformet, tempera-turstabil og risledyktig.

Bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen kan anvendes som tilslagsstoff

a) til fremstilling av asfaltblandinger for gate- og bro-bygging, b) til fremstilling av asfaltblandinger for høybygg, f.eks. gulv og industrigulv, c) til forbedring eller oppvurdering av gammel asfalt (recyklering av avgåtte asfaltbelegg) og d) til fremstilling av bituminøse bygningsstoffer, som f.eks. takbaner, fugemasser, sparkelmasser, takbelegningsmasser, isoleringsmasser, undergulvsmasser, korrosjonsbeskyttelse, lyddempende masser.

I en spesiell utførelsesform ifølge oppfinnelsen kan bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen anvendes til fremstilling av støpeasfalt.

Anvendbare støpeasfaltblandinger omtales eksempelveis i EP-PS 48 792.

Videre omtales støpeasfalt i DIN 4109, blad 4, side 3, avsnitt 5, 3, 5 (støpeasfaltstrøk), og i DIN 18 354 og i Bundesanzeiger for Verkehr, Technische Vorschriften und Richtlinien fur den Bau bituminoser Fahrbahndecken del 6, side 7, utgave 1975.

Følgelig er støpeasfalt en tett bituminøs masse av splitt, sand, fyllstoff og gatebyggbitumen eller gatebyggbitumen og naturasfalt, hvis mineralstoffblanding er sammensatt hulromsfattig. Bindemiddelinnholdet er avstemt på mineral- massens hulrom, således at disse i innbygd tilstand er ut-fylt, og det er tilstede et lite overskudd av bindemiddel. Denne blanding er i varm tilstand støpe- og strykbar, og krever ved innbygning ingen komprimering. Overflaten etter-behandles umiddelbart etter innbygning av støpeasfalten ved oppruing eller avstumping.

Av støpeasfalt for gate- og gulvbygg forlanges en høy standfasthet (misformingsmotstand) og mest mulig samtidig en god forarbeidelsesevne. Da en slik hulromsfri asfalt ikke får noen ryste- eller valsekomprimering, må det være tilstede en fornuftig støpe- resp. glattbarhet. I gatebygg inn-bygges en stor del av de flater som skal legges med støpe-asfalt med fremstillere, således at det kan etterforarbeides også et stivt innstilt materiale. Annerledes forholder det seg på steder, hvor det bare kan foregå håndinnbygning,

som f.eks. ved innbuktninger på broer, på ramper, ved renner etc. Her kan bare en smidig asfalt forarbeides rent.

Spesielle problemer fåes ved legging av støpeasfalt-industrigulv. Beleggtykkelsene beveger seg mellom 20-40 mm, idet det må tas hensyn til ujevnheter i underlaget. En uklander-lig utføring av den varme asfaltmasse samt rissfri motstands-fattig glatting er nødvendig. Målet er alltid en stor legge-ytelse av kolonnene, da sluttprisen av byggeytelsen er meget lønnavhengig. Ved i byggeytelse forbedrede industrigulv aksepterer man en høyere materialinnstand, når det i slutt-regningen oppstår en prisfordel.

Støpeasfaltblandinger kan man ved målrettet mineralsammen-setning (f.eks. "sterke" fyllstoffer) eller bitumenreduser-ing innstilles stivt inntil minimalgrensen. Den derved økte standfasthet går i ethvert tilfelle til last av legge-ytelsen. Mer "hensiktsmessig ville det være ved virknings-fulle additiver å tilstrebe en høyere formingsmotstand eller en mindre inntrengningsdybde og samtidig en god smidighet av asfaltmassen.

Tilsetningen av utfelt kiselsyre alene til støpeasfaltmassen fører til en redusering av inntrengningsdybden, dvs. til en økning av formingsstabiliteten. Samtidig må forarbeidelsestemperaturen økes ruridt;<1>20°C, hvilket tilsier en nedsettelse av støpeasfaltens forarbeidelsesvillighet.

Tilsettes krystallinsk syntetisk zeolitt til asfaltblandingen, så reduserer inntrengningsbyden og forarbeidelsestemperaturen seg.

Setter man til støpeasfaltmassen utfelte kiselsyrer og krystallinske ,-syntetiske zeolitter, så senkes tydelig inntrengningsdybden, forarbeidelsestemperaturen økes imidlertid bare vesentlig. Med en endring av forholdet mellom utfelt kiselsyre og krystallinsk, syntetisk zeolitt lar det seg oppnå korrekturer av temperaturforholdet. Dette betyr at zeolitt i øket tilsetning fører til smidigere støpeasfalt-masser, egentlig oppnås en økning av formingsstabiliteten, kombinasjonen av utfelt kiselsyre imidlertid bringer den tydeligste bygningstekniske fordel innen forsøksrekken.

