DE1805767A1 - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften eines insbesondere fuer den Strassenbau vorgesehenen Bitumens - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften eines insbesondere fuer den Strassenbau vorgesehenen Bitumens

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DE1805767A1
DE1805767A1 DE19681805767 DE1805767A DE1805767A1 DE 1805767 A1 DE1805767 A1 DE 1805767A1 DE 19681805767 DE19681805767 DE 19681805767 DE 1805767 A DE1805767 A DE 1805767A DE 1805767 A1 DE1805767 A1 DE 1805767A1
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filler
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STRABA HANDELS AG
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1013Plant characterised by the mode of operation or the construction of the mixing apparatus; Mixing apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
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Description

  • Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften eines insbesondere für den Straßenbau vorgesehenen Bitumens.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften eines insbesondere für den Straßenbau vorgesehenen Bitumens, bei dem dieses auf eine Temperatur ungefähr zwischen 140° und 180°C, vorzugsweise zwischen 140° und 170°C, erhitzt und mit Schwefel, Ir.sbescnaere mit Schwefelblume vermischt wird.
  • Rohöle weisen je nach ihrer geographischen Herkunft nicht nur sehr unterschiedliche Bitumengehalte auf - diese schwanken zwischen 5 und 80 Gewichtsprozent -, sondern sie ergeben auch Bitumen mit außerordentlich unterschiedlichen Eigenschaften.
  • Rohöle aus Venezuela und Mexico führen bei der Destillation zu Bitumen, die sich insbesondere für den Straßenbau gut eignen, während die Rohöle ais dem Nahen Osten und Afrika als Nebenprodukte der Benzingewinnung bei Anwendung der normalen Dampfdestillation in der Regel Bitumen liefern, welches nicht die durch DIN 1996 für die Verwendung im Straßenbau geforderten Eigenschaften aufweist. Dies ist deshalb besonders schwerwiegend, weil die europäischen Raffinerien überwiegend aus dem Nahen Osten und Afrika stammende Rohöle verarbeiten. Der Grund hierfür liegt nicht nur in der relativen Billigkeit dieser Rohöle, sondern auch in der Tatsache, daß die amerikanischen Rohöle wegen ihres hohen 3itumengehaltes und der daraus resultierenden Dickflüssigkeit nicht huber alle Pipelines transportiert werden können.
  • Um nun die in den europäischen Raffinerien anfallenden Bitumen für den Straßenbau geeignet zu machen, wurde u.a. zum sogenannten Blasverfahren gegriffen, bei den dem heißen Bitumen Luftsauerstoff zugeführt wird; dieser führt zu einer Strukturänderung des Bitumens, und zwar zu einer starken Vernetzung der Moleküle und infolgedessen zu einer Härtung bzw. Viskositätserhöhung. Durch das Blasen gelang es zwar, aus nichtamerikanischen Rohölen Bitumen herzustellen, die hinsichtlich Erweichungspunkt, Brechpunkt und Nadeleindringtiefe die durch DIN 1996 gestellten Anforderungen erfüllen, jedoch liegen die Werte für die Duktilität und Haftfähigkeit bestenfalls an den unteren Grenzen der zulässigen Berichte. Stark, d.h. lange geblasenes Bitumen ist ür den Strassenbau völlig ungeeignet.
  • Um einigermaßen in den vorgeschriebenen Härtebereich zu kommen, wurden z.B. auch mittelmäßig geblasenes und hartes Bitumen bisher mit relativ weichen Erdölrückständen vermischt.
  • Es ist auch schon bekannt, zum Zwecke der Härtung oder Viskositätserhöhung einem Bitumen Schwefel zuzusetzen. So ist beispiels -weise ein Verfahren bekannt geworden (Franz. Patentschrift 1 444 629), bei dem Bitumen auf Temperaturen zwischen 149° und 177 0C erhitzt und mit derselben oder bis zur vierfachen Menge an Schwefel vermischt wird. Dieser hohe Schwefelanteil führt zu einem außerordentlich harten Endprodukt, das eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit hat, jedoch wegen seiner mangelnden 1>uktilität für einen Straßenbelag infolge starker Neigung zur Rißbildung nicht geeignet ist.
