DE2848583A1

DE2848583A1 - Gussasphaltmischung

Info

Publication number: DE2848583A1
Application number: DE19782848583
Authority: DE
Inventors: Walter Barthel; Karl-Hans Dipl Chem Dr Mueller
Original assignee: Degussa GmbH; Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: NYNAES PETROLEUM JOHANNESHOV SE AB
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4322250A; ATA717879A; GB2036038B; BE879839A; NL7906105A; FR2440968B1; CA1129608A; AT367785B; SE7909233L; DK469779A; IT1119348B; DE2848583C2; NO154753C; CH641483A5; NL180831B; SE436753B; FR2440968A1; FI71331B; NO154753B; JPS5645946B2

Description

78 198 FA

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler 6OOO Frankfurt am Main, Weissfrauenstr. 9

15

Gussasphaltmischung

Gussasphaltmischungen werden z.B. zur Herstellung oberen oder obersten Beläge auf Strassen, Parkplätzen oder Brücken für Isolier- oder Dämmestriche im Hochbau oder im Industriebau für Werkhallen oder Lagerhallen verwendet.

25

Gussasphalt wird, da er keine Hohlräume aufweist, lediglich gegossen und nicht gewalzt. Nach dem Abkühlen ist er spröde.

Gegenstand der Erfindung ist eine Gussasphaltmischung welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie 0,1 bis 2 Gew.-^ synthetische Kieselsäure enthält.

Die erfindungsgemässe Russasphaltmischung kann als 35 Mineralien Nat.ursteinsplitte (wie z.B. Basalt, Diabas, Gabbro, Granit oder Posphyr, Kies oder Moränesplitten

030021/0175 -3.-

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mit 2 - 16 mm Körnung, Brechsand (= Sandanteil aus der c Schotter- oder Splittproduktion der Steinbrüche) mit 0,09 - 2 mm Körnung, aus obigen Gesteinen, Natursand (Rundsand = Gruben- oder Flußstand) oder Mineralfüller (Kalkmehl oder Eigenfüller aus den Brechanlagen mit 0 -0,09 mm Körnung enthalten.

Als Bindemittel für das Mineralgemisch können Bitumen, Steinkohlenteer oder Mischungen aus beiden verwendet werden. Bei Bitumen oder Bitumen-Teer-Gemischen liefern die Raffinerien verschiedene Typenbezeichnungen ]5 und Einstellunge. Diese richten sich nach der Endhärte, die mit Penetrationswerten (= Eindringtiefe in zehntel Millimeter) oder Ring-Kugelwerte (= Eindringen einer Kugel in das Bindemittel unter Temperaturberücksichtigung) , spezifiziert werden (DIN 1996).

Als synthetische Kieselsäure kann man eine gefällte Kieselsäure, eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure oder eine auf pyrogenem Wege hergestellte Kieselsäure verwenden.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform kann die Gussasphaltmischung 0,1 bis 1,2 Gew.-$ an synthetischer Kieselsäure enthalten.

_- ^{Die ein}S^esetzte synthetische Kieselsäure kann eine BET-Oberfläche von 150 bis 250 m²/g aufweisen.

Als eine gefällte Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten einsetzen:
35

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Aussehen

Röntgenstruktur Oberfläche

Mittelere Grosse Primärteilohen

der

Spezifisches Gewicht Reinheitsgrad

Trocknungsverlust ' Glühverlust²)³) pH-Wert²*·)

Löslichkeit
Charakteristik Stampfdichte^)

Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 58θ) lockeres, weisses Pulver amorph

170 + 25 ni²/g (nach BET)

18 Nanometer 2,05 g/ml

SiO₂ ⁶) 98 %

Na₀O⁶) 1 #

0,8 # 6 $

5 #

6,3 ^

praktisch unlöslich in Wasser gefällte Kieselsäure 200 g/liter

0,2 %

1)

bezogen auf die 2 Stunden bei 105 C getrockente

DIN 53 198, Verf. A

bezogen auf die 2 S Substanz DIN 55 921

3)

DIN 52911 )din 53 200 ⁵)din 53 194 'bezogen auf die 2 Stunden bei 1000 C geglühte Substanz

Als gefällte Kieselsäure kann man eine Kieselsäure einsetzen, welche dieselben physikalisch-chemischen Kenn-35 daten aufweist und sich lediglich in der Höhe der

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Stampfdichte von der oben genannten unterscheidet. Die Stampfdichte kann z.B. JO g/l betragen.

