DE2511560A1 - Schwefelhaltiger baustoff auf der grundlage von zuschlaegen und asphalt und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Schwefelhaltiger baustoff auf der grundlage von zuschlaegen und asphalt und verfahren zu seiner herstellung

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Jun Lawrence Edward Santucci
Gar Lok Woo
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Description

D*. J-.· . '■ ■ ■ - ■■:'■-.-.«.. WALTER BEIi ALr Γ-;■.«":■ V - ■ :
ds. . ·.- . : --J.WOU» H. März 1975
DR. j ü/ ,..- ..- ... <i F RA f i ;< F ·. Γ λ M MAl ri -.
Unsere Nr. 19 766
Chevron Research Company San Francisco, CaI., V.St.A.
Schwefelhaltiger Baustoff auf der Grundlage von Zuschlägen und Asphalt und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen schwefelhaltigen Baustoff auf der Grundlage von Zuschlägen und Asphalt sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Der erfindungsgemäße Baustoff kann wie ein Beton oder als Hoch- und Straßenbaumaterial verwendet werden.
Baustoffe, die Asphalt, Schwefel und mineralische Zuschläge enthalten und bei einer Temperatur von 120 bis l6O C hergestellt werden, sind in der US-PS 2 182 837 beschrieben. Auch die GB-PS 970 199 beschreibt Massen, die Asphalt, elementaren Schwefel und mineralische Zuschläge enthalten. Die beiden erwähnten Massen werden im allgemeinen hergestellt, indem zunächst elementarer
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Schwefel und Asphalt miteinander vermischt werden, worauf dieses Gemisch mit dem Zuschlag versetzt wird.
In der CA-PS 755 999 wird eine verbesserte bituminöse Straßenbaumasse beschrieben, die im wesentlichen aus feinverteilten anorganischen Zuschlagstoffen besteht, wobei die Hohlräume zwischen den Partikeln der Zuschlagstoffe im wesentlichen mit einer Dispersion gefüllt sind, die als kontinuierliche Phase Asphalt und als darin dispergierte, diskontinuierliche Phase elementaren Schwefel enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Asphalt mindestens 1:1 ist.
Die CA-PSs 781 353 und 744 626 entsprechen weitgehend den obigen Patentschriften.
Die USA-Patentanmeldung 286 627, die vom U.S. Bureau of Mines zur Lizenzvergabe angeboten wurde, beschreibt ein überzugsmittel, das aus elementarem Schwefel, Dicyclopentadien, Glasfasern und Talkum hergestellt wird.
Im Bericht der Vereinten Nationen über "Verwendung von Schwefel und Schwefelerzen als Baumaterialien in Guatemala" von Alan C. Ludwig, datiert vom 14. Juli I969 (Report No. TAO/GUA/4) wird die Herstellung eines Bindemittels oder Mörtels beschrieben, bei der elementarer Schwefel, Pasern wie Asbest und ein Plastizierungsmittel wie z.B. LP-3 (Handelsmarke für ein organisches Polysulfid-Polymer der Thiokol Chemical Corp.) oder Dipenten
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verwendet werden. Dicyclopentadien wurde in dem Bericht ebenfalls als Plastizierungsmittel vorgeschlagen, aber nicht verwendet, da es am Ort nicht zugänglich war. Gemäß diesem Bericht wurden für Versuchszwecke 3 Betonblöcke mit den Enden aneinandergelegt; die Außenflächen der Fugen wurden dann mit dem Bindemittel in einer Dicke von etwa 1 bis 2 mm bestrichene Die so erhaltenen Verfugungen waren stark genug, um das Gewicht eines Mannes zu tragenr
Die US-PS 3 306 000 entspricht dem obigen Bericht. Zur Verbin«·.: dung der Betonblöcke wurden hier die Außenflächen mit einem Mörtel bestrichen, der aus Schwefel, Pasern wie z.B. Glasfasern und einem Plastizierungsmittel wie z.B. LP-3 bestand.
Der erfindungsgemäße schwefelhaltige Baustoff auf der Grundlage von Zuschlägen und Asphalt wird erhalten durch Vermischen der Zuschläge mit geschmolzenem Asphalt und einem geschmolzenen, durch Erhitzen von Schwefel mit einem Plastizierungsmittel erhaltenen plastizierten Schwefel. Vorzugsweise wird der Zuschlag mit Asphalt vermischt, bevor er mit dem geschmolzenen, plastizierten Schwefelbestandteil vereinigt wird. Vorzugsweise wird der Zuschlag auf eine Temperatur von 35 bis 26O0C, insbesondere von 100 bis 2000C erwärmt, bevor er mit dem
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Asphalt oder einem Gemisch aus Asphalt und plastiziertem Schwefel vereinigt wird.
