DE1448230A1

DE1448230A1 - Verfahren zur Untersuchung bituminoeser Baustoffe

Info

Publication number: DE1448230A1
Application number: DE19611448230
Authority: DE
Inventors: Ernst Scheid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-02
Filing date: 1961-11-22
Publication date: 1968-11-14
Also published as: US3203253A

Description

Verfahren zur Untersuchung bituminöser Baustoffe Die Zusammensetzung bituminöser Baustoffe wird im allgemeinen geprüft, indem man Proben der jeweiligen hiischungen mmglichst exakt in die einzelnen Komponenten zu zerlegen versucht. Hierzu bedient man sich verschiedener Lösungsmittel, die auf Grund ihrer chemischen Verwandtschaft mit den Ueblichen @indemitteln diese aufzulösen vermögen, und dadurch die festen Anteile der Mischung wieder freigeben. Das jeweils verwendete Lösungsmittel wird bei Kaltextraktionen mi-t normaler Temperatur, bei Heissextraktionen erwärmt oder sogar als Destillat verwendet. Die gebräuchlichen Extraktionsapparate ermöglichen die Untersuchung jedoch nur in einem so grossen Zeitraum, dass das Prüfergebnis nicht lLletr zur Beurteilung der laufenden Miscnungsnerstellung verwendet werden kann. bei hohem Ausstoss moderner Liischanlagen ist aber eine schnelle Ueberprüfung der @ischung erforderlich, um sofortige Zugabeänderungen vornehmen u können. Es sei erwähnt, dass Leistungen von 40 - 70 Tonnen pro Stunde und Anlage heute üblich sind. Die Baubehörden verlangen die laufende Uebersendung von Proben an ihre anerkannten institute, während die Baufirmen in fahrbaren Laboratorien ihre eigenen Untersuchungen auf den Baustellen vornehmen sollen.
Kiese Laborwagen sind meistens so ausgerüstet, dass die proben zunächst in einem Topf nach Zugabe von Lösungsmittel eine gewisse Zeit aufweichen, und dann von einer geschulten Kraft unter periodischem Abgiessen des verunreinigten Lösungsmittels und e tsJrechender Zugabe des sauberen, nach löslichen und festen Bestandteilen getrennt werden. Die geschulte Eerson wiederholt diesen Vorgang unter Benutzung eines- RUhrinstrumentes, meistens eines Pinsels, so lange, bis das Lösungsmittel einigermassen klar bleibt. Der Abguss der Flüssigkeit erfolgt über ein unbewegliches Maschensieb, welches die Fülleranteile passieren lassen soll. Durch einen anschliessenden Zentrifugierungsvorgang wird der @@ebdure@gang in den festen A@teil (Füller) und den Flüs@@gen @nteil (Lösungsmittel + Bindemittel) getrennt.
Die festen @ischungs lte. le werden im @nsch@uss in rockensenr@n@@getrocknet, ge@iebt und gewogen. Den @indemittel@nteil bestimmt man entweder nach der Schnell@ethode von Dr. @. Schulz oder durch destillation mit späterer Einengung.
Reben einem beträc tlichen, für die raxis viel zu grossen Zeitaufwand haben die bisherigen Methoden nec den Nachteil ungenauer Ergeonisse. Diese resultieren einiaal aus der Unmuverl-ssigkeit des Laboranten, zu anuern aus den Fehlermöglichkeiten, uie wärend der verschiedenen Teilprozesse entstehen. bei der Verwendung von Filterpapier oder Filterhülsen, z. B. bleiben die durchgehenden und festhaftenden anteile nicht exakt erkennbar, während die aufsitzenden eile kaum mit der notwendigen Exaktheit vom Papier getrennt werden köen. Ausserdem erlauben die meisten der bekanten Siebe keine befriedigende Trennung der unteren Fraktionen. Diese Unzulänglichkeiten schliessen eine zuverlässige Auswertung der Untersuchungsergebnisse weeen der hohen Fehlerstreuung nahezu aus.