DE3831870C1 - Method for the manufacture of asphalt - Google Patents

Abstract

In the manufacture of asphalt using granulated paving asphalt, a multi-stage method is proposed. In a first input step, rock and granulated paving asphalt are fed into the mixer. The water contained in the granulated material evaporates. Since only partial quantities are fed in the first input step, the steam developing is, even in the event of flash evaporation, still manageable, so that steam extraction can be performed. A second input step, in which further quantities of rock and granular material are fed, is performed only after temperature equalisation between the hot rock and the cold granular material has taken place. Flash evaporation, the steam of which can be removed, also takes place in this input step. The method makes possible the use of a high proportion of paving asphalt without the danger of explosions as a result of flash evaporation and without the danger of the bitumen burning on the hot rock. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Asphalt­ herstellung unter Verwendung von granuliertem Aus­ bauasphalt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for asphalt production using granulated Aus Construction asphalt according to the preamble of patent claim 1.

Bei der Herstellung von Asphalt, der für Straßenbeläge u.dgl. benutzt wird, wird in zunehmendem Maße Ausbau­ asphalt (Altasphalt) verwendet, der von abgetragenen Straßendecken gewonnen und im Recycling-Verfahren wiederverarbeitet wird (DE-OS 33 43 288). Der Ausbauasphalt wird zer­ kleinert und als Granulat in einen Mischer eingegeben. Außerdem werden dem Mischer Gestein und Bindemittel (Bitumen) zugeführt. Das Granulat des Ausbauasphalts enthält bereits alle wesentlichen für die Asphalt­ herstellung erforderlichen Komponenten (Gestein und Bitumen). Zusätzlich muß zum Binden des frisch zu­ geführten Gesteins Bindemittel in Form von Bitumen zu­ geführt werden. Das Gestein ist getrocknet und hat bei seiner Einführung in den Mischer eine Temperatur von ca. 400°C. Das Asphaltgranulat hat dagegen Umgebungs­ temperatur und enthält 3 bis 6% Wasser. Bei dem Ein­ führen von Gestein und Granulat in den Mischer erfolgt das Eindüsen von Bindemittel. Dieser Eindüsungsprozeß kann sich erheblich über den Eingabeschritt hinaus er­ strecken. Das in dem Granulat enthaltene Wasser schützt den Bitumenanteil des Granulats vor einem direkten Kon­ takt mit dem heißen Gestein, so daß örtliche Über­ hitzungen des Bitumens vermieden werden. Erst wenn ein Temperaturausgleich erreicht ist und die gesamte Masse eine weitgehend homogene Temperatur von unter 200°C erreicht hat, bindet das Bitumen in direktem Flächen­ kontakt die Gesteinskörner ein, ohne daß die Gefahr des Verbrennens des Bitumens besteht.In the production of asphalt for road surfaces and the like is being used, there is increasing expansion asphalt (old asphalt) used that of worn out Road surfaces won and in the recycling process is reprocessed (DE-OS 33 43 288). The expansion asphalt is crushed shredded and put into a mixer as granules. Rock and binder are also added to the mixer (Bitumen) fed. The granulate of the expansion asphalt already contains all the essentials for the asphalt manufacturing necessary components (rock and Bitumen). In addition to binding the fresh must led rock binders in the form of bitumen  be performed. The rock is dry and has added its introduction into the mixer a temperature of approx. 400 ° C. The asphalt granulate, however, has surrounding temperature and contains 3 to 6% water. At the one lead from rock and granules into the mixer the injection of binder. This injection process can significantly exceed the input step stretch. The water contained in the granulate protects the bitumen content of the granules before a direct con clocks with the hot rock, so that local over heating of the bitumen can be avoided. Only when one Temperature compensation is reached and the total mass a largely homogeneous temperature of less than 200 ° C has reached, the bitumen binds in direct areas contact the aggregates without the risk of There is burning of the bitumen.