Vorzugsweise enthält das Schwefelsystem auch einen faserigen Füllstoff und/oder einen anorganischen Füllstoff wie z.B. ein Pulver, im günstigsten lalle beide. Glas- oder As ■bestfasern sind bevorzugte faserige Füllstoffe. Ein bevorzugter anorganischer Füllstoff ist Talkpulver.
Unter anderem beruht die Erfindung auf der Beobachtung, dass erfindungsgemäss hergestellte Zusammensetzungen aus Asphalt und Zuschlagen auf Schwefelbasis gegenüber Rißbildungen viel widerstandsfähiger sind als beispielsweise eine entsprechend hergestellte Zusammensetzung, die keinen Asphalt enthält, wenn man sie wechselnden Temperaturen zwischen Gefrieren und Auftauen aussetzt. Ferner wurde gefunden, dass eine bevorzugte, erfindungsgemäss hergestellte Zusammensetzung die vorteilhaften Eigenschaften eines Materials besitzt, das auch als "Gußasphalt" bezeichnet wird - eine Masse aus Asphalt und Zuschlagen mit hohem Gehalt an feinen Kornfraktionen, d.h. feinverteilten mineralischen Zuschlagen - ohne dass aber dieser hohe Anteil an feinen Kornfraktionen zur Anwendung gebracht wird. Ausserdem wurde gefunden, dass die erfindungsgemässe Zusammensetzung mit dem geringen Gehalt an feinen Kornfraktionen eine relativ niedrige Viskosität besitzt und bei Temperaturen unter 19O0C hergestellt werden kann, während bei der Herstellung der Gußasphaltmassen Temperaturen von 200-2350C üblich sind.
Die Bezeichnung "Zuschlag" bezieht sich auf Sand, Kies, Schotter, Schlacke oder andere mineralische Materialien. Der Zuschlag
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hat vorzugsweise eine Teilchengrösse von etwa 5 cm, besser 2 cm, bis hinab zu 5 um, und das Material passiert ein 80 DIN Sieb ( Normsiebgrösse). Als mineralische Zuschläge können Silikat- und Kalkmineralien verwendet werden, wie z.B. feiner Sand und/oder Brecherstaub, Granitsplit, Zementschlacke oder Gemische dieser Mineralien.
Unter "feinen Kornfraktionen" sind Zuschläge zu verstehen, die fein genug sind, um ein 80 DIN - Sieb zu passieren.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Zusammensetzung aus Zuschlägen und Asphalt auf Schwefelbasis hergestellt, indem geschmolzener Asphalt und geschmolzener, plastizierter Schwefel mit den erwärmten Zuschlagstoffen vermischt werden, wobei der Zuschlag weniger als 5 Gewichtsprozent feine Kornfraktionen enthält und mindestens 5 Gewichtsprozent der Zusammensetzung aus Asphalt besteht.
Vorzugsweise liegt der Gehalt an feinen Kornfraktionen unter 2 Gewichtsprozent. Der Asphaltgehalt ist vorzugsweise relativ hoch und beträgt zwischen 6 und 9 Gewichtsprozent der Zusammensetzung. Dieses vorzügliche Material bildet eine Masse mit einer sehr geringen Hohlraumfraktion, die sich für Brückendecken, Strossen und ähnliche Zwecke eignet. Der Gehalt an feinkörnigem mineralischem Zuschlag schließt nicht die anorganischen Füllstoffe ein, die in dem Schwefelsystem verwendet werden können. Aber diese anorganischen Füllstoffe zusammen mit den feinkörnigen mineralischen Zuschlägen in dem bevorzugten Material gemäss der Erfindung machen gewöhnlich und vor-
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zugsweise weniger als etwa 20 Gewichtsprozent der Zusammensetzung aus. Gußasphaltmassen haben gewöhnlich einen Anteil von etwa 20 Gewichtsprozent an feinen Kornfraktionen.
