DE2502760A1 - Verfahren zur herstellung bituminoeser schichten - Google Patents
Verfahren zur herstellung bituminoeser schichtenInfo
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Description
Beschreibung zu der Patentanmeldung
Deutsche Shell Aktiengesellschaft j
Hamburg
betreffend:
Verfahren zur Herstellung bituminöser Schichten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bituminöser Schutz- oder Isolierschichten auf
Dachflächen, Mauerwerk, Tunnelwänden o.dgl. durch gemeinsames Aufsprühen einer Bitumenemulsion und einer wässrigen Aufschlämmung feinverteilter Mineralien, vorzugsweise
Tonmineralien. Dabei bewirkt die Aufschlämmung das sofortige Brechen der Bitumenemulsion, dient also als Fällungsmittel. Zweckmäßig wird das Verfahren ausgeführt, indem
man Bitumenemulsion und Mineral-Aufschlämmung im geeigneten
Verhältnis zusammenführt, intensiv mischt und unmittelbar anschließend durch eine Düse gemeinsam versprüht.
Die Bitumenemulsion kann, in an sich bekannter Weise, natürlichen Kautschuk oder künstliche hochpolymere Stoffe,
wie Polyacrylat, Polymethacrylat oder sog. thermoplastik.-
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sehen Kautschuk, in dispergierter Form (sog. Latex) neben
Mineralölbitumen enthalten. Nach der bevorzugten Ausfüh— rungsform des Verfahrens wird, in an sich bekannter Weise,
ein faseriges anorganisches Material, wie Glasfasern von etwa 10 bis 25 nun Länge (sog. Glashäcksel) gleichzeitig
mit der gemeinsam versprühten Bitumenemulsion und Mineral-Aufschlämmung auf die Unterlage aufgebracht. Die
Glasfasern bilden eine verfilzte Schicht, die in die bituminöse Schutzschicht eingebettet ist und deren Festigkeit
stark erhöht.
Wird gewöhnliche Bitumenemulsion auf eine feste Unterlagee wie eine Dachfläche aufgesprüht, so bildet sich die gewünschte
bituminöse Schicht erst nach einer mehr oder weniger langen Zeit durch Brechen der Emulsion und/oder
Verdunsten des Wasseranteiles. Während dieser Brech- oder Trockenzeit kann die Bitumenemulsion von Regen abgeschwemmt
werden; von stark geneigten oder vertikalen Flächen, wie Tunnelwänden fließt sie zum größten Teil ab. Stärkere
Schutz- oder Isolierschichten lassen sich auf diese Weise
nicht erzielen.
Man kann diese Schwierigkeit umgehen, indem man gemeinsam mit der Bitumenemulsion ein Fällungsmittel aufsprüht. Man
verwendet gewöhnlich wässrige Lösungen von Salzen, Säuren
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öder Alkallen, beispielsweise Calciumchloridlösung, die
durch, schlagartige Veränderung der Ionenkonzentration das sofortige Brechen der Bitumenemulsion herbeiführen (vgl.
DT-PS 491.844; 611.491; 1.204.980). Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ergibt sich daraus, daß das Fällungsmittel natjfcrlich nicht restlos verdunstet, Reste davon,
insbesondere Einschlüsse in oder unter der bituminösen Schicht können korrosiv auf die Baustoffe wirken und die
Schutzschicht durch ihre osmotische Wirkung zerstören.
Es wurde nun gefunden, daß man Bitumenemulsionen zum sofortigen Brechen bringen kann, wenn man sie mit wässrigen
Aufsclilämjnungen bestimmter Mineralien mischt. Beispielsweise
bewirkt feingemahlene Kreide in einer Aufschlämmung,
die 30 bis $0 Gew«$ Mineralanteil enthalten kann, eine sofortige
Ausfällung des Bitumenanteils der Emulsion· Ebenso wirkt eine Aufschlämmung von handelsüblicher feindisperser
Kieselsäure (sog. Aerosil), Gemahlener Mica-Glimmer ist
ebenso wirksam, erfordert allerdings gewisse Maßnahmen bei der Dosierung der Aufschlämmung, da diese sich schneller
absetzt als die vorgenannten. Gut geeignet sind Tonerde-Auf schlämmungen, beispielsweise aus den bekannten Bentoniten.
Besonders wirksam erwies sich der sog. Wyoming-Bentonit, doch sind auch alle anderen Natrium- und/oder
Calciumbentonite sehr gut brauchbar.
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Dieser Effekt ist überraschend, weil feinverteilte Feststoffe
in der Regel stabilisierend auf Emulsionen des Ölin-¥asser-Typs
wirken; gerade Tonerden werden seit langem als Emulgatoren für Bitumenemulsionen verwendet. Bei derartigen
Bitumen-Ton-Emulsionen wirken die erfindungsgemässen
Aufschlämmungen auch nicht immer zuverlässig; gegenüber
Bitumenemulsionen mit den üblichen Emulgatoren, wie Tallölseifen oder Diaminen wirken sie dagegen als entschiedene
Fällungsmittel.
