CH618721A5

CH618721A5 - Process for the preparation of a bituminous binder for building materials, and the use of a binder prepared by this process for the production of building materials

Info

Publication number: CH618721A5
Application number: CH1172075A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Hemersam
Original assignee: Bunzl & Biach Ag
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1980-08-15
Also published as: DK141969C; DE2540230A1; IT1042450B; LU73376A1; TR18572A; NL7510647A; PL108897B1; NL180520C; FR2284653B1; SE426840B; DE2540230B2; FR2284653A1; RO68898A; FI66637B; ES440903A1; JPS584121B2; NO145385C; MX3215E; AU8480075A; NO145385B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Bindemittels für Baustoffe, welche als Zuschlagmaterial disperse Feststoffe anorganischer Natur enthalten und welche insbesondere der Herstellung von Kompres-sions- und Gussdecken dienen, wobei zur Bildung des Bindemittels Bitumen und Polyäthylen und/oder Polypropylen miteinander in einer Heissmischanlage unter Schmelzen und Lösen des Polyäthylens bzw. Polypropylens im Bitumen unter Rühren homogenisiert werden. The invention relates to a method for producing a bituminous binder for building materials which contain disperse solids of an inorganic nature as aggregate and which are used in particular for the production of compression and cast ceilings, with bitumen and polyethylene and / or polypropylene being used to form the binder are homogenized in a hot mixing plant with melting and dissolving the polyethylene or polypropylene in the bitumen with stirring.

Es ist eine Vielzahl von Baustoffen bekannt, welche unter Verwendung eines bituminösen Bindemittels aufgebaut sind. Eine besonders ausgedehnte Verwendung finden dabei bituminös gebundene Baustoffe bei der Herstellung des Belages aber s auch des Unterbaues von Verkehrsflächen und auch Dachschichten, wobei beispielsweise auf Baustoffe, wie sie unter den Namen Gussasphalt, Walzasphalt und Bitumenkies bekannt sind, hingewiesen werden kann. Bei Strassenbelagmaterialien wird dabei meist ein Bindemittelanteil von weniger als 15 % des io Stein- bzw. Sandmaterials gewählt. Das als Bindemittel für die vorgenannten Baustoffe dienende Bitumen hat nun neben Vorzügen auch eine Reihe von Nachteilen. So neigt das Bitumen dazu, bei erhöhter Temperatur, wie sie sich auf sonnenbestrahlten Flächen begünstigt durch die dunkle Farbe des Bitumens i5 häufig einstellt, zu erweichen, wodurch dann durch die Verkehrsbelastung auf mit derartigen Baustoffen hergestellten Decken starke Verdrückungen bzw. Deformierungen auftreten können. Umgekehrt treten aber auch bei unter 0° C liegenden Temperaturen Versprödungserscheinungen des Bitumens auf, 2« welche gleichfalls im Zuge der Verkehrsbelastung von Verkehrs- bzw. Strassenflächen Schäden am Belagsmaterial hervorrufen können. Sowohl die unerwünschte Neigung des Bitumens bei hohen Umgebungstemperaturen zu erweichen wie auch die Versprödungsneigung des Bitumens bei tiefen Umgebungstem-25 peraturen können durch Zusatz von Polyolefinen zum Bitumen wesentlich gebessert werden und es verbessert ein solcher Polyolefinzusatz auch ganz allgemein die Festigkeit bituminös gebundener Baustoffe. Untersucht man dabei die Eigenschaften so erhaltener bituminöser Bindemittel bzw. die Eigenschaften 3o von Baustoffen, die mit solchen bituminösen Bindemitteln gebunden sind, ergibt sich, dass mit steigendem Gehalt an Polyolefinsubstanz die Erweichungstendenz des Bitumens bei hohen Temperaturen und die Kältesprödigkeit des Bitumens immer weiter zurückgedrängt werden und gleichzeitig in durch-35 aus erwünschter Weise die Festigkeit von Baustoffen, die mit derartigen Bindemitteln gebunden sind, zunimmt. Es zeigt sich aber, dass gleichlaufend dazu mit zunehmendem Gehalt des bituminösen Bindemittels an Polyolefinsubstanz auch die sich im Verarbeitungstemperaturbereich ergebende Steifigkeit der •m mit solchen Bindemitteln gebundenen Baustoffe ganz erheblich zunimmt und hiedurch bald Schwierigkeiten auftreten, wenn man solche Baustoffe, in einer für mit gewöhnlichem Bitumen gebundenen Baustoffen geläufigen Technik verarbeiten will, und z. B. ein solches Strassendeckenmaterial mit einer her-« kömmlichen Strassenfertigungsmaschine verlegen will. Dieser Umstand, aber auch der gegenüber Bitumen höhere Geste-hungspreis von Polyolefinmaterial mag dabei bestimmend dafür gewesen sein, dass bisher getrachtet wurde, durch schonende Vorgangsweise beim Vermischen von Bitumen und Polyolefin so deren chemischen Aufbau möglichst zu erhalten, da ja offensichtlich der Schluss nahelag, dass zum Erzielen einer bestimmten Verbesserung des Temperaturverhaltens eines bituminösen Bindemittels wie auch zum Erzielen einer bestimmten Festigkeitserhöhung eines mit einem solchen Bindemittel gebundenen 55 Baustoffes mit einer umso geringeren Polyolefinmenge das Auslangen gefunden werden kann, je weniger der chemische Aufbau des Polyolefinmaterials im Zuge des Vermischens mit dem Bitumen gestört wird, es liegt dabei auch nahe, in diese Betrachtung die zusätzliche Erwägung einzuf lechten, dass die Verarbei-fio tung eines derartig gebundenen Baustoffes vermutlich umso leichter vorstatten gehen wird, je geringer der die Steifigkeit des Materials erhöhende Polyolefinzusatz gewählt wird. A large number of building materials are known which are constructed using a bituminous binder. Bituminous-bound building materials are used particularly extensively in the production of the covering, but also in the substructure of traffic areas and roof layers, whereby reference can be made, for example, to building materials as they are known under the names mastic asphalt, rolled asphalt and bitumen gravel. For road surface materials, a binder content of less than 15% of the stone or sand material is usually chosen. The bitumen serving as a binder for the aforementioned building materials now has a number of disadvantages as well as advantages. For example, the bitumen tends to soften at an elevated temperature, which is often the result of the dark color of the bitumen i5 on sun-exposed surfaces, which can result in severe deformations or deformations due to the traffic load on ceilings made with such building materials. Conversely, embrittlement phenomena of the bitumen also occur at temperatures below 0 ° C, 2 «which can also cause damage to the covering material in the course of the traffic load on traffic or road surfaces. Both the undesirable tendency of the bitumen to soften at high ambient temperatures and the tendency of the bitumen to become brittle at low ambient temperatures can be significantly improved by adding polyolefins to the bitumen, and such a polyolefin addition also generally improves the strength of bituminous building materials. If one examines the properties of the bituminous binders obtained in this way and the properties of building materials that are bound with such bituminous binders, it can be seen that with increasing polyolefin content, the tendency towards softening of bitumen at high temperatures and the brittleness of the bitumen at low temperatures are suppressed more and more and at the same time increases the strength of building materials bound with such binders in a desired manner. It turns out, however, that in parallel with this, as the bituminous binder contains more polyolefin substance, the stiffness of the building materials bound with such binders increases considerably in the processing temperature range and difficulties soon arise when such building materials are used in a conventional manner Bitumen bound building materials wants to process common technology, and z. B. wants to lay such a road surface material with a conventional road manufacturing machine. This fact, but also the higher cost price of polyolefin material compared to bitumen, may have been decisive for the fact that efforts have been made so far to preserve the chemical structure of the bitumen and polyolefin as carefully as possible, since obviously the conclusion was obvious that to achieve a certain improvement in the temperature behavior of a bituminous binder as well as to achieve a certain increase in strength of a building material bound with such a binder, the lower the amount of polyolefin material that can be found, the less the chemical structure of the polyolefin material in the course of mixing with the Bitumen is disturbed, it also makes sense to consider the additional consideration that the processing of such a bound building material will presumably be easier the less the P increases the stiffness of the material olyolefin additive is selected.