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Untersuchung bituminöser Baustoffe, nach welchem proben in ein das Bindemittel auflösendes Lösungsmittel getaucht und die ineralien nach Korngrösse sortiert werden und daraufhin getrocknet und gewogen werden, und welches die oben erwähnten Nachteile der bekannten Untersuch.ngverfahren dadurch zu beseitigen sucht, dass in einem einzigen Vorgang unter Einwirkung der Probeklumpen lockernden und die einzelnen Körner in Bewegung versetzenden Kräfte gleichzeitig die Lösung des Bindemittels und die Sortieruilg der Korngrössen bewerkstelligt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auc ein Gerät zur susführung des erfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Lmsungsmittel-Behälter, einen Separiertopf, in welchem die robe auflockernden physikalischen Kräften ausgesetzt wird eine Durchlaufzentrifuge zur Trennung der in der Lösung schwebenden, feinsten, festen Anteile von der Lösung, einen Auffangbehälter mit volumetrischer Messmöglichkeit und Trockingsvorrichtungen des Inhaltes des Serariertopfes und des Inhaltes der Zentrifugenhülse aufweist.
Die Figur der beiliegende-: Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des Gerätes zur Ausführung des Verfahrens.
Dieses Gerät weist einen Vorratsbehälter 1 für reines Lösungsmittel auf. Dieser Behälter ist mit einer nicht dargestellten Heizvorrichtung und einem Thermostat zur Konstaethaltung der Temperatur ausgerüstet. Ein mit einem Hahn 3 ausgerüstetes Auslaufrohr 2 erlaubt Lösungsmittel in gewünschten Mengen in einen Separiertopf 5 auslaufen zu lassen. Dieser Separiertopf 5 ist einerseits mit einem Deckel 6, der eine Lochplatte 7 trägt, die zur gleichmässigen Verteilung des Lösungsmittels über die grobe P vorgesehen ist, ausgerüstet, und andererseits mit einem Satz verschiedenmaschiger, einzeln herausnehmbarer Siebe 8, 9, 19. In der dargestellten Ausführung sind drei'Siebe vorgesehen, Sieb lOmit 0.09 mm Siebbespannung, Sieb 3 mit 0.63 mm Siebbespannung und Sieb 8mit 2,O mm Siebbespjnnung. eine Schwingungsvorrichtung 11 versetzt den Separiertopf in eine Schwingbewegung, die auf den @robeklumpen eine auflockernde Vitrkung ausübt und die einzelnen Körner der aufgelockerten probe in Bewegung versetzt. in liner anderen Ausführungsform des Gerätes könnte die Schwingvorrichtung durch einen Ultraschallsender oder durch irgend eine andere bekannte Vorrichtung ersetzt werden, die den Probeklumpen, sowie die einzelnen aufgelockerten Körner einer wechselnden, physikalischen Kraft aussetzt.
Der Separiertopf 5 ist noch mit einem einen Mbstellhahn 12 zur Regulierung der Auslaufgeschwindigkeit aufweisenden Auslaufrohr 13 versehen, welches in eine Durchlaufzentrifuge mündet. Die Zentrifuge weist eine drehbare Halterung 14 auf, die mechanisch mittels einer Kupplung und eines Uebersetzungsgetriebes 15 mit einem elektrischen Motor 16 verbunden ist, und wird durch diesen in Drehung versetzt. In dieser Halterung 14 ist eine herausneiimbare Hülse 17 eingesetzt, die sich nach oben leicht konisc erweitert. Das obere, offene Ende dieser Hülse 17 ragt in einen ortfesten, klappbaren Auffang -kragen 20 ein, welcher die gesäuberte Lösung (Lösungsmittel + aufgelöste Bindemittel) auffängt. Dieser Auffangkragen ist mit einem Auslaufrohr 18 versehen, welches die gesäuberte Lösung in einen Sammelbehälter 19 lässt.
Die tirkungsweise des beschriebenen Gerätes ist die Folgende : Der -robeklumpen wird in den Separiertopf 5 eingesetzt, die Schwingvorrichtung 11 in Bewegung gesetzt und durch Oeffnen des Mahnes 3 eine bemessene ilenge Lösungsmittel zugegeben.
Dieses Lösungsmittel kann von normaler oder ernönter Temperatur sein. Unter der Einwirkung der wechselnden, physikalischen Kräfte wird der rebeklumpen aufgelockert, so ddss das Lösungskittel @ugenblicklich mit dein Bindemittel, welches jedes einzelne Korn umgibt, in Berührung kommt, und da diese einzelnen Körner durch diese wechselnden Kräfte in Bewegung versetzt werden, wird das Bindemittel sehr schnell aufgelöst. Versuche haben hinreichend bestätigt, dass die hierzu erforderliche Zeit zum Auflösen der Mischung nur einen Bruchteil der bisher für diesen Vorgang erforderlichen Zeit beträgt.