Den ved tilsetning av utfelt kiselsyre foregåtte for forar-beidelsesvilligheten (støpe-, utbredelses- og glattbarhet) uheldig stabilitetsforstivning forskyves ved de vannavspalt-ende zeolitter, idet det bibeholdes en strykbar masse over et visst tidsrom. Det avkjølte belegg viser da imidlertid etter avslutning alle av alle forarbeidelsesprosesser en mindre inntrengningsdybde resp. en øket formingsmotstand, hvortil selve zeolittén dessuten bidrar til forbedringen.

Den kombinerte anvendelse av utfelt kiselsyre og krystallinsk, syntetisk zeolitt fører til en i stabilitet og dermed til en i belastbarhet forbedret støpeasfalt. Denne høyere formingsmotstand ønskes i gatebygg ved spesialanvendelser. Spesialbelegg finner anvendelse på broer, sterkt frekven-terte lyskryss, ramper etc. Industrigulv tilkreves en høy belastbarhet. Verksteds- og lagerhaller skal oppta hyller, paller, maskiner osv. De store vekter overføres ofte bare over små trykkpålagringsflater (hyllestender) på gulvene. Uønskede inntrykninger er resultatet. Kjøring foregår med gaffelstablere og andre kjøretøy, som avgir sterke belastninger på gulvet og dermed etterlater spor.

Spesielt fordelaktig er at forbedringen av stabiliteten av støpeasfalt ved anvendelse av kombinasjonsadditiver kiselsyre/zeolitt ikke går til belastning av forarbeidelsesevnen. Reduserte m<2->ytelser av leggekolonnen er ikke ønsket, da de utvirker seg negativt ved høy andel av lønnsomkostninger i det lagte gulvs sluttpris.

Det pulverformede bitumenkonsentratet ifølge oppfinnelsen skal forklares og beskrives nærmere ved hjelp av følgende eksempel: Til fremstilling av det pulerformede bitumenkonsentrat gjennomføres følgende arbeidsprosesser: 1. Oppvarming av den respektive kiselsyre, av zeolitten og av bitumen til 140°C i tørkeskap. 2. Fylling av avveid kiselsyremengde og zeolittmengde i blandekar. Porsjonsvis tilsetning av bitumen under omrøring (for hånden eller med vingerører, alt etter mengde). kraftig etterblanding inntil synlig homogenisering . 3. Utbringing av den enda varme masse på et blikk, for-deling til avkjøling til værelsestemperatur. 4. Den kalde, skorpede til granulataktige masse knuses i Braun-kjøkkenmikser i ca. 30 sekunder og males. 5. Utbringing av pulveret på en sikt 0,75 mm, frasikting, homogenisering i glasskåret i Turbula-blander.

Som zeolitt anvendes zeolitt av typen A ("Wessalith" P fra Degussa AG), som ble fremstilt i henhold til DE-OS 26 51 436 og som har partikkelspektrum ifølge fig. 1.

Som syntetisk kiselsyre anvendes kiselsyren "Sipernat" 22 fra Degussa AG.

Kiselsyren "Sipernat 22" er en utfelt og forstøvningstørket kiselsyre med følgende fysikalsk-kjemiske data:

Produktbeskrivelse: tørt, flyte- og risledyktig, middels-til sortbrunt pulver

Volumtetthet: 0,50-0,70 /kg/l/

Claims (8)

1. Pulverformet bitumenkonsentrat, inneholdende en blanding, bestående av syntetisk kiselsyre og krystallinsk, pulverformet, syntetisk zeolitt eller zeolittblanding.

2. Bitumenkonsentrat ifølge krav 1, karakterisert ved at bitumendelen utgjør 30-70 vekt-%, fortrinnsvis 45-55 vekt-%, referert til den samlede blanding.

3. Bitumenkonsentrat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mengden av syntetisk kiselsyre utgjør 8-50 vekt-%, fortrinnsvis 15-20 vekt-%, referert til den samlede blanding.

4. Bitumenkosnetrat ifølge krav 1-3, karakterisert ved at mengden av zeolitt eller zeolittblanding utgjør 15-60 vekt-%, fortrinnsvis 30-40 vekt-%, referert til den samlede blanding.

5. Anvendelse av bitumenkonsentratet ifølge krav 1-4 som tilsalgsstoff til fremstilling av asfaltblandinger for gate- og brobygg.

6. Anvendelse av bitumenkonsentrat ifølge krav 1-4 som tilslagsstoff til fremstilling av asfaltblandinger for høybygg, f.eks. fugeløse gulv og industrigulv.

7. Anvendelse av bitumenkonsentratet ifølge krav 1-4 som tilslagsstoff til forbedring av oppvurderingen av gammel asfalt.

8. Anvendelse av bitumenkonsentratet ifølge krav 1-4 som tilslagsstoff til fremstilling av bituminøse bygningsstoffer, som f.eks. takbaner, fugemasser, sparkelmasser, takbelegningsmasser, isoleringsmasser, undergulvsbeskytt-else, korrosjonsbeskyttelse, lyddempningsmasser.