Der Begriff "Asphalt" bezeichnet laut Definition der American Society for Testing Materials eine dunkelbraune bis schwarze zementartige Masse, von fester oder halbfester Konsistenz, die in der Hauptsache aus Bitumen besteht, und die in der Natur als solche vorkommt oder als Rückstand bei der Erdölraffination erhalten wird. Naturasphalt ist beispielsweise der Asphalt des Trinidad-Sees; bei der Erdölraffination wird Asphalt als Topfrückstand beim Turmverfahren (unter Atmosphärendruck) oder als Rückstand bei der Vakuumdestillation erhalten. In der Encyclopedia of Chemical Technology von Kirk-Othmer, 2, Aufl., Bd· 2/sind auf S. 763 verschiedene Asphaltsorten aufgeführt.
Der Asphalt, der in der erfindungsgemässen Zusammensetzung aus Schwefel, Zuschlagen und Asphalt verwendet wird, hat vorzugsweise einen Penetrationsindex von 10 bis 300, im günstigsten lalle von 20 bis 120. Der Begriff "Penetrationsindex" bezieht sich auf einen Standardtest, der in ASTM D5-65 beschrieben wird, und bei dem die senkrechte Eindringtiefe einer genormten Nadel in eine Probe des Asphalts unter bestimmten Bedingungen von Temperatur, Druck und Zeit in Zehnteln eines Millimeters gemessen wird.
Plastizierungsmittel für Schwefel sind dem Fachmann bekannt (siehe Alberta Sulfur Research Ltd., Vierteljahrsbericht, Bd. VIII, No. 4, Januar-März 1972) und enthalten häufig
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Verbindungen mit ein oder mehr Schwefelatomen im Molekül. Das zum Plastizieren des Schwefels zugesetzte "Plastizierungsmittel11 ist in Wirklichkeit in vielen Fällen eine Vorstufe, die mit dem Schwefel reagiert und die wirksame Verbindung "bildet. Daher werden Verbindungen wie Dicyclopentadien, Cyclopentadien, Styrol und Phenol aus Gründen der Vereinfachung hier als Plastizierungsmittel bezeichnet, während sie im streng technischen Sinne Vorstufen der wirksamen Verbindungen sind, aus denen die Plastizierungsmittel in situ gebildet werden. Ein "Plastizierungsmittel für Schwefel" ist also eine Substanz, die den Kristallisationsgrad des Schwefels herabsetzt, wobei ein im allgemeinen zäheres, weniger sprödes Material erhalten wird.
Plastizierter Schwefel wird nach einem Verfahren hergestellt, bei dem Schwefel mit einem geeigneten Plastizierungsmittel erwärmt wird. Er besitzt gewöhnlich einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine höhere Viskosität als elementarer Schwefel. Ausserdem benötigt plastizierter Schwefel längere Zeit zum Kristallisieren, d.h. die Kristallisationsgeschwindigkeit von plastiziertem Schwefel ist geringer als die von elementarem Schwefel. Eine brauchbareMethode zur Bestimmung der Kristallisationsgeschwindigkeit ist die folgende: Das Prüfmaterial (0,040 g) wird auf einem Objektträger bei 1300C geschmolzen und dann mit einem quadratischen Deckplättchen bedeckt. Der Objektträger wird auf eine Heizplatte gelegt und auf einer Temperatur von 78 £ 20C gehalten, wobei die Temperaturmessung mit Hilfe eines Oberflächenpyrometers erfolgt. An einer Ecke wird ein Impfkristall des Prüfmaterials in die Schmelze einge-
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bracht. Gemessen wird die Zeit, die bis zur vollständigen Kristallisation erforderlich ist. Plastizierter Schwefel ist also Schwefel, der ein Additiv enthält, welches die Kristallisationszeit innerhalb der Fehlergrenze erhöht, d.h. die mittlere Kristallisationszeit des plastizierten Schwfels ist grosser als die mittlere Kristallisationszeit des elementaren Schwefels. Geeignete Plastizierungsmittel für die Zwecke der Erfindung sind Substanzen, die beim Zusatz zu geschmolzenem, elementarem Schwefel eine Verlängerung der Kristallisationszeit gegenüber elementarem Schwefel selbst bewirken. In einer Versuchsreihe benötigte elementarer Schwefel 0,44 Minuten zum Kristallisieren unter den obigen Bedingungen, während Schwefel mit einem Zusatz von 3,8% eines Phenol-Schwefel-Addukts (wie in der
USA-Patentanmeldung Nr. 344 694 beschrieben) 2,9 Minuten benötigte. Schwefel mit einem Zusatz von 6,6% bzw. 9,9% des gleichen Phenol-Schwefel-Addukts benötigte 5,7 bzw. 22 Minuten.