Wenn das Granulat des Ausbauasphalts und das heiße Ge­ stein im Mischer zusammenkommen, entsteht infolge des Verdampfens des Wassers eine schockartige Dampfentwick­ lung. Bei einer Chargengröße von 2 T mit einem Granulatanteil von 600 kg und einem Wasseranteil des Granulats von 5% sind im Granulat 30 Liter Wasser ent­ halten, die in etwa einer Minute verdampfen. Die stärkste Dampfentwicklung entsteht etwa 5 Sekunden nach Beginn der Zugabe und sie erstreckt sich über eine Zeit von etwa 10 Sekunden. Danach ist zwar bis zum Ende der gesamten Mischzeit noch Dampf im Mischer enthalten, der aber problemlos kontinuierlich abgesaugt werden kann. Das Problem der stoßartigen Dampfentwicklung tritt ins­ besondere bei hohen Anteilen von Altasphalt auf. Wegen der stoßartigen Dampfentwicklung ist der Anteil des Altasphalts bei den bekannten Verfahren auf etwa 30 Gew.-% des Endproduktes beschränkt. Bei einem größeren Granulatanteil treten Verpuffungen mit der Gefahr der Zerstörung des Mischers auf. Außerdem ist die stoßartige Dampfentwickung mit einer erheblichen Umweltbelastung verbunden.If the granulate of the asphalt and the hot Ge stone in the mixer comes together as a result of the Evaporation of the water creates a shock-like vapor lung. With a batch size of 2 T with one Granulate content of 600 kg and a water content of Granules of 5% are 30 liters of water in the granules that evaporate in about a minute. The strongest steam development occurs after about 5 seconds The encore begins and extends over a period of time of about 10 seconds. After that is until the end of steam in the mixer for the entire mixing time but can be sucked off continuously without any problems. The problem of the sudden steam development arises especially with high proportions of old asphalt. Because of the sudden steam development is the proportion of Old asphalt in the known methods to about 30 wt .-% of the final product limited. At a  larger granules, deflagrations occur with the Risk of destroying the mixer. Besides, is the sudden steam development with a considerable Connected to environmental pollution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem eine kontrollierte Dampf­ entwickung eintritt und das einen höheren Anteil an Ausbauasphalt in der Gesamtmischung ermöglicht.The invention has for its object a method the specified in the preamble of claim 1 Way of creating a controlled steam development occurs and that a higher proportion Expanded asphalt in the overall mix enables.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention in the characterizing part of claim 1 given characteristics.

Nach der Erfindung erfolgt die Eingabe von Gestein und Granulat in den Mischer in mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Eingabeschritten. Vorzugsweise werden zwei Eingabeschritte durchgeführt, wobei in jedem Eingabeschritt die Hälfte der Gesamtmenge des Gesteins und die Hälfte der Gesamtmenge des Granulats in den Mischer eingegeben wird. Obwohl nur das Granulat aus dem Ausbauasphalt Wasser enthält, wird auch das Gestein entsprechend der Anzahl der Eingabeschritte in Teil­ mengen zugeführt. Dies ist aufgrund des Wärmehaushalts erforderlich, weil bei überproportionaler Eingabe von heißem Gestein dem Mischer eine zu große Wärmemenge zugeführt würde, wodurch die erste Teilmenge des Granu­ lats überhitzt würde. Wichtig ist, daß die Teilmengen von Gestein und Granulat im Verhältnis dieser Stoffe im Endprodukt zugeführt werden. Bereits nach dem ersten Eingabeschritt wird wegen des Temperaturausgleichs zwischen dem heißen Gestein und dem kalten Granulat die Endtemperatur von etwa 170 bis 190°C der Mischung er­ reicht. Bei dem zweiten Eingabevorgang werden Gestein und Granulat in den gleichen Gewichtsanteilen, und vor­ zugsweise auch in den gleichen Gewichtsmengen, zu­ geführt wie bei dem ersten Eingabevorgang. Nach dem zweiten Eingabevorgang wird diejenige Temperatur, die sich nach dem ersten Eingabevorgang eingestellt hat, beibehalten.According to the invention, rock and Granules in the mixer in at least two times successive input steps. Preferably two input steps are carried out, whereby in each step half of the total amount of Rock and half of the total amount of granules is entered into the mixer. Although only the granules If the expanded asphalt contains water, the rock also becomes according to the number of input steps in part quantities supplied. This is due to the heat balance required because disproportionate input of hot rock too much heat to the mixer would be supplied, creating the first subset of the granu lats would overheat. It is important that the subsets of rock and granules in the ratio of these substances in End product are fed. After the first Entry step is due to the temperature compensation between the hot stone and the cold granulate Final temperature of about 170 to 190 ° C of the mixture  enough. The second entry process is rock and granules in the same parts by weight, and before preferably also in the same amounts by weight performed as in the first input process. After this The second input process is the temperature that has appeared after the first entry process, maintained.

