SE452162B - Stabilt vattenhaltigt bitumenpreparat och forfarande for dess framstellning - Google Patents

Description

452 162 med de inom byggnadsindustrin använda andra materialen.

Bitumenemultionernas stabilitet säkerställs genom emulger- medel och stabilisatorer men dessa hämmar delvis brytningen av emultionen och utbildningen av ett sammanhängande bitu- menskikt. Dessutom är bitumenemultionerna elektrolytkäns- liga, de är kombinerbara endast i begränsad utsträckning med kemiskt aktiva byggnadsmaterial såsom kalk, cement och gips och även deras stabilitet är begränsad. Ändamålet med uppfinningen är att under eliminering av de inom tekniken kända nackdelarna tillhandahålla ett vattenhaltigt bitumenpreparat, som är allmänt användbart och lagringsbart i kallt tillstånd och i vilket bitumenet är kombinerbart med de aktiva byggnadsmaterialen i full ut- sträckning, varvid bitumenet vid dess applicering manuellt eller på maskinell väg bildar ett sammanhängande koherent skikt och är användbart som sådant eller kombinerat med tillsatsmedel utan brand- och olycksrisk, samt ett för- farande för framställning därav och dess användning. Ändamålen ovan uppnås överraskande genom uppfinningen. am Uppfinningsföremålet är ett vattenhaltigt bitumenprepa- rat, som utmärkes av att det innefattar 35 - 65 viktprocent bitumen suspenderat i vatten med hjälp av en aluminium-- hydroxidgel, som har framställts genom omsättning av ett aluminiumsalt och en jordalkalimetallhydroxid, varvid hydroxiden har använts i överskott i förhållande till den stökiometriska mängd som kräves för reaktion med aluminiumsaltet.

Företrädesvis innehåller bitumenpreparatet enligt uppfinningen som aluminiumhydroxidgel en sådan som har framställts med ett kalciumhydroxid- och/eller magnesium- hydroxidöverskott.

Bitumenpreparatet enligt uppfinningen är vid om- givningens temperatur klibbigt respektive pastaartat, lagringsbart och blandbart med vatten.

Föremål för uppfinningen är även ett förfarande för framställning av det vattenhaltiga bitumenpreparatet 3 452 162 enligt uppfinningen, vilket förfarande utmärks därav att man omsätter en jordalkalimetallhydroxid och ett aluminiumsalt, företrädesvis aluminiumsulfat, varvid mängden jordalkalimetallhydroxid föreligger i överskott i förhållande till den stökiometriska mängd som kräves för omsättning med aluminiumsaltet och dispergerar 35-65 viktprocent,räknatpå dispersionen, smält bitumen i den erhållna vattenhaltiga aluminiumhydroxiddispersionen.

Det är föredraget att som jordalkalimetallhydroxid använda respektive medanvända kalciumhydroxid, speciellt som släckt kalk, kalkgröt eller sättningskalk (i fast form föreliggande kalkhydrät), i synnerhet som av släckt kalk beredd kalkmjölk. Vidare är det föredraget att som jordalkalimetalloxid och/eller -hydroxid använda respek- tive medanvända magnesiumoxid och/eller magnesinmhydroxid.

Av de båda sistnämnda föredras speciellt magnesiumhydroxid, som speciellt har framställts utgående från magnesiumoxid. w Som blandningar av jordalkalimetalloxider respektive -hydroxider kan med fördel sådana användas, som består av kalciumoxid och magnesiumoxid respektive kalciumhydroxid och magnesiumhydroxid.

Lämpligen används jordalkalimetalloxiden respektive -oxiderna och/eller -hydroxiden respektive -hydroxiderna i en mängd, som är flera gånger den för framställning av aluminiumhydroxidgelen stökiometriskt erforderliga mängden räknat på aluminiumsaltet respektive -salterna.