  • Ein weiteres Beispiel zur Härtung des Bitumens durch Schwefelzusatz empfiehlt das Beimischen von 1 - 3 Gew.-9 Schwefel zu -einem Gemisch von geblasenem Schieferbitumen und schweren Mineralölen bei Temperaturen von 1200 - 150 0C (Deutsche Patentschrift 527 286), wobei dieses Gemisch jedoch vor dem Zusetzen des Schwefels nochmals verhältnismäßig lang (15 - 30 Min.) gblasen wird. Hier soll sich der Schwefel kolloidal verteilen und die Viskosität des Bitumens stark erhöhen, was also mit einer Härtung und einem Duktilitätsverlust gleichbedeutend ist.
  • Schließlich wird bei diesem bekanten Verfahren noch empfohlen, die Schwefelverbindungsgerüche dadurch zu beseitigen, daß das Verfahrensprodukt nochmals mit heißer Luft geblasen wird, was eine weitere Verhärtung zur Folge hat.
  • Ein lotes Beispiel für die Behandlung von Bitumen und Schwefel (Franz. Patentschrift 781 118) verfolgt ebenfalls die Härtung des Bitumens, wobei dieses bei Temperaturen zwischen 280° und 2200C mit 3 - 4 Gew.-% Schwefel versetzt wird. Auch hier tritt wegen der hohen Temperaturen eine Härtung ein. Dieses bekannte Verfahren arbeitet bei seiner Anwendung auf Teer mit Temperaturen zwischen 130 und 1500C, die bei diesem Rohstoff ebenfalls schon eine Härtung bewirken. Daß nicht eine Erhöhung der Duktilität bezweckt werden soll oder das Ergebnis dieses bekanten Verfahrens ist, geht aus dem Hinweis hervor, daß das Bitumen oder der Teer den größten Teil seiner Duktilität beibehält".
  • -Alle 4-)-ese bekannten Maßnahmen ermöglichen es zwar, aus nichtamerikanischen Rohölen ein Bitumen herzustellen, das hinsichtlich seiner Härte innerhalb des geforderten Bereichs liegt, die Werte für die Duktilität sind jedoch äußerst unbefriedigend. Sowohl das Blasen mit Sauerstoff als auch die bekannte Art der Renmischung von Schwefel bewirken nämlich lediglich einen Anstie des Erweichungspunktes des Bitumens, ohne daß dabei aber gleichzeitig dessen Brechpunkt ansteigt. Infolgedessen nimmt die sogenannte "Plastizitätsspanne" bei den bekannten Behandlungsverfahren zu.
  • Unter der Plastizitätsspanne wird der Abstand zwischen Brech-und Erweichungspunkt verstanden; an sich ist eine große Plastizitätsspanne erwünscht, jedoch tritt beim Blasen eines Bitumens mit Sauerstoff sowie bei der herkömmlichen Beimischung von Schwefel neben der erwünschten Vergrößerung der Plastizitätsspanne gleichzeitig noch eine andere Veränderung des Bitumens auf, die dieses für Straßenbauzwecke wenig geeignet macht: Bei dieser Veränderung handelt es sich um die Abnahme der Duktilität des 3itumens. Bei den bekannten Behandlungsverfahren werden nänlich die plastischen Eigenschaften des Bitumens mehr und mehr in elastische, d.h. gummiartige Eigenschaften verwandelt. Ein elastisches Bitumen ist zwar für die Herstellung von Dachcappen-Kabelvergußmassen und sonstigen Verguß- und Isoliermassen erwünscht, jedoch erhöht sich mit der Zunahme der Elastizität beim Einsatz des Bitumens für die Herstellung von Fahrbahntelägen die Rißbildungsgefahr in den letzteren, und deshalb wird bei für Straßenbauzwecke zu verwendenden Bitumen eine möglichst große Plastizität (und nicht Elost zität) angestrebt, und als Maß für die Plastizität dient die Duktilität, die mit Hilfe genormter Meßverfahren ermittelt wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die Duktilität von Bitumen in einstellbarer Weise erhöht werden kann. Es wurde nun ü;berraschenderweise festgestellt, daß sich diese Aufgabe ebenfalls durch den Zusatz von Schwefel lösen läßt> und zwar wird gemäß der Erfindung ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so modifiziert, daß das Bitumen ohne lokale Überhitzung erwärmt und in an sich bekannter Weise mit weniger als ungefähr 10 Gew.