Es ist nun ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfah-65 ren eingangs erwähnter Art zu schaffen, mit dem auf einfache Weise ein bituminöses Bindemittel für Baustoffe hergestellt werden kann, das es ermöglicht diese Baustoffe, ohne Schwierigkeiten mit den herkömmlichen Methoden und Maschinen It is now an object of the present invention to provide a method of the type mentioned at the beginning with which a bituminous binder for building materials can be produced in a simple manner, which enables these building materials to be used without problems with the conventional methods and machines

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einzubauen und insbesondere auch einen Einbau von Strassen-belagsmaterial, das mit einem solchen Bindemittel gebunden ist mit sogenannten «Strassenfertigern» ermöglicht, und bei dem auch dem Entstehen von Entmischungen zwischen dem Bitumen und dem Polyolefinmaterial entgegengewirkt ist. to be installed and, in particular, the installation of road pavement material that is bound with such a binder with so-called “road pavers”, and which also prevents segregation between the bitumen and the polyolefin material.

Dieses Ziel wird durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und durch die im Patentanspruch 9 gekennzeichnete Verwendung des Verfahrenserzeugnisses erreicht. This goal is achieved by the method characterized in claim 1 and by the use of the process product characterized in claim 9.

Das mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Strassenbelagmaterial weist sehr gute mechanische Eigenschaften auf und ist insbesondere gegen ein Verdrücken durch Einwirkung von Verkehrslasten bei erhöhten Temperaturen weit-gehendst stabil. Dies kommt auch in dem für die Beurteilung bituminöser Strassenbeläge üblichen Marshall-Test zum Ausdruck, dem eine Reihe von Proben erfindungsgemässen Stras-senbelagmaterials unterzogen wurden. The road surface material produced with the method according to the invention has very good mechanical properties and is largely largely stable, in particular, against being squashed by the action of traffic loads at elevated temperatures. This is also expressed in the Marshall test customary for the assessment of bituminous road surfaces, to which a number of samples of the road surface material according to the invention were subjected.

Die Erfindung wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf einige Beispiele weiter erläutert. The invention will now be further explained below with reference to some examples.