Anorganische Plastizierungsmittel sind beispielsweise Eisen-, Arsen- und Phosphorsulfide, aber besonders bevorzugte Plastizierungsmittel sind organische Verbindungen wie Styrol, o^-Methylstyrol, Cyclopentadien, Dicyclopentadien und Vinylcyclohexen, die Addukte aus aromatischen Verbindungen und Schwefel der US-PA 344 694 sowie die aromatischen Verbindungen, die zur Herstellung dieser Addukte verwendet werden, flüssige Polysulfide (z.B. Produkte, die unter der Handelsmarke Thiokol LP-3 oder LP-32 vertrieben werden) und die Mittel zur Viskositätsregulierung, die in den U.S. Patentschriften 3 674 525,
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3 453 125 und 3 676 166 beschrieben werden. Das "bevorzugte aromatische Plastizierungsmittel ist das Phenol-Schwefel-Addukt der US-PA 344 694« Das bevorzugte aliphatisch^ Plastizierungsmittel ist Dicyclopentadien.
Die Menge des Plastizierungsmittels, die zugesetzt werden muss, ist unterschiedlich und hängt von der Art der Verbindung ab, liegt aber gewöhnlich bei 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Zusammensetzung. Mehrfach ungesättigte Olefine wie Dicyclopentadien werden vorzugsweise in Konzentrationen von 1 bis 5 Gewichtsprozent verwendet. Die obere Grenze der Konzentration des Plastizierungsmittels wird durch die Viskosität des erhaltenen plastizierten Schwefels bestimmt. Die Endviskosität muss so sein, dass die Zusammensetzung bei der gewünschten Temperatur fließfähig ist und auch mit dem asphaltüberzogenen Zuschlag vermischt werden kann.
Die erfindungsgemässen faserigen Füllstoffe sind beliebige natürliche oder synthetische Fasern, deren Schmelzpunkt über der Temperatur der Zusammensetzung aus geschmolzenem Schwefel und Plastizierungsmittel liegt. Gewöhnlich werden ziemlich kurzfaserige Materialien verwendet, d.h. die Faserlängen liegen bei 1,6 mm bis 2,5 cm, vorzugsweise bei 3,2 mm bis 1,3 cm. Geeignete natürliche Fasern sind z.B. Jute, Hanf, Wolle, Baumwolle, faseriger Glimmer und Asbest. Synthetische Fasern zur erfindungsgemässen Verwendung sind z.B. Glasfasern, Steinwolle, Nylon, Dacron usw. Gemahlenes Glas ist der bevorzugte faserige Füllstoff. Diese Füllstoffe werden in Mengen von etwa 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent,
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bezogen auf das Gesamtgewicht des Schwefelsystems, zur Anwendung gebracht.
Die anorganischen Füllstoffe, die sich für die erfindungsgemässen Zusammensetzungen eignen, sind feinverteilte oder pulvrige anorganische Materialien, die vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengrösse von etwa 0,1 bis 40 pn, besser von 0,5 bis 20 um besitzen. Geeignete Füllstoffe sind z#B. Talkerden, Glimmer, Tonerden, Erdalkalisulfate wie Calciumsulfat, Kaolin usw. Besonders geeignete Füllstoffe sind anorganische Verbindungen, die der Zusammensetzung auf Schwefelbasis thixotrope Eigenschaften erteilen. Diese Verbindungen sind gewöhnlich schuppen- oder plattchenförmig, wie z.B. gewisse Talkerden und Glimmer. Anorganische Füllstoffe eignen sich zur Dispergierung des faserigen Füllstoffs und zur Erhöhung der Viskosität des plastizierten Schwefelsystems. Die Füllstoffe werden im allgemeinen in Mengen von etwa 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Schwefelsystem zur Anwendung gebracht.
Vorzugsweise besteht das Schwefelsystem, das in der erfindungsgemässen Zusammensetzung verwendet wird, aus dem Reaktionsprodukt von etwa 50 bis 97 Gewichtsprozent Schwefel und etwa 1 bis 50, besser 1 bis 10 Gewichtsprozent Plastizierungsmittel. Das Schwefelsystem enthält vorzugsweise auch etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent faserigen Füllstoff und etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent anorganischen Füllstoff.