-% Schwefel vermischt wird, und daß ferner ein Kontakt des heißen Bitumen mit Sauerstoff möglichst weitgehend verhindert wird. Diese Grundidee der Erfindung widerspricht allen bisherigen Ansichten auf dem Fachgebiet; es wurde nämlich stets die Auffassung vertreten, Schwefel, der in derselben Gruppe des periodischen Systems wie Sauerstoff steht, bewirke eine ähnliche Härtung des Bitumen, wie sie beim Blasen mit Luft eintritt. Ausdrücklich erwähnt wird diese.Annahme der Fachwelt beispielsweise in der Deutschen Patentschrift 385 283, die sich mit der Härtung von Bitumen mit Schwefel bei hohen Temperaturen (ca. 2500C) befaßt, und in der erläutert wird, daß der Schwefel durch Ozon und Luft ersetzt werden könne. Außerdem ist aber das mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Ergebnis auch deshalb Uberraschend, weil der Zusatz eines Pulvers - wie es Ja auch die vorzugsweise beigemischte Schwefelblume ist - zu einem Bitumen normalerweise zu einer Versteifung und infolgedessen zu einer Duktilitätsabnahme des Gemisches führt.
  • Neben der Duktilitätserhöhung führt das erfindungsgemäße Verfahren aber noch zu einer weiteren Verbesserung des Bitumens: Die Duktilität ist nicht das alleinige Kriterium für eine gute Eignung eines Bitumens für StræRenbauzwecke, denn ein solches Bitumen sollte außerdem noch eine möglichst große PlastzitätE-spanne und - was wesentlich ist - eine gute Haftfestigkeit gegenüber den Gesteinsmaterialien bei Wassereinwirkung haben. rfindungsgemäß behandeltes Bitumen haftet aber auch wesentlich bis ser an Gesteinsoberflächen, als dies bei unbehandelten oder bei einem mit den bekannten Verfahren behandelten Bitumen der Fall ist.
  • Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß Voraussetzung für die beabsichtigte Verbesserung des Bitumens nicht nur der an sich bekannte Schwefelzusatz, sondern auch die Einhaltung bestlr::t er Temperaturen und die Vermeidung einer längeren Einwirkung von Luftsauerstoff auf das durch den Schwefelzusatz modifizierte Bitumen sind. Die obere Grenze für die Behandlungste=perat.ur bei Straßenbaubitumen "B 200" oder "B 80" liegt bei 1700C, während härtere Bitumen für die Gußasphaltherstellung (z.B. : 55 oder B 45) auch kurzfristig bis auf ungefähr 1830C einer: erden können. Aber auch die Einhaltung dieser erwähnten Behandlungstemperaturen führt zusammen mit der Verwendung des Schwefels noch nicht zu dem bei der Erfindung angestrebten Erfolg, denn die gewünschte Verbesserung wird bei einer Verarbeitung des Bitumens in diesen Fällen zwar kurzfristig erreicht, sie geht jedoch anschließend innerhalb einiger Stunden wieder verloren.
  • Von wesentlicher Bedeutung ist vielmehr auch noch die erfindungsgemäße Lehre, daß ein Kontakt des heißen Bitumens mit Sauerstoff möglichst weitgehend zu verhindern ist.
  • Das durch den Schwefelzusatz verbesserte, heiße Bitumen darf also weder in einem Vorratstank einer Mischanlage noch während der Mischgutherstellung oder beim Mischguttransport zur Einbaustelle längere Zeit dem Luftsauerstoff ausgesetzt werden. Ohne Beachtung dieses Merkmals der erfindungsgemäßen Lehre wirkt nämlich der Schwefelzusatz nur verhärtend und damit viskositätssteigernd, so daß entgegen der gewünschten Wirkung die Duktilität abnimmt.