Im Verfahren der erwähnten Art wird das Bitumen zusammen mit Polyäthylen und/oder Polypropylen in der Heissmischanlage so lange bei einer zwischen 260° und 310° C liegenden Temperatur zu einem homogenen Bindemittel homogenisiert werden, bis die Viskosität der homogenen Masse deutlich abfällt, wobei nur jener Viskositätsabfall zu berücksichtigen ist, der über das übliche Absinken der Viskosität, das bei steigender Temperatur einer solchen Masse auftritt, hinausgeht. Im Zuge dieser Vorgangsweise tritt eine innige Homogenisierung des Bitumens und des Polyäthylens und/oder Polypropylens zu einer einheitlichen Masse auf, wobei bei genügend langer Zeitdauer des Prozesses die Viskosität der so entstehenden Bindemittelmasse hinreichend weit gesenkt werden kann, dass ein mit einer solchen Bindemittelmasse hergestelltes Strassenbelagmaterial auf üblichem, zur Verarbeitung bituminösen Strassenbelagsmaterials vorgesehenem Weg eingebaut werden kann. Trotzdem treten dabei aber die Vorteile, die sich aus einem Polyolefinmaterialzusatz zu Bitumen ergeben, insbesondere die Verbesserung des Temperaturverhaltens, in Erscheinung. Ausserdem verschwindet durch diese Vorgangsweise jegliche Tendenz zu einer Entmischung von Polyolefinmaterial und Bitumen selbst in jenen Bereichen, für die bisher das Vorliegen einer Mischungslücke angenommen wurde und man kann nun stabile Mischungen von Polyolefinmaterial und Bitumen in praktisch allen in Frage kommenden Verhältnissen herstellen, während man früher annahm, dass zwischen den Bitumen-Polyolefin-Verhältnissen von 80:20 und 20:80 eine Mischungslücke vorliegt, in deren Bereich es zur Entmischung der miteinander vermengten Komponenten kommen kann. In the process of the type mentioned, the bitumen, together with polyethylene and / or polypropylene, is homogenized in the hot mixing system at a temperature between 260 ° and 310 ° C. until a homogeneous binder is present until the viscosity of the homogeneous mass drops significantly, only that A drop in viscosity must be taken into account that goes beyond the usual drop in viscosity that occurs with increasing temperature of such a mass. In the course of this procedure, an intimate homogenization of the bitumen and of the polyethylene and / or polypropylene occurs to a uniform mass, the viscosity of the resulting binder mass being able to be reduced sufficiently by a sufficient length of time for the process that a road surface material produced with such a binder mass occurs can be installed in the usual way intended for processing bituminous road surface material. Nevertheless, the advantages that result from adding polyolefin material to bitumen, in particular the improvement in temperature behavior, appear. In addition, this procedure eliminates any tendency towards segregation of polyolefin material and bitumen even in those areas for which a gap in the mixture has previously been assumed and it is now possible to produce stable mixtures of polyolefin material and bitumen in practically all possible ratios, while previously assumed that there was a mixture gap between the bitumen-polyolefin ratios of 80:20 and 20:80, in the area of which the components blended together could separate.

Es kann darauf hingewiesen werden, dass es sich bei dem erwähnten Verfahren um einen Viskositätsabfall handelt, der über die Viskositätshinderung bei steigender Massetemperatur hinausgeht und demgemäss auch bei konstant gehaltener Arbeitstemperatur in Erscheinung tritt. It can be pointed out that the method mentioned is a viscosity drop which goes beyond the viscosity hindrance with increasing melt temperature and accordingly also appears when the working temperature is kept constant.

Vorteilhaft sieht man im Rahmen des Verfahrens vor, dass das Polyolefinmaterial und das Bitumen in der Heissmischanlage bis zu einem Abfallen der Viskosität der Masse um ein Fünftel bis ein Zehntel des unmittelbar nach dem Lösen des Polyolefinmaterials im Bitumen vorliegenden Viskositätswertes der Masse homogenisiert werden. It is advantageously provided in the context of the method that the polyolefin material and the bitumen are homogenized in the hot mixing plant until the viscosity of the mass drops by one fifth to one tenth of the viscosity value of the mass present immediately after the polyolefin material has been dissolved in the bitumen.

Im Verfahren können als Polyolefinmaterial verschiedene Typen von Polyäthylen, u. zw. sowohl vom Niederdruck- als auch vom Hochdrucktyp, und Polypropylen verwendet werden. Als Rohstoffbasis können dabei auch Abfälle, selbst wenn diese mit Kunststoffen anderer chemischer Natur durchsetzt sind, verwendet werden, da das Verfahren auch in Anwesenheit von Fremdstoffen im allgemeinen klaglos abläuft, Fremstoffe, wie z. B. Partikel von Duroplasten oder hochschmelzenden Thermoplasten, welche sich weitgehend inert verhalten, verhalten sich dabei ähnlich wie Füllstoffe. Various types of polyethylene, including the following, can be used as the polyolefin material in the process. between both low-pressure and high-pressure types, and polypropylene. Waste can also be used as the raw material base, even if it is permeated with plastics of a different chemical nature, since the process also generally takes place without complaint in the presence of foreign substances. B. particles of thermosets or high-melting thermoplastics, which are largely inert, behave similarly to fillers.

Es kann angenommen werden, dass der Abbau der Moleküle des Polyolefinmaterials, der im Zuge des erfindungsgemässen Verfahrens eintritt. Ursache der verhältnismässig geringen Viskosität des mit diesem Verfahren hergestellten bituminösen Bindemittels und der daraus folgenden verhältnismässig geringen Steifigkeit des mit diesem Bindemittel gebundenen Baustoffes ist. It can be assumed that the degradation of the molecules of the polyolefin material that occurs in the course of the method according to the invention. The reason for the relatively low viscosity of the bituminous binder produced by this process and the consequently relatively low stiffness of the building material bound with this binder is.

