DE2601132C2 - Bitumenmischung aus einem wärmebehandelten Gemisch von Bitumen und bei der Wärmebehandlung anfallenden Zersetzungsprodukten von abgenutzten Gummireifen - Google Patents
Bitumenmischung aus einem wärmebehandelten Gemisch von Bitumen und bei der Wärmebehandlung anfallenden Zersetzungsprodukten von abgenutzten GummireifenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Bitumenmischung aus einem wärmebehandelten Gemisch von Bitumen
und bei der Wärmebehandlung anfallenden Zersetzungsprodukten von abgenutzten Gummireifen, die
insbesondere als Bindemittel zur Herstellung von Asphaltstraßendecken bestimmt ist.
Aus der US-PS 38 44 668 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Materials für Straßendecken bekannt,
bei dem in einem ersten Schritt bitumenlösliche.
nichtölbeständige Gummiabfalle, darunter auch abgenutztes
Reifenmaterial mit oder ohne Reifencord bei Temperaturen im Bereich von 149 bis 260°C, vorzugsweise
M9 bis 204°C, mit Straßenbitumen erhitzt werden. Um abgenutzte Gummireifen einsetzen zu
können, müssen diese stark zerkleinert werden. Nach der Zugabe der Gummiteilchen zu dem heißen Bitumen
verfestigt sich die Mischung zu einer geleeartigen Masse, die danach mit einem Bitumenlösungsmittel
ίο gemischt wird, wodurch eine dicke Flüssigkeit erhalten
wird, die nach ihrem Aufbringen auf eine Unterlage zu einem festen Belegmaterial erstarrt.
Die US-PS 38 44 668 enthält keine Angaben darüber, daß es möglich ist, in ein Verfahren der angegebenen
Art auch unzerkleinerte oder nur geringfügig zerkleinerte Gummireifen einzusetzen und daß dabei ein
Material erhalten werden könnte, das die Eigenschaften von natürlichem Bitumen oder von Erdölbitumen hat
und mit diesen Materialien beliebig mischbar ist und genau wie diese verarbeitet bzw. durch Destillation oder
Oxidation unter Veränderung seiner Eigenschaften wie andere Bitumenmaterialien behandelt werden kann.
Für eine Verarbeitung abgenutzter Gummireifen im großen Maßstab ist das Verfahren gemäß US-PS
38 44 668 wegen der Notwendigkeit, die Reifen in kostenaufwendiger Weise zu zerkleinern, ungeeignet.
Die Verwendung von Lösungsmitteln zur Ermöglichung einer Verarbeitung des nach dem ersten Erhitzen
erhaltenen Materials macht das Material teuer und
to erfordert bei der Verarbeitung besondere Vorkehrungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bitumenmischung anzugeben, die unter Verwendung
von abgenutzten, ganzen oder gegebenenfalls zerklei-
J5 nerten Gummireifen mit Reifencord hergestellt werden
kann und die die Eigenschaften von natürlichem oder Erdölbitumeij aufweist und wie diese verarbeitet
werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Bitumenmischung aus
<o einem wärmebehandelten Gemisch von Bitumen und
bei der Wärmebehandlung anfallenden Zersetzungsprodukten von abgenutzten Gummireifen gelöst, die
erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch einen Gehalt von 1 bis 50 Gewichtsprozent an Zersetzungsprodukten
von abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten, Gummireifen, die durch Wärmebehandlung der
Gummireifen im Gemisch mit Erdölbitumen und/oder Extrakten der selektiven Raffination von Mineralölen
und/oder schweren Fraktionen der zersetzenden Verarbeitung von Erdölprodukten bei 220 bis 380°C,
gegebenenfalls Oxidation mit Luft bei 200 bis 320°C und/oder Destillation unter vermindertem Druck oder
Wasserdampfdestillation erhalten worden sind und gegebenenfalls noch mit Destilla'.ionsbitumen und/oder
oxidierten Bitumen mit einem Paraffingehalt von weniger als 6 Gewichtsprozent und/oder natürlichem
Bitumen vermischt worden sind.