  • Besondere zu beachten ist die in der erfindungsgemäßen Lehre angegebene obere Temperaturgrenze: Normalerweise wird nämlich unter der Temperatur eines Bitumens in einem Lagertank, einem Tankfahrzeug oder im Tank einer Mischanlage die mittlere Temperatur des gesamten Tankinhalts verstanden. Mit Heizvorrichtungen vieler und besonders älterer Tanks lassen sich aber lokale Erhitzungen des Bitumens in unmittelbarer Nähe der Heizvorrichtung nicht vermeiden. Eine solche unbeabsicht gte und oft auch unbemerkte örtliche Überhitzung des Bitumens bewirkt bei dem betreffenen Bitumenanteil bereits eine Härtung, und bei mit Schwefel versetzten Bitumen macht sich eine solche Überhitzung zum Teil durcn das Entweichen von Schwefelwasserstcff bemerkbar, was jedoch beim erfindungsgemäßen Verfahren durchaus unerwünscht ist, da der Schwefel im Bitumen verbleiben soll. Ein Stand der Technik, der nicht ausdrücklich auf diese Zusammenhänge hinweist, legt die Erfindung auch in keiner Weise r.ane, weil ohne sie nicht erkennbar ist, wie man die günstigen, von Schwefel bewirkten Veränderungen des Bitumens auch während dessen Transport und Lagerung erhalten kann.
  • Eine gleichmäßige Vermischung der relativ geringen Schwefel=engen im gesamten Bitumen eines Bitumen-Zuschl2gstoff-Gemisches für Straßenbauzwecke kann gewisse Schwierigkeiten bereiten. Deshalb wird in vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, bei der Herstellung eines Gemisches aus Bitumen und Zuschlagstoffen für Straßenbauzwecke den Zuschlagstoff vor der Weiterverarbeitung mit der auf die gesamte Bitumenmenge des endgültigen Gemisches bezogenen Menge feinkörnigen Schwefels zu vermischen. Der Vorteil dieser Maßnahme beruht darauf, daß die Schwefelblume verhältnismäßig leicht mit dem Gesteinsmehl gleichmäßig vermischt werden kann, das sich dann ebenfalls relativ einfach gleichmäßig in das Bitumen einarbeiten läßt.
  • Dieser Gedanke kann auch dazu verwendet werden, die Vorsichtsmaßnahmen zu erleichtern, durch die eine Einwirkung von Sauerstoff auf das heiße, geschwefelte Bitumen verhindert werden soll.
  • Zu diesem Zweck wird ein Verfahren, bei dem mit Hilfe des Impactverfahrens nach DBP 933 497 ein vorbitumierter, inaktiver Füller aus einem feinkörnigen Zuschlagstoff, insbesondere Gesteinsmehl, und Bitumen hergestellt wird, welcher bei der Bereitung des endgültigen Gemisches mit weiteren Zuschlagstoffen und Bitumen zu vermischen ist, gemäß der Erfindung so modifiziert, der daß lediglich/zur Herstellung des vorbitumierten Füllers vorgesehene Zuschlagstoff mit der gesamten Schwefelmenge vermischt wird. Der sich dann ergebende, inaktive Füller kann nun in kaltem Zustand beispielsweise in Säcke gefüllt und gelagert werden.
  • Das Bitumen des Füllers wird also erst wieder bei der Herstellung des endgültigen Gemisches erhitzt, so daß die Notwendigkeit - ntrAllt, schwefelhaltiges--Bitumen über längere Zeit auf hohen Uemperaturen zu halten. Ein weiterer Vorteil einer solchen Verfahrensführung ist darin zu sehen, daß gegenüber der Herstellung bekannter bituminöser Gemische kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, und schließlich ergibt sich eine noch gleichmäßigere Verteilung des Schwefels im Gemisch, da die Schwe£elblume nicht mit der Gesamtmenge der Zuschlagstoffe bei der Herstellung des endgültigen Gemisches, sondern zunächst =it der wesentlich geringeren Xenge an Gesteinsmehl fUr den Füller vermischt wird, der dann in einem weiteren Arbeitsgang in das endgültige Gemisch einzuarbeiten ist.
