DE10022666A1 - Straßenbaubitumen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein DOLLAR A Polymermodifiziertes Bitumen für den Straßenbau durch 49 bis 99 Ma.-% eines Normbitumens und 1 bis 6 Ma.-% durch schonenden thermischen Abbau aus polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten zwischen 1000 und 10000 g/mol.
Description
Die Erfindung betrifft ein polymermodifiziertes Bitumen aus einem Normbitumen für den
Einsatz im Straßenbau.
Die industrielle Produktion von Bitumen erfolgt aus Erdöl, bei der Verarbeitung stark
bituminöser Rohstoffe durch Konzentration, Destillation oder selektive Trennung der
enthaltenen Bitumenanteile mit Hilfe von Lösungsmitteln and bei der Verarbeitung von
schwach bituminösen Rohölen bzw. deren Rückständen nach Methoden, wie z. B. dem
Blasen, die einen Bitumenaufbau bewirken. Die so hergestellten Bitumen werden
dementsprechend in Destillations-, Extraktions- oder geblasene Bitumen eingeteilt.
Erdölbitumen sind dabei plastoviskose Stoffe und haben im Bereich üblicher
Gebrauchstemperaturen eine nur schwach ausgeprägte Viskosität. Beim Einsatz solcher
Bitumen im Straßenbau sind daher Kompromißlösungen erforderlich, um eine möglichst
verschleißarme Asphaltmischung für die hohen Belastungen im heutigen Straßenverkehr
herstellen zu können. Dabei sind die Anforderungen an Straßenbaubitumen insbesondere
durch das steigende Verkehrsaufkommen und immer höhere Achslasten von Fahrzeugen
ständig gestiegen.
In der Vergangenheit wurde daher immer wieder versucht, durch Herstellung
polymermodifizierter Bitumina Voraussetzungen für die Herstellung von Fahrbahndecken zu
schaffen, die den heutigen Belastungen genügen und deren Gebrauchswerteigenschaften über
den gesamten klimatisch bedingten Temperaturbereich bei kritischen Belastungsbedingungen
verbessert werden. Der Zusatz ausgewählter Kunststoffe bewirkt dabei eine Absenkung des
Brechpunktes und eine Erhöhung des Erweichungspunktes und somit eine höhere
Plastizitätsspanne, wodurch die elastischen Eigenschaften eines polymermodifizierten
Bitumens denen eines reinen Erdölbitumens wesentlich überlegen sind und zu einer erhöhten
Verformungsbeständigkeit führen. Bekannte Kunststoffe zur Herstellung solcher
polymermodifizierten Bitumen sind ataktisches Polypropylen, Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-
Copolymere, Polyisopren, Naturkautschuk u. dgl. Allerdings hat sich bei der Herstellung
solcher Bitumenkombinationen gezeigt, daß nach relativ kurzer Zeit in schmelzflüssigem
Zustand Entmischungserscheinungen auftraten. Daraus ergibt sich in der Praxis die
Notwendigkeit, solche polymermodifizierten Bitumen bis zu ihrem Einsatz ständig zu rühren
oder in einer anderen geeigneten Weise homogen zu halten, um gleichmäßige Beschichtungen
zu gewährleisten.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik ist wiederholt versucht worden, ein Entmischen der
Bitumenkombination mit geeigneten Mittel zu begegnen. So wird in der DE-AS 25 40 230 ein
Verfahren beschrieben, bei dem eine Mischung von Bitumen und Polyolefinen durch
Homogenisierung in einer Heißmischanlage so lange behandelt wird, bis ein deutlicher
Viskositätsabfall eintritt und ein Polymerbitumen entsteht, daß nicht mehr zur Entmischung
neigt. Gemäß DE-PS 26 31 361 wird versucht, die Entmischungsneigung von Bitumen und
ataktischem Polyolefin durch Zugabe eines Füllstoffes mit speziellen physikalischen
Eigenschaften zu verhindern.