Ein weiteres positives Moment ergibt sich bei den durch das vorstehend angeführte Verfahren hergestellten bituminösen Bindemitteln dadurch, dass diese auf alkalisch oder sauer reagierendem Gestein sehr gut haften. Dies kann mit dem Entstehen von Salzbrückenbildungen erklärt werden, bei welchen an den Grenzflächen Steinmaterial-Bitumen ausser der üblichen Adhäsion noch sogenannte grenzflächenmolekulare Verbindungen, u. zw. eben im vorliegenden Fall Salzbrücken, vorliegen, die eine zusätzliche chemische Haftung zwischen Gestein und Bindemittel bewirken. Another positive moment arises with the bituminous binders produced by the above-mentioned method in that they adhere very well to alkaline or acid-reacting rock. This can be explained by the formation of salt bridges, in which at the interfaces between stone material and bitumen, apart from the usual adhesion, so-called interface molecular compounds, and the like. salt bridges exist in the present case, which cause an additional chemical adhesion between rock and binder.

Die im Zuge der beim Verfahren stattfindenden Homogenisierungsbehandlung auftretenden chemischen Vorgänge in der aus Bitumen und Polyolefinmaterial bestehenden Masse laufen umso rascher ab und es tritt der Viskositätsabfall umso eher ein, je höher die beim Homogenisieren vorliegende Temperatur ist. Es ist dabei günstig, das Homogenisieren bei einer Temperatur, die zwischen 260 und 310° C liegt, vorzunehmen, wobei ein besonders vorteilhaftes Arbeiten bei etwa 290° C ausgeführt werden kann. Es ergibt sich dabei, dass bei einem Mischverhältnis zwischen Polyäthylen und Bitumen von 30:70 bei einer Temperatur von 290° C der Viskositätsabfall innerhalb von ca. 20 Minuten nach dem Lösen des Polyolefins im Bitumen eintritt. Bei einem Mischungsverhältnis von 50:50 ist der Viskositätsabfall innerhalb von ca. 40 Minuten nach dem Lösen des Polyolefins im Bitumen eingetreten. Es hat sich dabei für den Verfahrens- bzw. Reaktionsablauf, u. zw. insbesondere hinsichtlich der Reaktionsgeschwindigkeit und der zu beherrschenden Viskositäten, als sehr günstig erwiesen, dem Bitumen für die molekülabbauende Homogenisierung Polyolefinmaterial in einer zwischen 30 und 100% der Bitumenmenge liegenden Menge zuzusetzen. Bei niedrigen Behandlungstemperaturen nimmt man zur Herstellung eines Strassenbelangbindemittels eine mehrere Stunden dauernde Homogenisierung des Bindemittels vor. The chemical processes occurring in the course of the homogenization treatment taking place in the process, consisting of bitumen and polyolefin material, take place all the more quickly and the higher the temperature at homogenization, the more likely it is that the viscosity will drop. It is advantageous to carry out the homogenization at a temperature which is between 260 and 310 ° C., it being possible for a particularly advantageous operation to be carried out at approximately 290 ° C. The result is that with a mixing ratio between polyethylene and bitumen of 30:70 at a temperature of 290 ° C., the drop in viscosity occurs within approximately 20 minutes after the polyolefin has been dissolved in the bitumen. At a mixing ratio of 50:50, the viscosity drop occurred within about 40 minutes after the polyolefin was dissolved in the bitumen. It has for the course of the process or reaction, u. between, in particular with regard to the reaction rate and the viscosities to be controlled, it has been found to be very advantageous to add polyolefin material to the bitumen for molecular-degrading homogenization in an amount between 30 and 100% of the amount of bitumen. At low treatment temperatures, homogenization of the binder is carried out over a period of several hours in order to produce a roadside binder.

Im Zuge des Durchführens des Verfahrens durchläuft die Viskosität der zu homogenisierenden bzw. einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Masse aus Bitumen und Polyolefinmaterial mehrere Phasen. Zunächst liegt dabei eine verhältnismässig niedrige Viskosität vor, die praktisch der Viskosität des Bitumens am Beginn der Arbeitszeit entspricht, was daher herrührt, dass zu diesem Zeitpunkt das Polyolefinmaterial noch nicht aufgeschmolzen ist, sondern in Form kleiner Partikel im Bitumen schwimmt. Nach und nach tritt dann ein Schmelzen dieser Partikel auf und Hand in Hand damit ein Anstieg der Viskosität der Masse. Nach dieser Phase fällt die Viskosität merklich ab, was mit dem Molekülabbau des Polyolefinmaterials erklärbar ist. Danach bleibt die Viskosität über längere Zeit im wesentlichen konstant oder steigt allenfalls durch die Bildung von chemischen Verbindungen in der aus Bitumen und Polyolefinmaterial bestehenden Masse ganz leicht an. In the course of carrying out the method, the viscosity of the mass of bitumen and polyolefin material to be homogenized or subjected to heat treatment passes through several phases. First of all, there is a relatively low viscosity, which practically corresponds to the viscosity of the bitumen at the beginning of the working time, which is due to the fact that at this point in time the polyolefin material has not yet melted but is floating in the form of small particles in the bitumen. Gradually these particles melt and hand in hand an increase in the viscosity of the mass. After this phase, the viscosity drops noticeably, which can be explained by the molecular breakdown of the polyolefin material. Thereafter, the viscosity remains essentially constant over a long period of time or at most increases very slightly due to the formation of chemical compounds in the mass consisting of bitumen and polyolefin material.

Bei der Herstellung von Strassenbelagbindemittel nimmt die Messung des im Zuge der Vorgangsweise auftretenden Viskositätsabfalls bei der Homigenisierungsbehandlung der Masse aus Polyolefinmaterial und Bitumen in der Heissmischanlage vorteilhaft durch wiederholte Schmelzindexbestimmungen im Zuge dieser Behandlung vor. In the production of road surface binders, the measurement of the viscosity drop occurring in the course of the procedure during the homigenization treatment of the mass of polyolefin material and bitumen in the hot mixing plant advantageously takes place by repeated melt index determinations in the course of this treatment.