Als eine gefällte und sprühgetrocknete Kieselsäure kann man eine Kieselsäure mit den folgenden physikalischchemischen Kenndaten verwenden:

m /g	190
Nanometer	18
Mikrometer	80
ff/1	220

Oberfläche nach BET

Mittlere Grosse der Primärteilchen

Mittlere Grosse der Sekundärteilchen

Stampfdichte (DIN

Trοcknungsverlust

(DIN 55 921)

(2 Std. bei 1O5°C)

Glühverlust ' (DIN 55 921)

(2 Std. bei 1000 C) pH-Wert (DIN 53 200) SiO₂(DIN 55 921)3)

Na₂O so₃ Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580) Ölzahl (nach DIN 53 199)

bezogen auf die 2 Stunden bei 105 C getrocknete Substanz

2 Y
'in Wasser: Aceton öder Methanol 1: 1

'bezogen auf die 2 Stunden bei 1000 C geglühte Substanz 'enthält ca 2 $ chemisch gebundenen Kohlenstoff

	5
	6,3
	98
	0,2
	0,03
*	1
*	0,8
56	0,5
g/100 g	230

030021/DI7Ö

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Die gleiche gefällte und sprühgetrockene Kieselsäure kann auch im vermahlenen Zustand mit einer mittleren Grosse der Sekundärteilchen von z.B. 5 Mikrometer verwendet werden.

Als eine pyrogen hergestellte Kieselsäure kann man
eine Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten verwenden:

Prxmärteilchengrösse *)	Nanometer	12 >99,8
Mol-Gewicht		60,09
Oberfläche nach BET	m /g	200 +

Trocknungsverlust (nach

DIN 53 198)

(2 Std. bei 105°C) £ ζ 1,5

Glühverlust (nach DIN

62 91 1) (2 Std. bei 1000°C) <f> < 1

pH-Wert (nach DIN 53 2Οθ) (in k $iger wässriger Dispersion)

Grit (nach Mocker,
DIN 53 58O)

HcL

1>

Si

TiO₂

Fe₂O₃

Na₀O fi

p 56

Ni #

Cr . %

Cu Ji

Pb 1>

S £

B₂O₃ £

*)bezogen auf die 2 Stunden bei 1000°C

030021 /01

3,6 - 4,3

< 0,05 <0,025

<o,O3 <0,003 <o,0009

<O,0002 < 0,0002 <0,0002

<o,00003

<0,00002

<o,ooo4 <o,oo3

geglühte Substanz -7.-

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Die erfindungsgemässe Gussasphaltmischung hat den Vorc teil, dass die an ihr gemessene Eindringtiefe gemäss DIN 1996 wesentlich geringer ist.

Die Empfindlichkeit der Gussasphaltmischung gegenüber Schwankungen im Bindemittelgehalt ist stark vermindert, IQ sodass Dosierfehler in bestimmten Schwankungen ausgeglichen werden.

Überraschenderweise weist die erfindunsgemässe Gussasphaltmischung eine höhere Härte und eine bessere Dauerstandfestigkeit auf, obwohl wegen des Zusatzes einer Menge ans synthetischer Kieselsäure eine höhere Menge an Bindemittel erforderlich ist.