  • Erwähnenswert ist noch die Tatsache, daß bei den verschiedenen Gemischen trotz unterschiedlicher Bitumenanteile, deren Größe von der Verwendung des bituminösen Gemisches abhängt, stets vorbibuminierte Füller einer bestimmten, gleichbleibenden Zusammensetzung verwendet werden können, da ein mehr Bitumen enthaltendes Gemisch, beispielsweise ein Deckschichtmischgut, auch einen entsprechend höheren Gesteinsmehl- und damit Fülleranteil aufweisen nuß, so daß die mit diesem Füller in das endgültige Gemisch eingebrachte Schwefelmenge stets mindestens ungefähr in einem gleichbleibenden Verhältnis zur Gesamtmenge des Bitumens im Gemisch steht.
  • Als besonders zweckmäßig hat sich ein Füller mit 80 Gew.% Gesteinsmehl, 4 Gew.-% Schwefelblume und 16 Gew.- 3itumen erwiesen.
  • Anhand folgender Ausführungsbeispiele, die besonders bevorzugte Maßnahmen beschreiben, soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.
  • Beispiel 1: Ein Nahost-Bitumen aus einer Raffinerie, die bei der Bitumenherstellung das Blasverfahren anwendet, wird in der üblichen Weise auf 170°C erhitzt und dann ohne weitere Wärmezufuhr in einem wärmeisolierten Rührwerks-Tank mit 5 Gew.-% bzw. 2 Gew.-% Schwefelblume 5 Minuten lang vermischt.
  • Unmittelbar anschließend wird unter Verwendung dieses Bitumens ein splittreicher Asphaltfeinbeton zum Bau einer bituminösen Fahrbahnbefestigung lergestellt. Die Gesteinstemperatur beträgt dabei ebenfalls nur 1700C, Der Tank, der das verbesserte Bitumen enthält, wird während-der gesamten Bitumenverarbeitung geschlossen gehalten, um einen unerwünschten Luftzutritt zu vermeiden. Bei Arbeitsunterbrechungen von mehr als 24 Stunden empfiehlt sich eine Überschichtung der Bitumenoberfläche mit einem sauerstofffreien Schutzgas. Der Transport des Mischguts zur Einbaustelle erfolgt auf normalen Mischgut-LKW, wobei aber das Mischgut mit einer Plane vollflächig abgedeckt ist, und der Einbau wird mit normalen Einbaugeräten vorgenommen.
  • Das in einem derartigen Fahrbahnbelag enthaltene, verbesserte Bitumen weist gegenüber dem Ausgangsbitumen die folgenden Eigenschaften auf:
    Ausgangs- 98 % Bit. 95 % Bit.
    bitumen mit 2 % mit 5 %
    ohne S Schwefel Schwefel
    Erweichungspunkt mit Ruk 46°C 45°C 43°C
    Brechpunkt nach Fraaß -18°C -18°C -17°C
    Duktilität
    a) geprüft im Wasser
    von 25°C über 100 cm über 100 cm über 100 cm
    b) geprüft in Wasser |
    von 5°C 11 cm 16 cm 31 cm
    Haftfestigkeit bei Wasser-
    einwirkung von 48 Std.
    bei 250C
    a) auf Granitsplitt 8-12 5 % +) 3 +) 2 % +)
    b) auf Kiessplitt 8-12 10 % +) 8 % +) 5 % +)
    Ergiebigkeit (in 15g Bin-
    demittel lassen sich bei
    150°C vom Standard-Kalk-
    steinfüller einrühren) 119 g 122 g 130 g
    Molekulargewicht 1120 - 810
    +) Durch Wassereinwirkung bindemittelfrei gewordener Anteil der Gesteinsoberfläche Beispiel 2; Ein dampfdestilliertes Nahost-Bitumen "B 80" wird auf 1600 erhitzt und dann mit 4 Gew.-% flüssige: und auf 1600 erhitztem Schwefel vermischt. Das Gemisch wird nach 24-stündiger Lagerung in einem gegen Luftzutritt abgesicherten, wärmeisolietem Tank mit indirekter Thermalöl-Umlaufheizung bei einer Thermalöl-Höchsttemperatur von 175 0C auf seine Eigenschaften hin überprüft. Ein ebenso hergestelltes Gemisch aus demgleichen 3itumen "B 80" mit ebenfalls 4 Gew.-% flüssigem Schwefel wird ohne Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Erkenntnisse in einem normalen Tank mit direkter Flammrohrheizung und offenem Mannloch-Deckel bei einer Durchschnittstemperatur von 165°C aufbewahrt.