Da, wie bereits erwähnt, durch die Vorgangsweise Bindemittel mit praktisch beliebigen Verhältnissen von Bitumen zu Because, as already mentioned, binders with practically any ratios of bitumen are added

5 5

II) II)

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

618 721 4 618 721 4

Polyolefinmaterial gebildet werden können, kann man im Inter- Baustoffen, welche aus einem bituminösen Bindemittel und esse einer möglichst einfachen und möglichst wirtschaftlichen einem in Form von Split und/oder Sand vorliegenden Zuschlag- Polyolefin material can be formed in the interior, which consists of a bituminous binder and eats as simple and economical as possible an aggregate in the form of split and / or sand.

Verfahrensführung auch so vorgehen, dass man zunächst eine material bestehen. Diese Verwendung wird so durchgeführt, Procedure also proceed so that you first have a material. This use is done so

homogenisierte Bindemittelmasse mit einem hohen Anteil an dass das Bindemittel und das Zuschlagmaterial heiss miteinan- homogenized binder mass with a high proportion of the binder and the aggregate hot together

Polyolefinmaterial herstellt, und später durch weiteren Zusatz 5 der gemischt werden und hiefür das Zuschlagmaterial auf eine von Bitumen das für den jeweiligen Einsatzfall gewünschte hohe, aber unter der Zersetzungstemperatur des Bindemittels Manufactures polyolefin material, and later by further addition 5 which are mixed and for that the aggregate material on one of bitumen the high desired for the respective application, but below the decomposition temperature of the binder

Verhältnis von Bitumen zu Polyolefinmaterial herstellt, liegende Temperatur erhitzt wird. Dank dieser Massnahmen wodurch praktisch unabhängig von dem für den praktischen erhält man unter Verwendung des hergestellten bituminösen Ratio of bitumen to polyolefin material, lying temperature is heated. Thanks to these measures, practically independent of what is obtained for the practical, using the bituminous produced

Einsatz vorgesehenen Verhältnis zwischen Bitumen und Poly- Bindemittels Baustoffe mit sehr vorteilhaften Eigenschaften, Intended use ratio between bitumen and poly binder building materials with very advantageous properties,

olefinmaterial ein möglichst guter Ablauf der homogenisieren- 1 « Bei dieser Verwendung kann man dabei vorteilhaft vorsehen, homogenizing the olefin material as well as possible - 1 «With this use, one can advantageously provide

den Wärmebehandlung erzielbar ist, da ja die homogeniserte dass saures Zuschlagmaterial, wie Quarzsand und/oder Quarz- heat treatment can be achieved, since the homogenized acidic aggregate material, such as quartz sand and / or quartz

Masse aus Bitumen und Polyolef in nach ihrer Bildung ohne split eingesetzt wird. Mass of bitumen and polyolef is used in its formation without split.

weiteres lagerfähig ist und nach Aufwärmen nach einer solchen Das Stein- bzw. Sandmaterial, welches mit dem bituminösen is further storable and after warming up after such the stone or sand material, which with the bituminous

Lagerung problemlos verwendbar ist und der Homogenisie- Bindemittel in vorerhitztem Zustand vermengt wird, wird vor- Storage is usable without problems and the homogenizing binder is mixed in the preheated state.

rungs- bzw. Wärebehandlungsprozess nur bei einem Mischungs- 15 teilhaft einer Vorerhitzung auf eine Temperatur von etwa 200 Process or heat treatment process only in the case of a mixture of partial preheating to a temperature of approximately 200

Verhältnis durchgeführt zu werden braucht, und aus diesem bis 280° C unterzogen, wobei darauf geachtet werden soll, dass durch Bitumenzusatz zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit das die gewählte Vorerhitzungstemperatur um mindestens etwa jeweils gewählte Mischungsverhältnis Polyolefin-Bitumen her- 10° C unter der Zersetzungstemperatur des Polyolefinmaterials gestellt werden kann. Er erscheint dabei bemerkenswert, dass liegt. Ratio needs to be carried out, and subjected to this up to 280 ° C, taking care to ensure that the added preheating temperature at any time by at least about the selected mixing ratio of polyolefin-bitumen - 10 ° C below the decomposition temperature of the polyolefin material can be made. He seems remarkable that lies.