Företrädesvis används jordalkalimetalloxiden respek- tive -oxiderna och/eller -hydroxiden respektive -hydroxi- derna i en mängd, som är 15-150 gånger, speciellt 15-100 gånger den för framställning av aluminiumhydroxidgelen stökiometriskt erforderliga mängden, räktnat på aluminium- saltet respektive -salterna. 452 162 4 Lämpligen arbetar man vid ett pH-värde av minst 7,5.

Som bitumen kan man använda ett sådant eller sådana med godtycklig mjukningspunkt. Det är emellertid föredraget att som bitumen använda ett sådant, som uppvisar en mjuk- ningspunkt av 4s-11o°c, speciellt 4s-1oo°c, och/eller ett bitumen, som är modifierat exempelvis med en eller flera plaster (kompound-bitumen respektive modifierat bitumen).

Företrädesvis använder man som vattenlösligt aluminium- salt aluminiumsulfat oktadekahydrat [Äl2(S04)3 . 18 H2Q].

Därvid kan man använda ett sådant av tektisk kvalitet, vars aluminiumhalt ligger runt 17 viktprocent.

Lämpligen används aluminiumhydroxidgelen i sådana mängder, räknat på bitumenet, att därigenom dropparna av bitumensmältan kan hållas fortfarande i form av en stabil dispersion. Följaktligen används med fördel aluminiumsaltet respektive aluminiumsalterna totalt i mängder av minst 1,0 viktprocent, företrädesvis minst 1,5 viktprocent och i synnerhet minst 2,0 viktprocent, uttryckt som aluminium- sulfatekvivalent, räknat på bitumenet respektive bitumenen.

Lämpligen används saltet respektive salterna totalt i mäng- der av högst 8 viktprocent, företrädesvis högst 4 vikt- procent, uttryckt som aluminiumsulfatekvivalent; räknat på bitumenet respektive bitumenen. Speciellt föredras att-saltet respektive salterna totalt används i mängder av 1,0-6,5 viktprocent, i synnerhet 1,0?3,5 viktprocent och speciellt 1,5-3,5 viktprocent, uttryckt som aluminium- sulfatekvivalent, räknat på bitumenet respektive bitumenen.

F Det är även fördelaktigt att använda jordalkalimetall- oxiden respektive -oxiderna och/eller -hydroxiden respek- tive -hydroxiderna, såsom kalciumhydroxid, i mängder av minst 4 viktprocent, i synnerhet minst 10 viktprocent, ut- tryckt som kalciumhydroxidekvivalent, räknat på bitumenet respektive bitumenen. Lämpligen används oxiden och/eller s 452 162 hydroxiden respektive oxiderna och/eller hydroxiderna i mängder av högst 45 viktprocent, uttryckt som kalcium- hydroxidekvivalent, räknat på bitumenet respektive bitu- menen. Speciellt föredraget är det att använda oxiden och/ eller hydroxiden respektive oxiderna och/eller hydroxiderna_ i mängder av 10-40 viktprocent, i synnerhet 16-22 viktpro- cent, uttryckt som kalciumhydroxidekvivalent, räknat på bitumenet respektive bitumenen.

Bitumenhalten hos det vattenhaltiga bitumenpreparatet enligt uppfinningen inställes på minst 35 viktprocent och på högst 65 viktprocent, i synnerhet högst 60 viktprocent.

Det är även föredraget att inställa den totala halten fast material (eller annorlunda uttryckt den totala torr- halten (i denna inräknas förutom halten av de oorganiska materialen även bitumenhalten)) i det vattenhaltiga bitumen- preparatet enligt uppfinningen pâ högst 70 viktprocent.

Lämpligen inställs halten på minst 50 viktprocent. üñ Lämpligen åstadkomma fördelningen av bitumenet respek- tive bitumenen i det vattenhaltiga mediumet genom omröring vid en temperatur över mjukningspunkten hos bitumenet respek- tivefins bitumenen. Därvid är det föredraget att genomföra för- delningen av bitumenet respektive bitumenen i vattenhaltigt medium vid en temperatur av minst 50°C, speciellt 50-80°Q över mjukningspunkten hos bitumenet respektive hos bitumenen.