Die Komponenten des Schwefelsystems liegen im günstigsten Falle in folgenden Mengen vor: 80-95% Schwefel, 1-3% Dicyclo-
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pentadien, 1-3% Glasfasern und 5-10% Talk. Eine andere vorteilhafte Rezeptur besteht aus etwa 60% Schwefel, 30-40% eines Phenol-Schwefel-Addukts mit etwa 30% Phenol und 2-5% Glasfasern.
Vorzugsweise macht das Schwefelsystem 5 "bis 30, besser 10 bis 25 Gewichtsprozent der erfindungsgemässen Zusammensetzung aus Schwefel, Zuschlägen und Asphalt aus. Die Zusammensetzung ist also eine Zusammensetzung auf Schwefelbasis. Vorzugsweise macht der Zuschlag 60 bis 94,5, besser 67 bis 89 Gewichtsprozent der erfindungsgemässen Zusammensetzung aus. Vorzugsweise ist der Asphalt in der erfindungsgemässen Zusammensetzung in einer Menge von 0,5 bis 10, besser 1 bis 8 Gewichtsprozent enthalten.
Die Zusammensetzung gemäss der Erfindung eignet sich vorzüglich zum Strassenbau - das heißt zum Pflastern -, zum Bau von Start- und Landebahnen, z.B. Landebahnen für Hubschrauber usw. Sie eignet sich ganz besonders für die genannten Zwecke in Klimazonen mit Frost- und Tauperioden.
Ganz allgemein wird nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens die Zusammensetzung aus Schwefel, Zuschlägen und Asphalt wie folgt hergestellt:
Elementarer Schwefel wird in einen Kessel oder ein anderes geeignetes Reaktionsgefäß gefüllt und über den Schmelzpunkt, gewöhnlich auf etwa 1400G bis 1550C erwärmt. Dann wird das Plastizierungsmittel, z.B. Dicyclopentadien, vorsichtig zugegeben, vorzugsweise unter die Oberfläche des Schwefels. Das
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erhaltene Reaktionsgemisch wird 1/2 bis 24 Stunden gerührt, im allgemeinen im obigen Temperaturbereich. Dann werden der anorganische Füllstoff und der faserige Füllstoff zugesetzt, entweder gemeinsam oder- nacheinander. Die ganze Masse wird dann weitere 1/8 bis 24 Stunden gerührte
Inzwischen wird in einem anderen Kessel oder Reaktionsgefäß der benötigte erwärmte Zuschlag gerührt und mit dem heissen Asphalt vermischte Dies geschieht in der gebräuchlichen Apparatur und bei Tempers, tür en s die bei der Herstellung von Gemischen aus Asphalt und Zuschlagen üblich sind. Das Mischen wird innerhalb von 1/6 "bis 180 Minutens vorzugsweise 1/2 bis 3 Minuten bewerkstelligt. Dann wird die geschmolzene, oben hergestellte Zusammensetzung auf Schwefelbasis (deren Temperatur jetzt im Bereich von 120-1600G liegt) zu dem Gemisch aus Asphalt und Zuschlagen zugesetzt, und es wird v/eitere 1/2 bis 2 Minuten gerührt. Es ist keine sichtbare Veränderung im Verhalten oder in den Eigenschaften der Mischung festzustellen, wenn sich an den Zusatz des geschmolzenen Asphalts zu dem erwärmten Zuschlag sofort die Zugabe der geschmolzenen Zusammensetzung auf Schwefelbasis anschließt und das Mischen in einer Operation innerhalb von 1/2 bis 3 Minuten erfolgt. Die erhaltene Zusammensetzung aus Asphalt und Zuschlagen auf Schwefelbasis wird in erwärmte Formen gegossen, um betonartige Blöcke herzustellen, oder sie wird auf vorbereitete Unterlagen aufgebracht, wie es beim Bau von Strassen, Landebahnen usw. geschieht, Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur ist das Produkt gebrauchsfertig.
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BEISPIELE Beispiel 1
Ein mit Rührer, Thermometer, Kühler und Heizmantel ausgestatteter 5 1-Dreihalskolben wurde mit 3930 g geschmolzenem, elementarem Schwefel gefüllt. Der Schwefel wurde auf eine Temperatur von 1250C gebracht und dann "bei dieser Temperatur mit 79 g Dicyclopentadien (Handelsqualität) versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 4 Stunden bei 1370G gerührt. Dann wurden 393 g Talk (Mistron Vapor) und 118 g gemahlenes Glas (Owens-Corning 630-1/32) zugesetzt. Es wurde in geschmolzenem Zustand weitergerührt, bis die Mischung einheitlich war, was etwa 1/4 Stunde in Anspruch nahm. Die Masse wurde dann in einen Pappkarton gegossen, wo sie erstarrte.