Obwohl Gestein und Granulat in zwei aufeinanderfolgen­ den Chargen eingegeben werden, wobei für die Eingabe jeder Charge einige Sekunden benötigt werden, wird überraschenderweise die Gesamtdauer des Mischverfahrens gegenüber dem bekannten einstufigen Verfahren nicht wesentlich erhöht. Dies liegt daran, daß das Nach­ mischen nach dem zweiten Eingabevorgang nur relativ kurze Zeit benötigt, weil das während des ersten Ein­ gabevorgangs zugeführte Material bereits gemischt ist und weil vor dem zweiten Eingabevorgang bereits ein Temperaturausgleich im Mischer vorhanden ist.Even though rock and granulate follow each other in two the batches are entered, being for the entry each batch will take a few seconds surprisingly, the total duration of the mixing process not compared to the known one-step process significantly increased. This is because the after mix only relatively after the second input process needed a short time because that during the first one material already mixed is already mixed and because already before the second input process There is temperature compensation in the mixer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wie im Anspruch 2 angegeben ist, erfolgt die Zugabe des gesamten Bindemittels, dessen Menge auf die Menge des insgesamt zuzuführenden Ge­ steins abgestimmt ist, ausschließlich in Verbindung mit dem ersten Eingabeschritt. Das Bindemittel (Bitumen), das in fließfähiger Form in den Mischer eingedüst wird, liegt nach dem ersten Eingabevorgang in überproportio­ nalem Anteil vor. Die für den ersten Mischvorgang ohne­ hin benötigte Zeit wird für das Eindüsen des Binde­ mittels ausgenutzt. Bei dem nachfolgenden Mischvorgang braucht dann kein Bindemittel mehr zugeführt zu werden, so daß dieser Mischvorgang in kurzer Zeit ausgeführt werden kann. Das Eindüsen des Bindemittels kann ent­ weder schon während des Einführens von Gestein und Granulat erfolgen oder erst dann, wenn das Einfüllen von Gestein und Granulat beendet ist. Der Bindemittel- Anteil liegt normalerweise in der Größenordnung von 2 Gew.-% von der Gesamtmischung.According to a preferred embodiment of the invention the method according to claim 2, the entire binder, the Amount based on the total amount of Ge to be fed is coordinated, only in connection with the first step. The binder (bitumen), which is injected into the mixer in a flowable form, lies in disproportionate after the first input process nal share. The one for the first mixing process without the time required for spraying the bandage exploited by means. In the subsequent mixing process then no binder needs to be added, so that this mixing process is carried out in a short time can be. Injection of the binder can ent  neither during the introduction of rock and Granules take place or only when filling of rock and granules is finished. The binder Percentage is usually on the order of 2% by weight of the total mixture.