Enligt en fördelaktig utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen åstadkomms fördelningen av bitumenet res- pektive bitumenen i vattenhaltigt medium på så sätt att det till en temperatur över mjukningspunkten uppvärmda bi- tumenet under omröring sätts till det uppvärmda, vatten- haltiga mediumet, som innehåller den i detta beredda alu- miniumhydroxidgelen. Företrädesvis sätts bitumenet respek- tive bitumenen med en temperatur av minst 60°C,speciellt 60-80°C över mjukningspunkten (det vill säga ett bitumen 452 162 med en mjukningspunkt av 60°C har förvärmts till en tempe- ratur av minst 12o°c, speciellt .12o-14o°c) till det vattenhaltiga mediumet. Vidare är det föredraget att använ- da det vattenhaltiga mediumet uppvärmt till en temperatur av 4o-so°c.

Vid förfarandet enligt uppfinningen kan man även an- vända eniirsitülnyframställd aluminiumhydroxidgel i det vattenhaltiga mediumet. Enligt en utföringsform av för- farandet enligt uppfinningen åstadkomms sådeles fördel- e ningen av bitumenet respektive bitumenen i det vattenhal- tiga mediumet på så sätt att aluminiumsaltet respektive -salterna fördelas i bitumensmältan och därefter kyls denna bitumensmälta under omröring och under tillsats till jord- alkalimetalloxiden respektive oxiderna och/eller -hydr- oxiden respektive -hydroxiderna i det vattenhaltiga mediumet, med fördel kalkmjölk, speciellt i överskott.

Det vattenhaltiga aluminiumhydroxidgelhaltiga bitumen- preparatet enligt uppfinningen utgör en blandning av ett organiskt bindemedel och ett oorganiskt bindemedel, ur =« vilken blandning efter förångningàv vattenhalten vid appli- cering eller annan användning bitumenet respektive bitu- menen bildar ett sammanhängande koherent skikt och jord- alkalimetallhydroxiden respektive -hydroxiderna och/eller -oxiden respektive -oxiderna binder koldioxiden i luften och omvandlas till ett jordalkalimetallkarbonat respektive till jordalkalimetallkarbonater, varvid bitumenet respek- tive bitumenen förlorar vatten. Det av bitumenpreparatet enligt uppfinningen alstrade filmartade skiktet har såväl bitumenkaraktär som jordalkalimetalloxid- respektive jord- alkalimetallhydroxidkaraktär och kan därför användas inom byggnadsindustrin för de mest skilda ändamål.

Det har konstaterats att den amorfa aluminiumhydroxid- gelen, speciellt en nyframställd sådan, förmår att på sin stora aktiva yta varaktigt adsorbera de ur bitumensmältan genom omröring alstrade bitumendropparna utan att aluminium- hydroxidgelen förlorar sinagelegenskaper. Den bildade aluminiumhydroxidgelen är stabil och förmår att hålla bi- tumenet i ett disperst fördelat tillstånd vid omgivningens 7 452 162 temperatur. Det pastaartade bitumenpreparatet enligt upp- finningen kan spädas med vatten vid omgivningens temperatur och är blandbart med aktiva byggnadsmaterial och/eller inerta fyllmedel utan förlust av sin stabilitet.

Bitumenpreparatet enligt uppfinningen kan i obegränsad utsträckning blandas med följande ofta använda bindemedel: Cement, Kalk, Gips och Plastdispersioner, såsom polyvinylacetatdispersioner, Polyakrylsyraesterdispersioner och gummilateks.

Bitumenpreparatet enligt uppfinningen har efter späd- ning med vatten till en torrhalt av 30 viktprocent fortfaran- de en brukartad respektive grötformig konsistens och är tixotropt. Det kan obegränsat vidareutspädas med vatten, varvid det förblir homogent; efter en längre tids stående är det emellertid lämpligt att före användning efter homo- genisera bitumenpreparatet genom omröring. Under 0°C stel- nar bitumenpreparatet enligt uppfinningen men vid smältning kan det ånyo framställas reversibelt.