  • Bei jedem Einschalten der Flammrohrheizung tritt starke Schwefelwasserstoffbildung auf.
  • Proben aus diesem Tank wurden nach 24 und 72 Stunden auf ihre Eigenschaften geprüft, und es ergibt sich folgender Vergleich mit dem ersten Gemisch und dem Ausgangsbitumen:
    Bitumen mit 4 Gew.% Schwefel
    Ausgangs-
    nach einer Lagerungszeit von
    bitumen
    24 Std. 24 Std. 72 Std.
    ohne
    erfindungs- nicht erfindungs-
    Schwefel
    gemäss gemäss
    Erweichungspunkt
    mit Ring und Kugel: 46°C 44°C 50°C 55°C
    Brechpunkt nach 0 0
    Fraaß: -15°C -17°C -15°C -13°C
    Penetration bei
    25°C in zehntel mm: 95 144 72 47
    Duktilität gemessen
    über
    in Wasser von 7°C: 22,3 cm 100 cm 10,4-cm 4,8 cm
    Die Meßergebnisse der Tabelle dieses Beispiels zeigen deutlich, daß die für Straßenbauzwecke günstige und erwünschte Wirkung, nämlich eine Erweichung und Duktilitätzunahme bei nicht erfindungsgemäßer Lagerung oder Weiterverarbeitung, ins Gegenteil umgekehrt wird. Es tritt dann nämlich eine Verhärtung auf.
  • Um die erfindungsgemäßen Vorteile des Schwefelzusatzes ausnutzen zu können, muß also dafür gesorgt werden, daß das Einrühren des Schwefels, der Transport des verbesserten Bitumens, seine Lagerung und seine Weiterverarbeitung unter den angegebenen, erfindungsgemäßen Bedingungen erfolgen. Wenn das verbesserte Bitumen nach dem Einbau des damit hergesteilten bituminösen Fahrbahnbelages im Belag ausgekühlt ist, tritt keine nachteilige Verhärtung mehr auf, und es bleiben die erwünschten günstigen Eigenschaften erhalten. Ganz allgemein muß angestrebt werden, die Zeit zwischen dem Einrühren des Schwefels und der Fertigstellung des bituminösen Fahrbahnbelages möglichst kurz zu halten. Für Zeitspannen über 24 Stunden empfiehlt sich - wie schon erwähnt -die Überschichtung des verbesserten Bitumens im Vorratstank mit einem Schutzgas.
  • Beispiel 3: Ein Bitumen "B200" aus einem russischen Erdöl wird bei 1750 durch 5 Minuten langes Einrühren von 4 Gew.-% Schwefel gemäß der Erfindung verbessert. Es weist dann gegenüber dem Ausgangsbitumen folgende Eigenschaften auf:
    Ausgangs- 96 % Bit.
    bitumen mit 4 %
    ohne S Schwefel
    Penetration bei 25°C
    in zehntel mm 175 250
    Erweichungspunkt
    mit Ring und Kugel 42,4°C 41,3 C
    Brechpunkt nach Fraaß -15°C -18°C
    Haftfestigkeit bei Wasser.
    einwirkung auf Splitt
    a) 24 Std. bei 20°C 10 %/ 25 %+) 5 %/ 15 %
    b) 2 Std. bei 50°C 30 %+) 20 %+)
    c) 15 Min. bei 70°C 25 %+) 10 %+)
    +) Durch Wassereinwirkung bindemittelfrei gewordener Anteil der Gesteinsoberfläche.