Diese Bitumenmischung wird dadurch erhalten, daß die abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten, Gummi-
bo reifen in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsprozent mit
Erdölbitumen und/oder Extrakten der selektiven Raffination von Mineralölen und/oder schweren Fraktionen
der zersetzenden Verarbeitung von Erdölprodukten vermischt und bei 220 bis 3600C bis zur Verflüssigung
h5 des Gemisches erhitzt werden und die Mischung
gegebenenfalls bei 200 bis 3200C mit Luft oxidiert
und/oder einer Destillation unter vermindertem Druck und/oder einer Wasserdampfdestillation unterzogen
Man kann die erfindungsgemäße Bitumenmischung auf etwas andere Weise auch dadurch erzeugen, daß die
abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten, Gummireifen in einer Menge von 1 bis 80 Gewichtsprozent im
Gemisch mit Erdölbitumen und/oder Extrakten der selektiven Raffination von Mineralölen und/oder
schweren Fraktionen der zersetzenden Verarbeitung von Erdölprodukten bei 220 bis 380° C erhitzt werden,
wonach dem Gemisch Destillationsbitumen und/oder oxidiertes Bitumen mit einem Paraffingehalt von
weniger als 6 Gewichtsprozent und/oder natürliches Bitumen in einer solchen Menge zugesetzt werden, daß
der Gehalt an Zersetzungsprodukten der Gummireifen in dem Gemisch 1 bis 50 Gewichtsprozent beträgt.
Die modifizierte Bitumenmischung kann man der Luftoxidation bei einer Temperatur von 220 bis 320°C
und/oder der Wärmebehandlung unter vermindertem Druck und/oder der Wasserdampfdestillation unterwerfen,
um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Die niedrigsiedenden Bestandteile können aus den modifizierend
wirkenden Zersetzungsprodukten der Gummireifen entfernt werden, indem man die Mischung der
Destillation unter vermindertem Druck und/oder mit Wasserdampf unterwirft.
Die Destillation der die Zersetzungsprodukte der Gummireifen enthaltenden Mischung gestattet es daher,
niedrigsiedende übelriechende Bestandteile der Gummizersetzungsprodukte zu entfernen und ein fertiges
Bitumen mit höherem Flammpunkt und höherer thermischer Stabilität zu gewinnen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, das den technologischen Prozeß einfach und wirtschaftlich
gestaltet, erhaltene Bitumenmischung kann durch Mischung mit mineralischen Bestandteilen zur Herstellung
von Straßenasphalt verwendet werden. Dieser Straßenasphall zeichnet sich durch gute, insbesondere
gute thermoplastische Nutzeigenschaften aus. Die durch die Verwendung von mittels Zersetzungsprodukten
von Gummireifen modifizierten Bilumehmischungen erhaltenen Straßendecken zeichnen sich durch gute
Betriebs- und Nutzungseigenschaften, insbesondere durch ein gutes Haftvermögen und durch große
Belastbarkeit, aus.
Einen wesentlichen Vorteil der Erfindung bildet die Möglichkeit, auf effektive Weise abgenutzte Gummireifen
ohne deren aufwendige Aufbereitung zu verwerten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einem Mischer werden 65 Gewichtsteile Destillationsbitumen
mit einer Erweichungstemperatur von 39°C, nach der Ring-Kugel-Methode, und mit einem
Gehalt an Paraffinen von 2,9 Gew.-%, 15 Gewichtsteile Furfurolextrakt mit einer Viskosität von 23 cSt bei
100°C und 20 Gewichtsteile nichtzerkleinerte, abgenutzte Gummireifen mit dem Polyamidkord eingeführt.
Der Inhalt des Mischers wird auf eine Temperatur von 3100C erwärmt und bei dieser Temperatur durch
Zirkulationspumpen über 6 Stunden intensiv umgerührt. Danach wird die Lösung des Gummizersetzungsprodukts
bei einer Temperatur von 310pC mit überhitztem Wasserdampf mit einer Temperatur von 33O0C über 4
Stunden durchgeblasen, wobei 2 Gew.-% Öl mit einem Siedebereich von 185 bis 428° C abgeführt und
ausgelropft werden.
Die Lösung des Zersetzungsprodukts der Gummireifen im Bitumen wird zur Weiterverarbeitung in ein
Oxidationsgerät umgepumpt und darin bei der Temperatur von 260° C über 16 Stunden mit Druckluft oxidiert
wonach das Endprodukt erhalten wird.