Bitumenpreparatet enligt uppfinningen kan användas som bindemedel, lim, isolerings- och solidifieringsmate- rial, speciellt inom byggnadsindustrin.

Föremål för uppfinningen är även användningen av bitu- menpreparatet enligt uppfinningen som bindemedel, lim, iso- lering- och solidifieringsmaterial, speciellt inom byggnads- industrin.

Så exempelvis kan bitumenpreparatet enligt uppfinningen användas exempelvis för framställning av kall asfalt och lim/fundamentbruk, för markstabiliseringsändamâl, applice- rat som ett skikt eller inarbetat i konstruktionsmaterial, för isolering och även för hopfogning av olika porösa ytor. så exempelvis har man exprementellt kunnat konstatera *- att bitumenpreparatet enligt uppfinningen i godtycklig kom- bination är användbart förhopfogning av följande material: Eternit, Järnplåt, Glas, Trä, Bitumenhaltig Tak- respektive täckpapp, 452 162 Betong, Putsade betongytor, Tegel, Stenplattor, Mjuka och hårda skummaterial, Mineralullsplattor, Kork, Stengodsplattor, Glasfiberväv och Konstfiberväv.

Vid de av bitumenpreparatet enligt uppfinningen alstra- de, filmartade sammanhängande skikten är mjukningspunkten jämfört med mjukningspunkten för av utgångsbitumenet alstra- de skikt förhöjd med 10-15°C (uppmätt medelst en ring- och kula - mjukningspunktsmätanordning (enligt DIN 1995- U4)). Filmytornas vattentäthet är utomordentlig och deras värmebeständighet är bättre än hos de av utgångsbitumenet framställda ytorna, medan mjukningspunkten hos de av bitu- menpreparatet enligt uppfinningen framställda filmbêlägg' ningarna i torrt tillstånd är högre än mjukningspunkten hos de av utgångsbitumenet framställda beläggningarna, så att de förstnämnda vid mjukningspunkten hos de sist- nämnda fortfarande icke rinner av från lodräta ytor. Pâ det nyberedda, filmartade skiktet kan ett puts- eller kalk- täckskibk appliceras, varvid båda häftar väl vid varandra.

Uppfinningen åskådliggöra närmare medelst följande utföringsexempel.

Exempel 1 3 viktdelar aluminiumsulfatoktadekahydrat upplöstes i 10 viktdelar vatten och lösningen uppvärmdes till 40-45°C och försattes med 10 viktdelar av ett med 30 viktdelar vatten blandat kalciumhydroxidpulver. Vid förening av de i förväg beredda lösningarna bildades en gel av grädd- tjocklek, varvid en uppvärmning till cirka 50-60°C in- trädde. Därvid var det lämpligt att temperaturen ej fick överstiga cirka 60°C. Därefter tillsattes 47 viktdelar av ett till 15o-16o°c uppvärmt bitumen DIN 1995 B 25. 452 162 De båda materialen blandades under omröring. Efter 20 mi- nuter erhölls ett homogent, svart eller mörkgrâtt, thixo- tropt vattenhaltigt bitumenpreparat, Det kunde spädas med vatten till en torrhalt av 30 viktprocent utan att dess thixotropa egenskaper och dess bindemedelsförmâga gick förlorade.

I stället förkßlciumhydroxidpulvcet kunde man med samma resultat använda av bränd magnesiumoxid framställd I magnesiumhydroxid.

Exempel 2 Av släcktkalk framställde man kalkmjölk med en torr- halt av 25 viktprocent. Till 40 viktdelar av den på så sätt beredda kalkmjölken sattes under omröring 1,5 vikt- delar av i 10 viktdelar vatten upplöst aluminiumsulfat- oktadekahydrat. Efter erhållande av materialen med gel- tjocklek inblandades under kraftig omröring 48,5 vikt- delar smält bitumen DIN 1995 B 80. Det svart1,homogena bitumenpreparatet bildades efter cirka 20 minuter.