Obwohl die vorgeschlagenen Zusätze und Behandlungsverfahren einer Verbesserung
bestimmter Eigenschaften der Bitumina ermöglichen, ist jedoch in der Regel eine
Beeinträchtigung der Produktqualität festzustellen. Der Einsatz spezieller synthetischer
Produkte führt außerdem zu zusätzlichem Aufwand und zu einer Verschlechterung des Preis-
Leistungsverhältnisses bei der Herstellung von Straßenbaubitumen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu
beseitigen und ein polymermodifiziertes lagerstabiles Straßenbaubitumen zu entwickeln, das
allen Anforderungen im heutigen Straßenbau gerecht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein polymermodifiziertes Bitumen mit 94 bis 99 Ma.-%
eines Bitumens und 1 bis 6 Ma.-% durch thermischen Abbau aus
polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten
zwischen 1000 und 10000 g/mol gelöst. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Bitumenkombination können sowohl Destillatbitumen oder Destillatbitumenmischungen
allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen als auch schwere Erdölrückstände
allein oder im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen aber auch angeblasene Bitumen im
Erweichungsbereich zwischen 27 und 60°C mit einer Penetration von 30 bis 320 mm . 10-1
allein verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist dabei die Verwendung eines aus einem
schweren Erdöldestillationsrückstand mit einem Erweichungspunkt von 27 bis 44°C durch
schonende Anoxidation auf einen Erweichungspunkt von 37 bis 60°C mit einer Penetration
zwischen 35 und 210 mm . 10-1 eingestellten angeblasenen Destillatonsrückstandes.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält das erfindungsgemäß vorgeschlagene
polymermodifizierte Bitumen vorzugsweise 1 bis 3 Ma.-% hochschmelzendes
Polyolefinabbauwachs. Dieses kann darüber hinaus erfindungsgemäß in Form eines festen
Compounds aus Bitumen und 60 bis 90 Ma.-% hochschmelzenden Polyolefinabauwachs
verwendet werden und wird gemäß der vorgeschlagenen Straßenbaubitumenkombination in
solchen stöchiometrischen Verhältnissen zugemischt, daß der Wachsanteil im Fertigprodukt
zwischen 1 und 6 Ma.-% liegt.
Mit der Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Straßenbaubitumen werden
gegenüber dem Stand der Technik insbesondere folgende vorteilhaften Effekte erzielt:
- - Die Anwendung der Erfindung führt zu einem höheren Verdichtungsgrad der hergestellten Asphaltmischung, wodurch die Standfestigkeit der hergestellten Asphaltbeläge erhöht und die Spurrillenbildung zurückgedrängt wird,
- - Die Verarbeitungszeit des Bitumens wird erhöht
- - Die Viskosität des flüssigen Bitumens wird herabgesetzt, so daß die Verarbeitungstemperaturen verringert werden können, wodurch die Schädigung des Bitumens durch hohe Temperaturen herabgesetzt und die Schadstoffabgabe bei der Verarbeitung minimiert werden kann
- - Das Haftvermögen des erfindungsgemäßen Bitumens auf den Zuschlagstoffen wird verbessert.
- - Der Brechpunkt des Bitumens wird durch den Zusatz von 1 bis 6 Ma.-% hochmolekularem Polyolefinabbauwachs nur geringfügig oder gar nicht verändert, d. h., es tritt keine Verschlechterung des Tieftemperaturverhaltens auf.
- - Das erfindungsgemäße polymermodifizierte Bitumen ist stabil. Es tritt keine Entmischung ein.
- - Aufgrund der geringen molekularen Uneinheitlichkeit der erfindungsgemäß verwendeten hochmolekularen Polyolefinabbauwachse werden sehr gut reproduzierbare Ergebnisse erhalten.
Die hier erwähnten Molekulargewichte sind gewichtsmittlere Molekulargewichte. Bevorzugt wurden
niedermolekulare Anteile mit einem Molekulargewicht von etwa 150 bis 500 g/mol aus den Wachsen
vor der Verwendung entfernt. Besonders geeignete Wachse zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung sind diejenigen Wachse, die nach den vom selben Anmelder am selben Tag eingereichten
Verfahrenspatenten erhalten werden (Anwaltsaktenzeichen: E 1771 DE, E 1772 DE, E 1773 DE,
E 1774 DE und E 1775 DE).
Claims (7)
1. Polymermodifiziertes Bitumen für den Straßenbau, gekennzeichnet durch 49 bis 99 Ma.-
% eines Normbitumens und 1 bis 6 Ma.-% durch schonenden thermischen Abbau aus
polyolefinischen Altkunststoffen erhaltene hochschmelzende Wachse mit Molgewichten
zwischen 1000 und 10000 g/mol.
2. Polymermodifiziertes Bitumen nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
verwendeten Normbitumen Destillatbitumen oder Destillatbitumengemische allein oder
im Gemisch mit einem angeblasenen Bitumen sind.
3. Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
verwendeten Normbitumen schwere Erdölrückstände allein oder im Gemisch mit einem
angeblasenen Bitumen sind.
4. Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
verwendeten Normbitumen angeblasene Bitumen im Erweichungsbereich zwischen 37
und 60°C mit einer Penetration von 30 bis 320 mm . 10-1 sind.
5. Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
angeblasene Bitumen einen Erweichungsbereich zwischen 37 und 60°C mit einer
Penetration von 35 bis 210 mm . 10-1 aufweist und aus einem schweren
Erdöldestillatrückstand mit einem Erweichungsbereich zwischen 27 und 44°C durch
schonende Anoxidation hergestellt ist.
6. Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen 1
bis 3 Ma.-% hochschmelzendes Polyolefinabbauwachs enthält.
7. Polymermodifiziertes Bitumen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
hochschmelzende Polyolefinabbauwachs dem Bitumen als Compound
aus Bitumen und 60 bis 90 Ma.-% hochschmelzendem Polyolefinabbauwachs zugesetzt
ist.
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