Zur Stabilisierung der Mischung wird ein Füllmaterial (Kalksteinmehl) in den Mischer eingegeben. Die Füller­ zugabe erfolgt bei dem bekannten einstufigen Verfahren zugleich mit der Zugabe von Gestein und Granulat. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der pulverförmige Füller gemäß Anspruch 3 nur in Verbindung mit dem letzten Eingabeschritt zugeführt, und zwar während oder nach diesem Eingabeschritt. Dies hat den Vorteil, daß das pulverförmige Füllmaterial nicht die Körner des Gesteins umhüllt und das Anhaften von Bitumen an dem Gestein erschwert. Das Füllmaterial wird erst ein­ gegeben, nachdem der Temperaturausgleich zwischen Ge­ stein und Granulat stattgefunden hat und das Bitumen die Gesteinskörner umhüllt.A filler material is used to stabilize the mixture (Limestone flour) into the mixer. The fountain pens addition takes place in the known one-step process at the same time with the addition of rock and granulate. At the process according to the invention becomes powdery Filler according to claim 3 only in connection with the last input step, namely during or after this input step. This has the advantage that the powdery filling material does not the grains of the Rock and bitumen adhering to it Rock difficult. The filling material is only one given after the temperature equalization between Ge stone and granules and the bitumen the stone grains enveloped.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die gefahr­ lose und umweltschonende Herstellung einer Asphalt­ mischung unter Zugabe von bis zu 50 Gew.-% Ausbau­ asphalt. Ausbauasphalt stellt Sondermüll dar, an dessen wirt­ schaftlicher Verwertung ein hohes Interesse besteht.The method according to the invention enables the risk loose and environmentally friendly production of asphalt Mix with the addition of up to 50% by weight of expansion asphalt. Expanded asphalt represents hazardous waste, at whose host economic exploitation there is a high level of interest.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens dargestellt. The following is with reference to the drawing an embodiment of the invention explained in more detail. In the drawing is a flow chart of the process shown.  

Für die Durchführung des Verfahrens wird ein Doppel­ wellen-Zwangsmischer benutzt, der einen oben offenen Behälter aufweist, in welchem mehrere horizontale rotierende Wellen angeordnet sind. Von jeder der Wellen stehen radiale Arme ab, an denen Paddel befestigt sind. Benachbarte Wellen drehen sich gegensinnig, wobei die Paddel so ausgebildet sind, daß das in dem Behälter befindliche Material in dem Behälter eine in Draufsicht kreisende Bewegung ausführt, wobei gleichzeitig hori­ zontale und vertikale Bewegungskomponenten erzeugt werden. Ein solcher Mischer ist bekannt. Über dem Mischer befindet sich eine Wägvorrichtung, auf die aus einem Silo körniges Gestein (Feinkies) und aus einem weiteren Silo Granulat von Ausbauasphalt aufgegeben werden können. Die Wägvorrichtung steuert die Silo­ ausgänge so, daß jeweils gewünschte Mengen an Gestein und Granulat auf die Wägvorrichtung befördert werden.There is a double for the implementation of the procedure uses a wave compulsory mixer that has an open top Containers in which several horizontal rotating shafts are arranged. From each of the waves there are radial arms on which paddles are attached. Adjacent waves rotate in opposite directions, with the Paddles are designed so that in the container material in the container is a top view circular motion, while hori zonal and vertical movement components generated will. Such a mixer is known. About that Mixer is a weighing device on which out a silo of granular rock (fine gravel) and from one another silo granulate from expanded asphalt abandoned can be. The weighing device controls the silo exits so that each desired amount of rock and granules are conveyed onto the weighing device.

Bei dem ersten Wägvorgang werden gleiche Mengen von Gestein und Granulat abgewogen und im ersten Eingabe­ schritt gemeinsam in den Mischer eingegeben. Die An­ gaben "25%" beim ersten Wägevorgang in der Zeichnung beziehen sich auf ungefähre Gewichtsanteile des be­ treffenden Materials am Gewicht der Endmischung. Das getrocknete und heiße Gestein hat eine Temperatur von etwa 400°C, während das Granulat Umgebungstemperatur hat.During the first weighing process, equal quantities of Rocks and granules weighed and in the first entry entered the mixer together. The An gave "25%" during the first weighing process in the drawing refer to approximate weight percentages of the be material in relation to the weight of the final mixture. The dried and hot rock has a temperature of about 400 ° C, while the granules ambient temperature Has.