Ausserdem werden, während das zindemittel vom Lösungs-Mittel aufgelöst wird, die festen Anteile nach den wichtigsten Korngrössen getrennt, so dass bereits beim Abschluss des Auflösungsvorganges diese festen Anteile in a) Splittanteile über 2 mm b) Grobsandanteile über 0.63 mm c) Feinsandanteile über 0.09 mm d) Fülleranteile unter 0.09 mm getrennt sind. Diese Fraktionierung genügt völlig fUr eine schnelle Beurteilung der Zusammensetzung der bituminösen Mischung.
Durch eine derartige Auflockerung des Kornaufbaues wird zusätzlich eine noch schnellere Auflösung vom Bindemittel bewirkt. er Fülleranteil wird mit der Flüssigkeit aub dem Separiertopf abgezogen und fliesst mit in die Durcklaufzentriluge, wo er von dieser sauber getrennt wird. Beim bezug des Fülleranteiles und der Flüssigkeit bewirkt die durch dle Schwingvorrichtung erzwungene ilanere bewegung der Flüssigkeit im Separierto@f einen ungestörten Ab@auf aurch Verhinderung von kleineren Klumpenbildungen. Ausserdem kann der Fülleranteil, der abgezogen wird, nicht mehr mit den gröberen Körnern zusammenkommen.
Bei dem beschriebenen Verfahren wird weiternin gesorgt, das die Trocknung der testen, getrennten Anteile ohne Benützung eines Trockenschranaes in voll befriedigendem ausmass bereits in dem Gerät vorgenommen wird. Hierzu wird nach Abfluss der Flüssigkeit Warmluft mittels eines Ventilators 21 durch den Separiertopf geblasen. Der Ventilator 21 drängt die warme Luft durch ein mit. einem Abstellhahn 24 versehenes Ro-r 25, welches vorzugsweise durch den Deckel 6 in dem oberen Teil des Separiertopfes 5 einmündet. Somit werden die auf den drei Sieben 8, 9, 10 verbleibenden festen Anteile durch den WarmluStstrom in kurzer Zeit getrocknet. Dieser Warmluftstrom fliesst durch das iuslaufrohr 13 in den huffangkragen 20. Die am oberen Rand der abnehmbaren Hülse 17 fest angebrachten Flügel 23 treiben diese Warmluft durch ein Auslassrohr 4 ins Freie. Die in der Hülse 17 angesammelten Fülleranteile werden zudem noch durch Wärmestrahlung mittels eines strahlenden, elektrischen Heizkörpers 22, der diese abnehmbare Hülse 17 umgibt, getrocknet.
Somit kann die anschliessende Wägung auch nach wesentlich kürzerer Zeit als bisher vorgenommen werden. Die Feststellung des Bindemittelanteile erfolgt durch Vergleich der Gewichtsumme der trockenen, festen Anteile mit der Einwaage. Zur weiteren KOntrolle des Bindemittel-Gehaltes kann man die bereits erwähnten kathoden benutzen.
Ein nderer wichtiger Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass der Bedarf an Lösungsmittel infolge der schnellen Auflockerung der Probe bedeutend niedriger als bei den bisher bekanten Methoden liegt. In der Tat wird, wie leicht einzusehen ist, die Lösungswirkung des Lösungsmittels durch die Auflockerung stark gesteigert. Ausserdem benötigen die für das beschriebene Verfahren notwendigen Geräte nur noch einen Bruchteil des Raumbedarfs bisheriger husrüstungen, und ihr iinschaifungspreis ist auch bedeutend kleiner.
Dies ermöglicht statt der üblichen grossen Laborwagen den Einsatz von keinen Einachsanhängern, die auch von @ersonenwagen leicht und schnell transportiert werden können, oder sogar den einsatz von Kombiwagen.
Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass zur Bedienung der Geräte nur noch angelernte Kräfte den Verfahrensablauf überwachen, und menschliche Unzulänglichkeit weitergehend ausgeschaltet wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Messgenauigkeit gegenüber allen bisher bekannten methoden ganz wesentlich gesteigert wurden, und dass nur höchstens eine vernachlässigbare Fehlerstreuung auftreten kann, so dass das beschriebene Verfahren eine zuverlässige, d,h. eine @ontinuierliche Kontroll-Untersuchung bituminöser Baustoffe gestattet, so dass bei der Herstelluns dieser Baustoffe die notwendigen Zugabeänderungen in kürzester Zeit vorgenommen werden können.