Die erfindungsgemässe Gussasphaltmischung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert und beschrieben:

Die Korngrössenverteilung der Gussasphaltmischungen folgt der Sieblinie gemäss Figur 1. Zur Beurteilung der grundsätzlichen Eignung erscheint es zweckmässig, die Mischungen präparativ einzuwiegen. Zu diesem Zweck werden das Kalksteinmehl in der Handelskörnung, die Zusätze an Natursand und Splitt aber präparativ in den einzelnen Prüfkornklassen, jeweils eingewogen.

Die Mineralstoffe~sowie die synthetische Kieselsäure werden dann unter Einsatz eines Labormischers vom Typ Rego SM 2 gründlich durchgemischt. Nach einer Mischzeit von 5-10 Minuten ist die synthetische Kieselsäure gleichmässig zunächst mit dem Füller und dann mit den Sand- und Splitterkomponenten vermischt. Das Mineralstoffgemisch wird anschliessend temperiert. Das

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Bitumen in Form eines Strassenbaubitumens B 45 wird kalt in die temperierteriMineralstoffe dosiert, im c Wärmeschrank nachtemperiert. Anschliessend wird die bituminöse Mischung im Regomischer hergestellt. Bei hoher Drehzahl des Mischers entsteht eine homogene bituminöse Masse innerhalb von 5-6 Minuten Mischzeit. Im Anschluss daran wird die Gussasphaltischung IQ unter Luftabschluss und Temperierung einer Nachmischzeit bei sehr langsamer Umdrehungszahl ausgesetzt, um die Gussasphaltmischung weiter zu homogenisieren.

Die Gussasphaltmischung, mengenmässig ausreichend zur Herstellung von 5 Gussasphaltwürfeln, wird dann aus dem Mischtopf herausgelassen und auf einer blechbeschlagenen Platte ausgebreitet. Die Mengen zur Herr stellung der 5 Gussasphaltwürfel werden dann aus dem flach ausgebreiteten Gussasphaltkuchen entnommen.

Die Zusammensetzungen der einzelnen Guss asphal tmi schlingen können der Tabelle I entnommen werden.

Die Eindringtiefe wird gemäss DIN 1996 gemessen. Die ermittelten ¥erte sind ebenfalls in der Tabelle I aufgeführt und korrespondieren mit den Figuren 2,3»^- und 5·

Als synthetische Kieselsäure wird eine gefällte und sprühgetrockene Kieselsäure mit den folgenden physikalisch-chemischen Kenndaten eingesetzt (Sipernat 22-^ ):

Oberfläche nach BET m²/g 190

Mittlere Grosse der

Primärteilchen Nanometer 18

35 Mittlere Grosse der

Sekundärteilchen Mikrometer 80

Stampfdichte (DIN 53 194) g/l 220

030021/0175

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Trocknung.·= verlust

(DIN 55 921)

(2 Std.bei 105 C) Glühverlust 1) (DIN 55 921)

(2 Std. bei 1000 C)

pH-Wert (DIN 53 200) (DIN 55 921)3)

₂₃
Fe₂O₃
Na₂O
SO₃

Siebrückstand nach Mocker (DIN 53 580) Ölzahl (nach DIN 53 199)

g/100 g

6,3 98
0,2 0,03 1
0,8

0,5 230

'bezogen auf die 2 Stunden bei 1O5°C getrocknete Substanz

2)
'in Wasser: Aceton oder Methanol 1:1

20 bezogen auf die 2 Stunden bei 1OOO°C getrocknete Substanz 'enthält ca 2 $ chemisch gebundenen Kohlenstoff

-10.-

Ö30021/017S

to

cn

Tabelle I (Teil 1)

Mischungen

7,8

σ ο ro

22,8(23,2) 22,8(23,2) 22,8(23,2)