durch einen solchen nachträglichen Bitumenzusatz die bereits 2» Es werden nun nachstehend einige Beispiele und Messwerte erreichte Stabiiitat gegen Entmischen nicht beeinträchtigt wird. weiter erläutert Ein besonders homogenes Bindemittel erhält man dabei, wenn man das weitere Bitumen der bereits homogenisierten Masse Beispielsgruppe 1 aus Bitumen und Polyolefin zugibt und dieses Bindemitteige- Aus bituminösen Bindemitteln wurden mit einem den einmisch dann mit dem Stein- bzw. Sandmaterial vermengt. Man 25 schlägigen Vorschriften für den Bau bituminöser Fahrbahndek-kann aber auch, was insbesondere für den Einsatz vieler beste- ken entsprechenden Zuschlagsgemisch, welches 10 Gew.- % hender Bitumenanlagen, die mit einem sogenannten «Trinidad- Kalksteinmehl, 13 Gew.-% Natursand 0/2,25 Gew.-% Basaltkessel» versehen sind, zur Durchführung des Verfahrens von brechsand 0/2,26 Gew.- % Basaltedelsplit 2/5 und 26 Gew.- % Vorteil ist, so vorgehen, dass die bereits homogenisierte Masse Basaltedelsplit 5/8 enthielt, Asphaltmischungen hergestellt, aus Bitumen und Polyolefin und weiteres Bitumen getrennt 30 wobei ein Bindemittelgehalt von 6,7 Gew.-% angewendet voneinander in einen das heisse Stein- bzw. Sandmaterial ent- wurde. Es konnte dabei, wie auch auf Grund des gelartigen haltenden Mischer eingegeben werden. Beim Einsatz der vorge- Charakters der kunststoffhaltigen Bindemittel zu erwarten war, nannten bestehenden Anlagen wird dabei die gemeinsame Wär- an den solcherart hergestellten Asphaltmischungen, welche Bin-mebehandlung des Polyolefins und des Bitumens in dem demittel mit 10 % und 20 % Kunststoffgehalt enthielten, eine genannten «Trinidadkessel» ausgeführt und die in diesem Trini- 35 verhältnismässig grosse Steifigkeit beobachtet werden, welche dadkessel gebildete Masse kann dem Mischer, in dem das Stein- ein Verarbeiten derartiger Asphaltmischungen im Rahmen der bzw. Sandmaterial mit Bitumen vermengt wird, zugeführt, ins- für bituminöse Strassenbeläge üblichen Techniken, u. zw. insbe-besondere eingesprüht, werden. Solcherart kann das Verfahren sondere mit maschinellen Strassendeckenfertigen nicht möglich ohne Schwierigkeiten auf vorhandenen Einrichtungen ausge- erscheinen Hess. By such a subsequent bitumen addition which is already used, some stability and stability against demixing will not be affected. Further explained A particularly homogeneous binder is obtained by adding the further bitumen to the already homogenized mass of example group 1 made of bitumen and polyolefin and this binder mixture. From bituminous binders were mixed with the stone or sand material. 25 relevant regulations for the construction of bituminous carriageway decorations can also be used, which is particularly true for the use of many existing corresponding aggregate mixes, which consist of 10% by weight bitumen systems made with a so-called «Trinidad limestone powder, 13% by weight natural sand 0 / 2.25% by weight of basalt kettle », to carry out the process of crushed sand 0 / 2.26% by weight of basalt noble split 2/5 and 26% by weight is an advantage, so that the already homogenized mass Basalt precious split 5/8 contained, asphalt mixtures made, separated from bitumen and polyolefin and further bitumen 30, whereby a binder content of 6.7% by weight, when applied, was removed from one another into the hot stone or sand material. It could be entered, as well as due to the gel-like holding mixer. When using the previous character of the plastic-containing binders was to be expected, the existing plants called the common heat on the asphalt mixtures produced in this way, which contained binary treatment of the polyolefin and the bitumen in the medium with 10% and 20% plastic content called «Trinidad kettle» and the relatively high stiffness observed in this Trini- 35, which dad kettle mass can be fed to the mixer, in which the stone - a processing of such asphalt mixtures within the framework or sand material is mixed with bitumen - techniques common for bituminous road surfaces, u. especially sprayed. In this way, the process, especially with machine-made road surfaces, cannot appear without difficulty on existing facilities.

führt werden und zufolge der Viskositätsreduktion des Binde- 4« Aus den vorgenannt erhaltenen Asphaltmischungen wurden mittels, das bei der Vorgangsweise anfällt, kann das hergestellte dann Marshall-Probekörper sowohl mit 2 X 50 Schlägen als auch and due to the reduction in viscosity of the binder, the test specimen produced can then be made with 2 X 50 blows as well as with the resultant asphalt mixtures

Strassenbelagmaterial gleichfalls mit üblich ausgebildeten vor- mit 2 X 35 und 2 X 75 Schlägen geformt und diese Marshall- Road surface material is also shaped with customary pre-strokes with 2 X 35 and 2 X 75 and this Marshall-

handenen Einrichtungen eingebaut werden. Probekörper wurden dann in üblicher Weise getestet, hiebei existing facilities can be installed. Test specimens were then tested in the usual way, here

Man bezieht sich auch auf eine Verwendung eines nach ergaben sich Messwerte, wie sie nachstehend in Tabelle 1 ange- One also refers to the use of a measured value as shown in Table 1 below.

einem Verfahren hergestellten Bindemittels zur Herstellung von 45 führt sind. a process produced binder for the production of 45 leads.

Tabelle 1: Table 1:

Asphalt asphalt

Mineral mineral

Binde Bandage

Misch Mixed

Probekörper nach Marshall Test specimen according to Marshall

mischung mixture

mittel mittel gutroh medium medium good raw

gehalt dichte content density

Gew.-% % By weight

g/cm3 g / cm3

Schlag Blow

Raum room

Hohl Hollow

Stabi Stabi

Fliess Flow

Tan Tan

zahl dichte raum lität wert genten number dense space value value genten

Schläge g/cm3 Beats g / cm3

gehalt kp mm modul content kp mm module

Vol.-% Vol .-%

T T

kp/mm kp / mm

2X35 2X35

2,602 2,602

1,9 1.9

630 630

6,7 6.7

175 175

2 2nd

0/8 mm 0/8 mm

B 80 B 80

6,7 6.7

2,652 2,652

2X50 2X50

2,610 2,610

1,6 1.6

670 670

7,1 7.1

173 173

2X75 2X75

2,613 2,613

1,5 1.5

650 650

6,9 6.9

164 164

B 80 B 80

2X35 2X35

2,553 2,553

3,5 3.5

710 710

5,3 5.3

554 554

3 3rd

0/8 mm 0/8 mm

+ 10 + 10

6,7 6.7

2,646 2,646

2X50 2X50

2,582 2,582

2,4 2.4

700 700

4,2 4.2

326 326

Gew.-% % By weight

2X75 2X75

2,581 2,581

2,5 2.5

760 760

4,6 4.6

370 370

Polyäthylen Polyethylene

5 5

618 721 618 721

Asphalt- Mineral Bindemischung mittel Asphalt-mineral binding mixture medium

Binde- Misch- Probekörper nach Marshall mittel-gehall gutroh-dichte Binding-mixed test specimens according to Marshall medium-well well-raw-tight