Ein venezolanischer Asphalt (120 g, Penetrationsindex 85/100) und Cache Creek-Zuschlag (4620 g, Teilchengrösse von 19 mm ab abwärts und ein DIN 80-Sieb passierend) wurden erwärmt und etwa 2 Minuten bei 132°-137°C durchmischt. Bei dem genannten Zuschlag handelt es sich um einen Rundkies, der aus einem Steinbruch bei Sacramento, Kalifornien, bezogen wird. Dann wurden 1260 g des obigen Produkts auf Schwefelbasis geschmolzen und in das Gemisch aus Asphalt und Zuschlagen gegossen. Es wurde etwa 2 Minuten weitergerührt, bis eine einheitliche Mischung entstanden ist. Dann wurde die ganze Masse in eine 3?orm der Abmessungen 7,5 cm χ 14 cm χ 38 cm gegossen und auf Raumtemperatur abgekühlt.
Eine weitere Versuchsprobe wurde in der gleichen Weise hergestellt, aber es wurde kein Asphalt in der Mischung verwendet,
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und die Menge des Produktes auf Schwefelbasis betrug 1380 g.
Eine dritte Versuehsprobe wurde in entsprechender Weise hergestellt, wobei aber kein Asphalt verwendet und die Zusammensetzung auf Schwefelbasis durch 1380 g elementaren Schwefel ersetzt wurde.
Die 3 Proben wurden photographiert, gewogen und dann 7 Tage in Behälter mit Wasser gelegt. Die Proben wurden dann auf Wechseltemperaturbeständigkeit geprüft, indem sie abwechselnd 15 Stunden einer Gefriertemperatür von -18°C ausgesetzt und dann 9 Stunden bei +40G aufbewahrt wurden. Nach 16 Zyklen war die dritte Probe, die aus elementarem Schwefel hergestellt war, in Stücke zerbrochen. Nach 31 Zyklen zeigte die Probe, die keinen Asphalt enthielt, kleine Risse, die an Zahl und Grosse während des Versuches zunahmen, der nach 90 Zyklen beendet wurde. Die erste Probe, die aus asphaltüberzogenem Zuschlag und einer Zusammensetzung auf Schwefelbasis hergestellt war, zeigte nach Ablauf dieser Zeit keine Beschädigungen.
Beispiel 2
Ein venezolanischer Asphalt (84 g, Penetrationsindex 85/100) und Cache Greek- plus Kaiser-Zuschlag (1002 g, Teilchengrösse von 10 mm ab abwärts, aber ein DIN 80-Sieb nicht passierend) wurden erwärmt und etwa 30 Sekunden bei 132°-137°G gemischt. Dann wurden 168 g des wie in Beispiel 1 hergestellten Produktes Auf Schwefelbasis geschmolzen und in die Mischung aus Asphalt und Zuschlag gegossen. Es wurde etwa 30 Sekunden weitergerührt, bis ein einheitliches Gemisch erhalten war. Dann
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wurde die ganze Masse in vorgewärmte zylindrische Formen (10 cm Durchmesser χ 12,5 cm Höhe) gegossen, die leicht gerüttelt wurden, um die Verfestigung zu unterstützen. Material und Form wurden dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die fertige Probe hatte einen Durchmesser von ungefähr 10 cm und eine Höhe von 6,4-7,6 cm.
Eine weitere Probe wurde in entsprechender Weise hergestellt, aber anstelle des Asphalts und der Zusammensetzung auf Schwefelbasis wurden 252 g vorgemischter Asphalt und elementarer Schwefel verwendet.
Eine dritte Probe wurde in gleicher Weise hergestellt, aber es wurden 108 g Asphalt verwendet und die Su&ammensetzung auf Schwefelbasis wurde weggelaE/en. In diesem Falle wurden 198 g feinkörnige Zuschläge zugesetzt, die das DIN 80-Sieb passierten, und Asphalt und Zuschlag wurden etwa 1 Minute auf 220°-235°C erwärmt.