Das Leichtöl wurde als flüssiger Brennstoff, der Draht
aus den Reifen dagegen als Stahlschrott ausgenutzt
Es wurde eine bituminöse Mischung mit den nachstehend genannten Eigenschaften erhalten:
Penetration unter einer | 69 mm/10 |
Belastung von 100 g. | |
über 5 s, bei 25° C | 71OcSt |
Kinematische Viskosität bei | |
einer Temperatur von 135° C | 52° C |
Erweichungstemperatur, nach | -13°C |
der Ring-Kugel-Methode | 273° C |
Brechpunkt, nach Fraaß | |
Flammpunkt, nach Marcuson | > 100 cm |
Zähigkeit bei einei | -3,2 |
Temperatur von 25° C | 0,33 |
Holme's index | |
Penetrationsindex 15/25° C | 100% |
Anhaftung | 80% |
an Basaltzuixhlagstoff | 100% |
an Granitzuschlagstoff | 100% |
an Kalkzuschlagstoff | |
an Kieszuschlagstoff | |
Die Bitumenmischung wurde zur Aufbereitung von Asphaltbeton mit der folgenden Zusammensetzung
verwendet:
Bitumenmischung
Basaltsplitt
Grubensand
Kalkmehl
Basaltsplitt
Grubensand
Kalkmehl
6 Gew.-%
73 Gew.-%
15Gew.-%
73 Gew.-%
15Gew.-%
6 Gew.-%
Es wurde ein Asphaltbeton mit folgenden Eigenschaften (nach der Marshall-Methode) erhalten:
Freiraum 1,9%
Stabilität 998 kp
Verformung 4,5 mm
Wasseraufnahmefähigkeit 1,1%
Druckfestigkeit
Bei einer Temperatur
von 20°C 60,1 kp/cm2
nach der Wassersättigung 52,2 kp/cm2
Wasserfestigkeitsindex 0,9
In einem Mischer wurden 500 kg Destillationsbitumen mit einer Penetration von 310 mm/10 bei einer
Temperatur von 25°C und 500 kg in einer Zerkleinerungsmaschine in Stücke mit einer Größe bis 50 mm
zerkleinerte abgenutzte Gummireifen gemischt.
Der Inhalt des Mischers wurde auf eine Temperatur von 32O0C erwärmt und bei dieser Temperatur über 4
Stunden umgerührt und nachher über 4 Stunden mit Wasserdampf mit einer Temperatur von 3600C
durchgeblasen, wobei 6 Gew.-% öl, auf eine Charge berechnet, abdestilliert wurden.
Der Inhalt des Mischers wurde filtriert, wobei Draht und Metallfaden abgeschieden wurden.
500 kg der erhaltenen Lösung wurden bei einer Temperatur von 150°C mit 500 kg oxidiertem Erdölbitumen
mit einer Penetration von 24 mm/10 bei einer Temperatur von 25°C und einem Paraffipgehalt von 3,1
Gew.-% vermischt.
Es wurde eine Bitumenmischung mit den nachstehend genannten Eigenschaften erhalten:
Penetration, 5 s, 100 g
bei 25° C 58 mm/10
bei 5°C 8 mm/10
Zähigkeit bei 25° C > 100 cm
Kinematische Viskosität
bei 135° C 99OcSt
Abdampffähigkeit
in dünner Schicht 0,1 %
Holme's Index 3,4
Penetrationsindex —0,2
Anhaftung
an Basaltzuschlagstoff 100%
an Granitzuschlagstoff 80%
an Kalkzuschlagstoff 100%
an Kieszuschlagstoff 90%
Daraus wurde eine Gußmasse mit der folgenden Zusammensetzung aufbereitet:
Bitumenmischung
Basaltsplitt
Grubensand
Kalkmehl
Basaltsplitt
Grubensand
Kalkmehl
8% 60% 13% 19%
In den Mischer wurden 300 kg Extrakt mit einem Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen von 61
Gew.-% aus der Furfurolraffination des Vakuumdestillats eines Erdöls mit einer Viskosität von 8,9 cSt bei
einer Temperatur von 100=C gegeben und auf eine Temperatur von 300°C erwärmt. Im Laufe des
Umrührens des Mischerinhalts wurden unter Aufrechterhalten der Temperatur von 300°C kontinuierlich
granulierte abgenutzte Gummireifen nach vorheriger Entfernung von Metallteilen eindosiert. Nach der
Beendigung der Dosierung wurde der Mischerinhslt
noch über 1 Stunde gerührt. 600 kg der erhaltenen Lösung des Gummireifenzersetzungsprodukts im Extrakt
wurden mit 400 kg Bitumen vermischt und mit Druckluft bei einer Temperatur von 2500C über 30
Stunden oxidiert
Es wurde eine Bilumenmischung mit einer Penetration von 195 mm/10 bei einer Temperatur von 25° C
erhalten.