Bindemittel B 45 (Grv.#) 6,5 7,0 7,5 6,8 7,3

Füller (Gew.^) 22,8 22,8 22,8

Splitt (Gew.^) 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0

SIPERNAT 22 (Gew.^) 0 0 0 0,4 0,4 0,4

EindringtieTe ( run )

nach 30 Min. 2,1 3,5 4,6 0,9 2,2 2,9

nach 60 Min. 2,3 4,0 4,6 1,0 2,4 3,3

Differenz A ET 0,2 0,5 1,0 0,1 0,2 0,4

Raumdichte (g/cm³) 2,4i8 2,411 2,401 2,331 2,408 2,394

-11.-

ω ω sä ho —■ —ι

cn ο cn ο cn o cn

Tabelle I (Teil 2)

Mxschung	(Gew.^)	7	ö	7,5	10	1 1	12
Bindemittel B 45	(Gew.^)	6,5	7,0	22,8	6,5	7,0	7,5
Füller	(Gew.^)	22,8	22,8	55,0	22,8(23,2)	22,8(23,2)	22,8(23,2)
Splitt	(Gew.%)	55,0	55,0	0	55,0	55,0	55,0
SIPERNAT 22	( Ml )	0	0		0,4	0,4	0,4
Eindringtiefe				3,3
nach 30 Min.		2,1	2,6	3,6	1,5	2,3	2,5
nach 60 Min.		2,3	2,8	0,3	1,7	2,5	2,8
Differenz Δ ET	( g/cm-³ )	0,2	0,2	2,439	0,2	0,2	0,3
Raumdicht e	2,458	2,447	2,412	2,426	2,423

-12. - ~o

vo fsJ· Ο= CO

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Beurteilung der Ergebnisse der Beispiele

Für die Mischung von Gussasphalt mit 45,0 Gew.-^ Splitt ergibt sich bei Verwendung von 0,4 Gew.-^ SIPERNAT 22 ein Bindemittelmehrbedarf von etwa 0,0 - 0,8 Gevi/.-/£ (vgl. Beispiele 4,5 und 6). Durch die Zusätze an syn-

•jQ thetischer Kieselsäure in Höhe von 0,4 Gew.-^ wird erreicht, dass die Empfindlichkeit der Mischungen gegenüber Schwankungen des Bindemittelgehaltes abnimmt. Diese Empfindlichkeit bedeutet einen gewichtigen bautechnischen Vorteil, da sie zur Erzeugung eines von

■J5 Produktionscharge zur Produktionscharge gleichmässigeren als bis jetzt bekannten Gussasphalt führt. Insofern ist es vorteilhaft, in Mischungen eines Gussasphaltes mit 45 Gew.-^ Splitt geringe Mengen an synthetischer Kieselsäure SIPERNAT 22 R von 0,4 Gew.-^ trotz des damit verbundenen höheren Bindemittelbedarfes zuzusetzen.

Bei den Mischungen gemäss den Beispielen 10, 11 und 12 mit einem erhöhten Splittgehalt von 55,0 Gew.-% ist bei Zugabe von 0,4 Gew.-^ SIPERNAT 22 der Bindemittelmehrbedarf etwa 0,3 Gew.-^ geringer. Auch hier zeigt sich eine geringere Empfindlichkeit der Mischungen gegenüber Schwankungen des Bindemittelgehaltes.

30 Die geringere Verformbarkeit der erfindungsgemässen

Gussasphaltmischung ergibt sich aus den Figuren 6 und 7, in welchen die Ergebnisse von Kriechtest graphisch dargestellt werden. Der Kriechtest basiert auf der der Publikation von Hills "The creep of asphalt mixes" Journal of the Institute of Petroleum Vol. 59, Noi 570, November 1973

030021/01Vb

Claims

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Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler 6000 Frankfurt am Main, Veissfrauenstr.

Gus s asphaltmi schung

20 Patentanspruch

Gu s s asphal tmi s chung, dadurch --gekennzeichnet, dass sie 0,1 bis 2 Gewi-$ synthetische Kieselsäure enthält.

PAT/Dr.We-Eh 30 7.N0V.1978-

030021/019B