Während des ersten Eingabeschritts läuft der Mischer, so daß Gestein und Granulat unmittelbar nach ihrer Ein­ gabe in den Mischer bereits gemischt werden. Das im Granulat enthaltene Wasser verdampft bei dem Kontakt des Granulats mit dem heißen Gestein. Da der Mischer bei dem ersten Eingabeschritt nur insgesamt zu etwa 50% gefüllt wird, ist die schlagartig verdampfende Wassermenge so gering, daß eine kontrollierte Absaugung des Dampfes noch möglich ist. Der erste Eingabeschritt dauert etwa 5 sec. Daran schließt sich die erste Misch­ stufe an, in der der Mischer ohne weitere Eingabe von Gestein und Granulat läuft. Während oder nach dem ersten Eingabeschritt wird Bitumen als Bindemittel in den Mischer eingedüst. Dieses Eindüsen kann sich über die gesamte Dauer der ersten Mischstufe erstrecken. Am Ende der ersten Mischstufe ist die Bindemittelzugabe spätestens beendet. Während die erste Mischstufe läuft, werden in einem zweiten Wägevorgang Gestein und Granu­ lat in einer Menge von ungefähr je 25% des jeweiligen Anteils am Endprodukt abgewogen und diese Mengen werden im zweiten Eingabeschritt in den Mischer eingegeben. Gleichzeitig mit dem zweiten Eingabeschritt erfolgt die Zugabe von Kalksteinmehl als Füller. Der zweite Ein­ gabeschritt dauert etwa 5 sec. Während des zweiten Ein­ gabeschrittes läuft der Mischer. Anschließend an den zweiten Eingabeschritt erfolgt die zweite Mischstufe, in der der Mischer ohne Zugabe weiterer Materialien läuft. Die zweite Mischstufe dauert etwa 6 bis 12 sec. Daran schließt sich das Entleeren des Mischers an, das etwa 6 sec dauert.The mixer runs during the first input step, so that rock and granules immediately after their on already mixed into the mixer. That in Water contained in the granules evaporates on contact of the granulate with the hot rock. Because the mixer in the first step only about  50% filled, is the suddenly evaporating Amount of water so low that controlled suction of steam is still possible. The first step takes about 5 seconds. This is followed by the first mixing level in which the mixer without entering Rock and granulate runs. During or after first input step is bitumen as a binder in injected the mixer. This injection can over itself extend the entire duration of the first mixing stage. At the The end of the first mixing stage is the addition of binder ended at the latest. While the first mixing stage is running in a second weighing process, rock and granules are lat in an amount of approximately 25% of each Share in the final product weighed and these quantities are entered in the mixer in the second input step. This takes place simultaneously with the second input step Adding limestone flour as a filler. The second one The step takes about 5 seconds. During the second on the mixer runs. Subsequent to the second input step is the second mixing stage, in which the mixer without adding other materials running. The second mixing stage lasts about 6 to 12 seconds. This is followed by emptying the mixer, the takes about 6 sec.

Die Mengen an Bindemittel und Füller betragen etwa je 2% am Gesamtgewicht der Mischung. Da diese Mengen relativ gering sind, sind sie bei den jeweiligen An­ gaben von 25% an Gestein und Granulat nicht enthalten. Anstelle der 25% könnten jeweils auch 24% angegeben sein. Die Prozentangaben sollen verdeutlichen, daß nach dem Verfahren insgesamt etwa 50% (2×25%) Ausbau­ asphalt verarbeitet werden können. The amounts of binder and filler are approximately each 2% of the total weight of the mixture. Because these amounts are relatively low, they are with the respective type gave 25% of rock and granules not included. Instead of the 25%, 24% could also be given in each case be. The percentages are intended to clarify that after the procedure a total of about 50% (2 × 25%) expansion asphalt can be processed.  