In den Mischer wurden 900 kg Destillationsbitumen mit einer Penetration von 101 mm/10 bei einer
Temperatur von 25° C eingeführt und auf eine Temperatur von 280° C erwärmt, wonach in Portionen
10 kg Granulat aus abgenutzten Gummireifen mit dem Polyamidkord mit einer Korngröße bis 1 mm zugegeben
wurden und unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 280° C wurde über 1,5 Stunden gerührt. Die
erhaltene Lösung wurde mit Druckluft bei einer Temperatur von 200°C über 28 Stunden oxidiert, wobei
ein Endprodukt mit den nachstehend genannten Eigenschaften erhalten wurde.
Penetration, bei 100 g, 5 s
bei25°C 40 mm/10
beil5°C 16 mm/10
Kinematische Viskosität
Kinematische Viskosität
bei 135° C 95OcSt
Erweichungstemperatur, nach
Erweichungstemperatur, nach
der Ring-Kugel-Methode 53°C
Brechpunkt, nach Fraaß -12° C
Flammpunkt, nach Marcuson 286°C
Zähigkeit bei 25° C 66 cm
Abdampffähigkeit
Abdampffähigkeit
in dünner Schicht 0,4%
Claims (3)
1. Bitumenmischung aus einem wärmebehandelten Gemisch von Bitumen und bei der Wärmebehandlung
anfallenden Zersetzungsprodukten von abgenutzten Gummireifen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 50 Gewichtsprozent
an Zersetzungsprodukten von abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten, Gummireifen, die durch
Wärmebehandlung der Gummireifen im Gemisch mit Erdölbitumen und/oder Extrakten der selektiven
Raffination von Mineralölen und/oder schweren Fraktionen der zersetzenden Verarbeitung von
Erdölprodukten bei 220 bis 38O0C, gegebenenfalls
Oxidation mit Luft bei 200 bis 320° C und/oder Destillation unter vermindertem Druck oder Wasserdampfdestillation
erhalten worden sind und gegebenenfalls noch mit Destillationsbitumen und/oder oxidierten Bitumen mit einem Paraffingehalt
von weniger als 6 Gewichtsprozent und/oder natürlichem Bitumen vermischt worden sind.
2. Verfahren zur Herstellung der Bitumenmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten, Gummireifen in einer Menge von 1 bis 50
Gewichtsprozent mit Erdölbitumen und/oder Extrakten der selektiven Raffination von Mineralölen
und/oder Fraktionen der zersetzenden Verarbeitung von Erdölprodukten vermischt und bei 220 bis 360° C
bis zur Verflüssigung des Gemisches erhitzt werden und die Mischung gegebenenfalls bei 200 bis 320°C
mit Luft oxidiert und/oder einer Destillation unter vermindertem Druck und/oder einer Wasserdampfdestillation
unterzogen wird.
3. Verfahren zur Herstellung der Bitumenmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgenutzten, gegebenenfalls zerkleinerten. Gummireifen in einer Menge von 1 bis 80
Gewichtsprozent im Gemisch mit Erdolbitumen und/oder Extrakten der selektiven Raffination von
Mineralölen und/oder schweren Fraktionen der zersetzenden Verarbeitung von Erdölprodukten bei
220 bis 380°C erhitzt werden, wonach dem Gemisch Destillationsbitumen und/oder oxidiertes Bitumen
mit einem Paraffingehalt von weniger als 6 Gewichtsprozent und/oder natürliches Bitumen in
einer solchen Menge zugesetzt werden, daß der Gehalt an Zersetzungsprodukten der Gummireifen
in dem Gemisch I bis 50 Gewichtsprozent beträgt und das Gemisch gegebenenfalls bei einer Temperatur
von 200 bis 320°C mit Luft oxidiert und/oder einer Destillation unter vermindertem Druck
und/oder einer Wasserdampfdestillation unterzogen wird.
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