  • Schließlich wird noch ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Einbringen der Schwefelblume in ein Bitumen-Zuschlagstoff-Gemisch mit Hilfe eines vorbituminierten Füllers beschrieben: Es soll ein Deckschichtgemisch hergestellt werden, das aus g4 Gew.-% Gesteinszuschlagstoff und 6 Gew.-% Bitumen besteht. Sol-Aen dem Bitumen nun 5 Xew.=% Schwefel beigegeben werden, so bedeutet dies einen Gewichtsanteil des Schwefels von nur 0,3% am Gesamtgemisch, was sich in dieses nur sehr schlecht gleichmäßig verteilt einarbeiten ließe.
  • Wird nun jedoch der Schwefel gemäß der Erfindung zuvor mit dem Gesteinsmehlanteil der Zuschlagstoffe vermischt, der ungefähr 6 - 8 Gew.-% beträgt, so ergibt sich eine wesentlich gleichmäßigere Schwefelverteilung.
  • Zur Herstellung des vorbitumlnierten Füllers werden nun 80 Gew.-% Gesteinsmehl und 4 Gew.-Z Schwefelblume (bezogen auf das Gesamtgewicht der herzustellenden FUllermenge) zum Mischen in den Mischtrog eines Impactmischers nach DBP 933 497 gebracht, und erst nach einer Vormischzeit von 2 - 4 Sekunden wird wie tei der Herstellung anderer Impactmischungen soviel feinst vernebeltes Bitumen auf das Gemisch aus Gesteinsmehl und Schwefel aufgesprüht, daß der Bitumenanteil des Füllers ungefähr 16 Gew.-% beträgt.
  • Gesteinsmehl und Schwefel bleiben dabei kalt-, so daß-sich der Schwefel zwar schon mit dem Bitumen vereinen kann, jedoch ohne daß hohe Temperaturen eine Bitumenverhärtung zur Folge hätten.
  • - Der vorbituminierte Füller kann dann in üblicher Weise und unter Beachtung der Grundgedanken der Erfindung mit den restlichen Zuschlagstoffen und weiterem Bitumen zum fertigen Gemisch weiter verarbeitet werden, wobei aber selbstverständlich der Bindemittelteil des FUllers bei der Zugabe weiteren Bitumens zu berücksichtigen ist.

Claims (7)

Patent ansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften eines insbesondere für den Straßenbau vorgesehenen Bitumens, bei dem dieses auf eine Temperatur ungefähr zwischen 140 und 180°C, vorzugsweise zwischen 1400 und 170°C, erhitzt und nit Schwefel, insbesondere mit Schwefelblume vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen ohne lokale Überhitzurg erwärmt und in an sich bekannter Weise mit weniger als ungefähr 10 Gew.-% Schwefel vermischt wird, und daß ein Kontakt des heißen Bitumens mit Sauerstoff möglichst weitgehend verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise 2 - 5 Gew.-% Schwefel belgernscht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekerrze chret, daß das Bitumen mit dem Schwefel ungefähr 5 Minuten ag verrührt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung elrs 3emisches aus Bitumen und Zuschlagstoffen für Straßenbauzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstof von er eiterverarbeitung mit der auf die gesamte Bitumenmenge des enagültigen Gemisches bezogenen Menge feinkörnigen Schwefels vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem mit Hilfe des Impactverfahrens nach DBP 933 497 ein vorbituminierter, inaktiver Füller aus einem feinkörnigen Zuschlagstoff, insbesondere Gesteinsmehl, und Bitumen hergestellt wird, welches bei der Bereitung des endgültigen Gemisches mit weiteren Zuschlagstoffen und Bitumen vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der zur Herstellung des vorbituminierten Füllers vorgesehene Zushlagstoff mit der gesamten Schwefelmenge vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feinkörnige Zuschlagstoff und der Schwefel mit Hilfe eines Inipactors vor dem Einsprühen des Bitumens vermischt werden
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Füllers 80 Gew.-» Gesteinsmehl mit 4 Gew.-% Schwefelblume gemischt mit 16 Gew.-% Bitumen besprüht werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422469A1 (de) * 1973-05-24 1974-12-12 Aquitaine Petrole Schwefelemulsion in bitumen

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DE2422469A1 (de) * 1973-05-24 1974-12-12 Aquitaine Petrole Schwefelemulsion in bitumen

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