Am Ende der ersten Mischstufe hat die Mischung aus Ge­ stein, Granulat und Bindemittel eine weitgehend homo­ gene Temperatur von 170 bis 180°C. Bei dieser Tempe­ ratur, bei der das Wasser verdampft ist, haftet das im Altasphalt enthaltene Bitumen und das neu zugegebene Bitumen fest an den Gesteinskörnern, ohne überhitzt zu werden. Das im Granulat enthaltene Wasser ist erforder­ lich, um bei dem ersten Kontakt des Granulats mit dem heißen Gestein durch Verdampfung eine Schutzschicht zu bilden, die einen direkten Kontakt des Bitumens mit dem heißen Gestein verhindert, um thermische Schädigungen des Bitumens zu vermeiden. Ein solcher direkter Kontakt erfolgt erst nach entsprechender Abkühlung des Gesteins und gleichmäßiger Erwärmung des Bitumens.At the end of the first mixing stage, the mixture of Ge Stone, granules and binders are largely homo temperature from 170 to 180 ° C. At this tempe at which the water has evaporated is liable in the Bitumen containing old asphalt and the newly added bitumen Bitumen firmly on the aggregate without overheating will. The water contained in the granulate is required Lich, the first time the granules come into contact with the hot stone through evaporation to a protective layer form a direct contact of the bitumen with the hot stone prevents thermal damage to avoid the bitumen. Such direct contact takes place only after the rock has cooled accordingly and even heating of the bitumen.

Bei dem zweiten Eingabeschritt werden die zweiten Hälften von heißem Gestein und kaltem Granulat in den Mischer eingegeben, so daß der Mischer jetzt die Ge­ samtmenge enthält. Beim zweiten Eingabeschritt ver­ dampft noch der in den 25% Granulat enthaltene Wasser­ anteil. Die anschließende zweite Mischstufe kann rela­ tiv kurz sein, weil die Mischung bereits weitgehend homogen ist und nur noch etwa 50% des Gesamtfüllung unter den bereits gemischten Mischerinhalt gemischt werden müssen.In the second input step, the second Halves of hot rock and cold granules in the Mixer entered so that the mixer is now the Ge contains the total amount. In the second entry step ver the water contained in the 25% granules still evaporates proportion of. The subsequent second mixing stage can rela tiv short because the mixture is already largely is homogeneous and only about 50% of the total filling mixed under the already mixed mixer content Need to become.

Die gesamte Mischzeit einer Mischercharge beträgt etwa 60 sec.The total mixing time of a batch of mixers is approximately 60 sec.

Claims (4)

1. Verfahren zur Asphaltherstellung unter Verwendung von granuliertem Ausbauasphalt, bei welchem
aufgeheiztes Gestein und kaltes Granulat von Ausbauasphalt in vorgegebenen Mengen in einen Mischer eingegeben werden,
Bindemittel entsprechend der Menge des Gesteins in den Mischer eingeführt wird,
die im Mischer enthaltenen Produkte gemischt werden,
und anschließend der Mischer entleert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe von Gestein und Granulat in den Mischer in mindestens zwei Eingabeschritten er­ folgt, wobei bei jedem Schritt die prozentualen Anteile von Gestein und Granulat gleich sind, und daß nach jedem Eingabeschritt ein Mischvorgang ausgeführt wird.1. Process for the production of asphalt using granulated asphalt, in which
heated rock and cold granules of asphalt in predetermined quantities are fed into a mixer,
Binder is introduced into the mixer according to the amount of rock
the products contained in the mixer are mixed,
and then the mixer is emptied,
characterized in that the input of rock and granules into the mixer follows it in at least two input steps, the percentage of rock and granules being the same in each step, and that a mixing process is carried out after each input step. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des gesamten Bindemittels in Ver­ bindung mit dem ersten Eingabeschritt erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that that the addition of all of the binder in Ver binding occurs with the first input step. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein stabilisierender pulverförmiger Füller nur in Verbindung mit dem letzten Eingabe­ schritt zugeführt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that a stabilizing powder Filler only in connection with the last entry step is fed.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Ge­ steins ca. 400°C beträgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that the temperature of the Ge stone is approx. 400 ° C.