Gew.-% g/cm3 % By weight g / cm3

Schlag- Raum- Hohl- Stabi- Blow space hollow stabil

zahl dichte räum- Iität number dense spatiality

Schläge g/cm3 gehalt kp Vol.-% Beats g / cm3 content kp vol .-%

Fliess- Tan-wert genten- Flowing tan value genten

mm modul T mm module T

kp/mm kp / mm

B 80 B 80

0/8 mm +20 6,7 2,640 0/8 mm +20 6.7 2.640

Gew.- % % By weight

Polyäthylen Polyethylene

2X35 2X35

2,489 2,489

5,7 5.7

1080 1080

3,6 3.6

869 869

2X50 2X50

2,511 2.511

4,9 4.9

1200 1200

3,4 3.4

1118 1118

2X75 2X75

2,534 2,534

4,0 4.0

1230 1230

3,6 3.6

1010 1010

Beispielsgruppe 3: baubitumen B 80 im Mischungsverhältnis 50:50 bei 290° C Example group 3: building bitumen B 80 in a mixing ratio of 50:50 at 290 ° C

Es wurde mittels eines Brabender-Plastographen das Visko- 2» untersucht wurde, in Versuch 4 Polyäthylenabfälle und Stras-sitätsverhalten von Polyäthylen, von Polypropylen, sowie von senbaubitumen B 120 im Mischungsverhältnis 50:50 bei 290° C Polyäthylenbitumenmischungen und Polypropylenbitumenmi- untersucht wurden, in Versuch 5 Polyäthylenabfälle und Stras-schungen bei konstant gehaltener Temperatur (290° C bzw. senbaubitumen B 120 im Mischungsverhältnis 30:70 bei 290° C 270° C) über längere Zeit untersucht, wobei das Mischwerk des untersucht wurden, in Versuch 6 gemahlene Polypropylenab-Plastographen mit einer Schaufeldrehung von 60 U/min rotierte 25 fälle bei 290° C untersucht wurden und in Versuch 7 gemahlene und das hiefür aufzubringende Drehmoment im Meterpond Polypropylenabfälle und Strassenbaubitumen B 70 im Verhältgemessen wurde. Im einzelnen wurden dabei 7 Versuche vorge- nis 30:70 bei 290° C untersucht wurden. Die erhaltenen Mess-nommen, wobei hier im Versuch 1 Polyäthylenabfälle, welche ergebnisse sind dabei in nachstehender Tabelle 2 zusammenge-zuvor gemahlen wurden, bei 290° C untersucht wurden, in fasst. It was examined by means of a Brabender plastograph that Visko-2 »was examined, in experiment 4 polyethylene wastes and road behavior of polyethylene, of polypropylene, as well as of Senbaubitumen B 120 in a mixing ratio of 50:50 at 290 ° C polyethylene bitumen mixtures and polypropylene bitumen mini were examined, in experiment 5 polyethylene wastes and shrinkage at a constant temperature (290 ° C or Senbaititumen B 120 in a mixing ratio of 30:70 at 290 ° C 270 ° C) were examined over a long period of time, whereby the mixer of the milled in test 6 was examined Polypropylene-ab plastographs with a blade rotation of 60 rpm and 25 cases were examined at 290 ° C. and in test 7 the ground torque and the torque to be applied in the meter pond were measured in relation to polypropylene waste and road construction bitumen B 70. In particular, 7 tests were carried out before 30:70 at 290 ° C. The measurements obtained, here in experiment 1 polyethylene waste, the results of which were merged beforehand in Table 2 below, were examined at 290 ° C.

Versuch 3 eine Mischung aus Polyäthylenabfällen und Strassen- 30 Experiment 3 a mixture of polyethylene waste and road 30

Tabelle 2: Table 2:

Versuch Nr.: 1 2 3 4 5 6 7 Experiment no .: 1 2 3 4 5 6 7

Material PAE PAE PE+B80 Material PAE PAE PE + B80

(50:50) (50:50)

Versuchstempe- 290 270 290 ratur (° C) Test temperature 290 270 290 temperature (° C)

PE+B120 PE+B120 PP PP+B70 (50:50) (30:70) (30:70) PE + B120 PE + B120 PP PP + B70 (50:50) (30:70) (30:70)

290 290 290 290 290 290 290 290

Versuchszeit Trial period

Kraftaufnahme (Meterpond) Force absorption (meter pond)