An diesen 3 Proben wurde der Elastizitätsmodul (Mj1), ein anerkannter Festigkeitswert zur Beurteilung von Strassenbaumaterialien, bei 23°0 bestimmt, wobei Gerät und Verfahren benutzt wurden, die in einer Veröffentlichung der Highway Research Board (Highway Research Record Nr. 404, S. 22-32) beschrieben sind. Die Proben wurden etwa 15 Minuten bei 230C in Wasser vakuumgesättigt und dann 30 Tage in Wasser gelagert. Während dieser Zeit wurde von Zeit zu Zeit der Mj^ der Proben bestimmt. Bei der dritten Probe betrug der Ausgangswert etwa 4200 kg/cm und blieb während der ganzen Lagerzeit auf
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dieser Höhe. Die Probe mit elementarem Schwefel besass zu-
2 χ.
nächst einen Mo von IO5OO kg/cm 5*der allmählich absank und nach JO Tagen Lagerung 5600 kg/cm "erreichte; su diesem Zeitpunkt zerbrach die Probe. Die erste Probe s die Asphalt und die Zusammensetzung auf Schwefelbasis enthielt, hatte einen
2 *
lusgangswert von 28000 kg/cm , der während der gesamten Lagerungszeit unverändert blieb.
* N/M2 = Druck (kg/cm2) χ 69895 x 103
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Claims (16)

  1. - L7 -
    Patentansprüche
    X.j Schwefelhaltiger Baustoff auf der Grundlage von Zuschlägen und Asphalt, erhalten durch Vermischen der Zuschläge mit geschmolzenem Asphalt und einem geschmolzenen, durch Erhitzen von Schwefel mit einem Plastizierungsmittel erhaltenen plastizierten Schwefel.
  2. 2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im Schwefelbestandteil auch einen faserigen Füllstoff und/oder einen anorganischen Füllstoff enthält. .
  3. 3. Baustoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er im Schwefelbestandteil 1 bis 5 Gewichtsprozent Glasfasern oder Asbest als faserigen Füllstoff enthält.
  4. ή. Baustoff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er im Schwefelbestandteil als Plastizierungsmittel Dicyclopentadien enthält.
  5. 5. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er im Schwefelbestandteil etwa 50 bis 97 Gewichtsprozent Schwefel, etwa 1 bis
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    - iß -
    Gewichtsprozent Dicyclopentadien, etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent Glasfasern und etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent eines anorganischen Füllstoffs enthält.
  6. 6. Baustoff nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet,
    daß er im Schwefelbestandteil etwa 80 bis 95 Gewichtsprozent Schwefel, etwa 1 bis 3 Gewichtsprozent Dicyclopentadien, etwa 1 bis 3 Gewichtsprozent Glasfasern und etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent eines anorganischen Füllstoffs enthält.
  7. 7. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadadurch gekennzeichnet, daß er einen Asphalt mit einer Penetration von 20 bis 120 enthält.
  8. 8. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Asphalts 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, die Menge der Zuschläge 60 bis 9*1,5 Gewichtsprozent und die Menge des plastizierten Schwefelbestandteils 5 bis 30 Gewichtsprozent beträgt.
  9. 9. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zuschläge mineralische Zuschläge mit einer Teilchengröße von 5ωη bis 5 cm enthält.
  10. 10. Baustoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zuschläge solche mit einem Gehalt von weniger als 10 Gewichtsprozent an feinen Kornfraktionen enthält.
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  11. 11. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zuschläge solche mit einem Gehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent an feinen Kornfraktionen enthält.
  12. 12. Baustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Asphaltgehalt mindestens 5 Gewichtsprozent beträgt.
  13. 13· Baustoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Asphaltgehalt 6 bis 9 Gewichtsprozent beträgt.
  14. I1J. Verfahren zur Herstellung des Baustoffs nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß man zunächst Schwefel mit einem Plastizierungsmittel erhitzt und sodann den plastizierten Schwefel in geschmolzenem Zustand mit dem geschmolzenen Asphalt und den Zuschlägen vermischt.
  15. 15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man den plastizierten Schwefel bei einer Temperatur von 120 bis l60°C zu dem Gemisch aus Zuschlägen und Asphalt gibt.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß man einen anorganischen Füllstoff oder einen faserigen Füllstoff oder beide mit dem plastizierten Schwefel vermischt, bevor dieser mit dem Gemisch aus Zuschlägen und Asphalt vereinigt wird.
    Für: Chevron Research Company
    509839/0325
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