Exempel 3 40 viktdelar bitumen DIN 1995 B 80 uppvärmdes till en temperatur över 100°C och till bitumensmältan sattes långsamt 1,5 viktprocent aluminiumsulfatoktadekahydrat.

Efter avslutad skumning sattes denna bitumensmälta till 60 viktdelar av en i förväg beredd kalkmjölk med en torrhalt av 25 viktprocent under kraftig omröring. Bitu- menets dispersitetsgrad i det vattenhaltiga bitumenpre- paratet var från början förhållandevis stor næn efter stående och omröring flera gånger blev den undan för undan finare och man erhöll ett bitumenpreparat med thixotropa egenskaper.

Exempel 4 En viktdel aluminiumsulfatoktadekahydrat upplöstes 1 10 viktaelar vatten 1 4o°c och till denna lösning sat- tes 8 viktdelar kalkmjölk med en torrhalt 25 viktprocent.

Den bildade aluminiumhydroxidgelen, som hade ett pH- värde av 10,5, infördes i en kolloidkvarn vid SOOC och försattes i denna med 50 viktdelar bitumen DIN 1995 B 80 10 452 162 med en temperatur av 120°C. Kolloidkvarnen hade en kapaci- tet av 6 ton/timme,ett varvtal av 960 varv/minut och en spaltbredd av 0,3-0,5 mm. Massan homogeniserades i Kolloid- kvarnen. Den bildade massan var homogen, thixotrop och svart till mörkgrå.

Exempel 5 Med det enligt exempel 2 framställda bitumenpreparatet bereddes en kall asfaltblandning med följande sammansätt- ning: 8 viktdelar kalkstensmjöl 10 viktdelar sand 15 viktdelar basaltgrus med partikelstorlekar upp till 5 mm 30 viktdelar basaltgrus med partikelstorlekar av 5-12 mm 37 viktdelar basaltgrüs med partikelstorlekar av 12- 20 mm 20 viktdelar av det enligt exempel 2 framställda bitu- menpreparatet.

Denna blandning hàrdnade efter förtjockning och efter 48 timmars torkning och kunde belastas. Vid tillsats av 5-10 viktprocent cement och en lagom mängd vatten avkorta- des hårdningstiden och även asfaltskiktets hållfasthet ökade.

Exempel 6 Det enligt exempel 2 framställda bitumenpreparatet användes genom applicering i ett skikt vid en specifik materialförbrukning av 3-4 kg/m2 för efterföljande vatten- tätning av i förväg rengjorda och dammfria betong- och tegelytor. Efter bindning av det första skiktet, vilket krävde 6-8 timmar, applicerades nästa skikt med den ovan nämnda specifika materialförbrukningen. Den på så sätt framställda isoleringen isolerade mot markfuktighet och till och med mot grundvatten upp till ett tryck av 1 atö.

Om en rörelse eller bristning av ytan var att förvänta var det lämpligt att mellan två isolerskikt anordna ett skikt av glasfiberväv med en maskvidd av 5~mm.

Claims (2)

H 452 162 PATENTKRAV

1. Stabilt vattenhaltigt bitumenpreparat, k ä n n e t e c k - a n a t därav, att det innefattar 35 ="65 vikt% bitumen sus=__* penderat i vatten med hjälp av en aluminiumhydroxidgel, som har framställts genom omsättning av ett aluminiumsalt och en jordalkalimetallhydroxid, varvid hydroxiden har använts i överskott 1 förhållande till den stökiometriska mängd som krävas för reaktion med aluminiumsaltet.

2. Förfarande för framställning av ett stabilt vattenhaltigt bitumenpreparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av att man omsätter en jordalkalimetallhydroxid och ett alu- ' miniumsalt, företrädesvis aluminiumsulfat, varvid mängden jordalkalimetallhydroxid föreligger i överskott i förhållan- de till den stökiometriska mängd som kräves för omsättning med aluminiumsaltet och dispergerar 35 - 65 vikt%, räknat på dispersionen, smält bitumen i den-érhållna vattenhaltiga alu- miniumhydroxiddispersionenQ