10 Minuten 10 mins

145 145

174 174

60 60

36 36

5 5

292 292

1 1

20 Minuten 20 minutes

132 132

156 156

75 75

35 35

9 9

260 260

2 2nd

30 Minuten 30 minutes

122 122

145 145

71 71

34 34

11 11

232 232

3 3rd

60 Minuten 60 minutes

118 118

145 145

54 54

38 38

9 9

110 110

1,5 1.5

90 Minuten 90 minutes

102 102

144 144

53 53

37 37

9 9

27 27th

1,5 1.5

120 Minuten 120 minutes

89 89

134 134

53 53

30 30th

7 7

150 Minuten 150 minutes

82 82

133 133

53 53

29 29

7 7

180 Minuten 180 minutes

78 78

133 133

52 52

27 27th

6 6

Aus den vorstehend in der Tabelle 2 angeführten Messwer- Bitumen noch nicht gelöst ist und daher das Messgerät im ten kann der im Zuge der homogenisierenden Wärmebehand- wesentlichen die Viskosität des Bitumens feststellt und erst nach lung eintretende Molekülabbau des Polyolefinmaterials, der einiger Zeit, sobald sich das Polyolefinmaterial im Bitumen sich in einer Viskositätsabnahme äussert, klar erkannt werden. 55 gelöst hat, die Viskosität dieses Gemisches in Erscheinung tritt. From the measured bitumen listed in Table 2 above and the measuring device in the middle can determine the viscosity of the bitumen in the course of the homogenizing heat treatment and only after the molecular degradation of the polyolefin material occurs, which takes some time as soon as the polyolefin material in the bitumen manifests itself in a decrease in viscosity, can be clearly recognized. 55 has solved, the viscosity of this mixture appears.

Dieser Molekülabbau führt dabei bei den Polyolefin-Bitumen- Bei der erfindungsgemässen Vorgangsweise zur Herstellung Mischungen zusammen mit den im Gefolge des Molekülabbaues bituminöser Bindemittel, wie sie bei den Polyolefin-Bitumen- In the procedure according to the invention for the preparation of mixtures together with the bituminous binders which follow the molecular breakdown, as is the case with the polyolefin bitumen

des Polyolefinmaterials eintretenden chemischen Reaktionen Mischungen untersuchenden Beispielen dieser Beispielsgruppe mit dem Bitumen dazu, dass die Viskosität der Polyolefin- 3 vorliegt, ergibt sich also eine wesentlich niedrigere Viskosität of the chemical reactions occurring in the polyolefin material. Mixtures examining examples of this example group with the bitumen in such a way that the viscosity of the polyolefin 3 is present results in a significantly lower viscosity

Bitumen-Mischungen im Zuge der homogenisierenden Wärme- 60 der solcherart gebildeten bituminösen Bindemittel nach der behandlung einen deutlichen Abfall erleidet und dann während homogenisierenden Wärmebehandlung, welche ohne weiteres langer Zeit im wesentlichen konstant bleibt. Der bei den Poly- eine Verarbeitung von Asphaltmischungen, die aus diesen Bin- Bitumen mixtures in the course of the homogenizing heat of the bituminous binders formed in this way suffer a significant drop after the treatment and then during the homogenizing heat treatment, which remains essentially constant for a long time. The processing of asphalt mixes from the poly-

olefin-Bitumen-Mischungen am Anfang der Versuche häufig demitteln unter Verwendung überlicher mineralischer festzustellende Anstieg der Viskosität rührt dabei zunächst Zuschlagstoffe hergestellt werden, mit den für bituminöse Bau- olefin-bitumen mixtures at the beginning of the tests often use a mineral-based increase in viscosity to be ascertained, initially stirring aggregates are produced with which for bituminous construction

daher, dass das Polyolefinmaterial zu Beginn des Versuches im t,s stoffe üblichen Techniken gestattet. therefore, that the polyolefin material at the beginning of the test in t, s allowed conventional techniques.

Claims

618 721 PATENT CLAIMS

1. Process for the production of a bituminous binder for building materials which contain disperse solids of an inorganic nature as aggregate, and which are used in particular for the production of compression and cast ceilings, with bitumen and polyethylene and / or polypropylene being melted together to form the binder in a hot mixing plant and dissolving the polyethylene or polypropylene in the bitumen are homogenized with stirring, characterized in that the bitumen, together with polyethylene and / or polypropylene, are homogenized in the hot-mixing plant into a homogeneous binder at a temperature between 260 ° and 310 ° C, until the viscosity of the homogeneous mass drops significantly, taking into account only that drop in viscosity that goes beyond the usual drop in viscosity that occurs with increasing temperature of such a mass.

2. The method according to claim 1, characterized in that the homogenization is carried out at about 290 ° C.

3. The method according to claim 1, characterized in that the polyethylene and the bitumen are homogenized in the hot mixing plant until the viscosity of the mass drops by one fifth to one tenth of the viscosity value of the mass present immediately after the polyethylene has been dissolved in the bitumen.

4. The method according to claim 1, characterized in that the polyethylene is added to the bitumen in a total amount which is at least 10% of the amount of bitumen.

5. The method according to claim 4, characterized in that the homogenization is carried out at about 290 °.

6. The method according to claim 1, characterized in that polyethylene is added to the bitumen for homogenization in a total amount between 30 and 100% of the amount of bitumen.

7. The method according to claim 1, characterized in that the homogenized mass of bitumen and polyethylene is added to further bitumen.

8. The method according to claim 1, characterized in that the homogenized mass of bitumen and polyethylene is temporarily stored and then further bitumen is added.

9. Use of a binder produced by a method according to claim 1 for the production of building materials which consist of a bituminous binder and an aggregate material in the form of split and / or sand, characterized in that the binder and the aggregate material are mixed hot with each other and for this purpose, the aggregate material is previously heated to a high temperature which is below the decomposition temperature of the binder.

10. Use according to claim 9, characterized in that acidic aggregate material, such as quartz sand or quartz split, is used.