Claims

ffiiiUbG' 1. Verfahren zur Untersuc@uchung bituminöser Baustoffe, nach welchem Proben von einem das Bindemittel auflösenden Lösungsmittel @usges ült und die liineralien nach Korngrösse sortiert, getrocknet und daraufnin gewogen werden; dadurch gekennzeic, net, dass in einem einz@gen Vorgang unter einwirkung von den robekiumpen loccernden und die einzelnen körner in ewebung versetzenden Kräften gleicnzeitig die Lösung des bindemittels und die Sortierung der Korngrössen bewerkstelligt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Probe bereits während der Auflösung in ihre wichtigsten groben Bestandteile getrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und L dadurch gekennzeichnet, dass die groben Bestandteile durch einen Satz verschiedenmaschiger Siebe sortiert werden, während die Lösungsflüssigkeit (Lösungsmittel + Bindemittel), in welcher sich die Fülleranteile befinden, abgeführt wird, wodurch diese Lösung nicht mehr mit den sortierten, groben Anteilen zusammenkommen kann.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar anschl@essend die Fülleranteile mittels einer Durchlaufzentrifuge von der Lösungsflüssigkeit sauber getrennt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die in der Durchlaufzentrifuge ausgeschiedene Flüssigkeit in einen Messbenälter weitergeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bls 5 dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Sieben rückblelbenden Grobanteile, sowie die in der Durchlaufzen@rifuge zurückbleibenden Fülleranteile an Ort und Stelle getrocknet und daraufhin einzeln gewogen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung ihrer Auflockerung die Probe der Wirkung von Ultraschallwellen ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung ihrer Auflockerung die probe der Wirkung von Schwingungen ausgesetzt wird.
9. Untersuchungsanlage zur Ausführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Lösungsmittel-Behälter, einen 3eJariertopf, in welchen die i'robe auflockernden physikalischen Kräften ausgesetzt wird, eine Durchlaufzentrifuge zur Trennung der in der Lösungsflüssigkeit schwebenden, feinsten, festen Anteile von der Lösungsflüssigkeit, einen Auffangbehälter mit volumentrischer Messmöglichkeit und mindestens eine Trocknungsvorrichtung des Inhaltes des Separiertopfes und des inhaltes der Zentrifugenhülse aufweist.
10. Untersuchungsanlage nach Ansprucn 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Separierbehälter mit einem Satz versohiedenmaschiger, herausnehmbarer Siebe ausgerüstet ist.
11. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein im unteren Teil des Separiertopfes vorgesehener Auslauf das Ldsungsmittel mit dem aufgelösten Bindemittel und dem Fülleranteil abführt, sodass dieses Lösungsmittel nicht mehr mit den auf den Sieben verbleibenden festen Mischungsanteilen in Berührung kommt.
12. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufdes Separierbehälters mit einem Regul.ierhahn ausgerüstet ist.
13. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufzentrifuge eine in Drehung versetzbare, abnehmbare Hülse aufweist deren oberer Rand in einen ortsfesten, klappbaren Auffangkragen ragt.
14. Untersuchungsanlage nach Anbruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslaufrohr die in diesem Kragen aufgefangene Lösungsflüssigkeit in einen mit volumetrischer Messmöglichkeit versehenen Sammelbehälter abführt.
15. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Separierbehälter mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist, und dass dieser eine gelochte Platte trägt, welche für gleichmässige Verteilung des LUsungsmittels über die Probe sorgt.
16. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der huffangkragen der lurchlaufzentrifuge aufklappbar ist, und die Hülse, die sich nach oben leicht konisch erweitert, in eine mit einem rotor in Verbindung stehende Halterung eingesetzt ist.
17. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Separierbehälter mit einer Warmluftzuf Uhrung zur Trocknung der auf den Sieben zurückgebliebenen Grobanteile ausgerüstet ist.
18. Untei-suchungsanlage nach Anspruch 9 bis 14, 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftzuführung durch den Deckel in den Separierbehälter einmündet, und der Warmluftstrom durch dessen Auslaufrohr in die Durchlaufzentrifuge geführt wird.
19. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 14 und 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand der Hülse mit Flügeln versehen ist und der Auffangkragen mit einem auslassrohr, wobei diese Flügel die warme Luft durch dieses Rohr hinaustreiben.
20. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 14 und 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufzentrifuge mit einem die Hülse umgebenden, Wärme strahlenden Körper versehen ist.
21. Untersuchungsanlage nach Anspruch 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlage solch kleine Ausmasse aufweist, dass sie in einem Laborwagen oder einet Einachsanhänger untergebracht werden kann0