Die "Verwendung von Mineral-Aufschlämmungen als Fällungsmittel in dem genannten Verfahren zur Herstellung bituminöser
Schichten hat zunächst den Vorteil, daß korrosive Salzlösungen u.dgl. vermieden werden. Das mit der Aufschläivmung
eingebrachte Wasser verdunstet restlos; bei ausreichender Dosierung läuft es sofort nach dem Aufsprühen als
blankes ¥asser ab. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Mineralanteil in inniger Verbindung mit dem Bitumen in
der Schutzschicht verbleibt, die dadurch erheblich widerstandsfähiger gegen Witterungs- und Temperatureinflüsse
wird. Bisher erreichte man diese Wirkung üblicherweise, indem man die erwähnten Bitumen-Ton-Emulsionen verwendete.
Gerade bei denen wirken aber die herkömmlichen wasserlöslichen Fällungsmittel nicht oder nur unsicher, weshalb man
gewöhnlich darauf verzichtet und die Nachteile der langen
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Trocknungszeiten in Kauf nehmen muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit gebräuchlichen
Bitumenemulsionen ausgeführt, wie sie beispielsweise zum Straßenbau verwendet werden. Sie enthalten üblicherweise
50 bis 65 /& Mineralölbitumen, vorzugswei&e Norm-Bitumen
B 80 oder B 65* Es sind sog. unstabile oder halbstabile
Emulsionen geeignet, sowohl von anionischem Typ, der beispielsweise Tallölseife enthält und/oder Seifen bestimmter
Balsamharze, fossiler Harze des Abietinsäuretyps o.dgl.,
wie auch von kationischem Typ, mit Salzen von Diaminen,
Triaminen, Polyaminoamiden, Aminoamidazolinenο»dgl. als
Emulgator. Die Art und Menge der Mineral—Aufschlämmuhg
richtet sich nach verschiedenen Gesichtspunkten. So ist zu
berücksichtigen, welches Mineral in welchem Anteil in der fertigen bituminösen Schutzschicht erwünscht ist. Beispielsweise kommt gemahlene Kreide oder andere Karbonate praktisch
kaum in Betracht, da sie trotz des Bitumenüberzuges
von sauren Bestandteilen der Atmosphäre angegriffen werden kann. Der erwähnte gemahlene Mica-Glimmer wird dagegen
nicht angegriffen und ergibt in der Schutzschicht einen wirksamen Schutz gegen das Altern des Bitumens infolge der
TJV-Einstrahlung; dafür ist die Aufschlämmung schlecht förder-
und dosierbar. Ein Muscovit/Chlorit/Quarz-Gemenge,
das als Füllstoff für wässrige Kunststoff-Dispersionen
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bekannt 1st (unter der Bezeichnung "Plastorit" im Handel),
eignet sich weniger gut für das erfindungsgemäße Verfahren, weil es starken Verschleiß der Pumpen und
Sprühdüsen verursacht. Im ganzen sind Tonmineralien wie Bentonit, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Mineralien,
vorzuziehen. Die Aufschlämmung enthält zweckmäßig bis 10 Gew.$ Bentonit; sie braucht keine weiteren Zusätze.
Das Verhältnis Emulsion:Aufschlämmung kann in
weiten Grenzen variiert werden; schon 2 Teile 10 $ige Tonerde-Aufschlämmung auf 10 Teile Bitumenemulsion bewirken
eine schnelle, vollständige Fällung, Man stellt es nach dem in der fertigen Schutzschicht gewünschten
Bitumen-Tonerde-Verhältnis ein; zweckmäßig sind etwa 5 Teile 10 folge Aufschlämmung auf 10 Teile 50 $ige Emulsion.
Werden noch andere, nicht quellende Mineralien zugemischt, wie der erwähnte Mica-Glimmer, so kann der
Mineralanteil der Aufschlämmung und damit der fertigen
Schutzschicht bedeutend erhöht werden.
Bei dem herkömmlichen Verfahren werden gewöhnlich Bitumenemulsion und Fällungsmittel aus separaten Düsen versprüht,
so daß sie sich in den konvergierenden Sprühkegeln und/oder nach dem Auftraffen auf die Unterlage
mischen. Diese Anordnung ist für das erfindungsgemäße Verfahren zwar brauchbar, aber weniger geeignet. Zweck-
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mäßig bewirkt man eine intensive Vermischung von Emulsion und Aufschlämmung unmittelbar vor dem Versprühen, etwa
indem man die beiden dosierten Ströme in eine stationäre Mischvorrichtung leitet, an die sich die Sprühdüse anschließt.
Es sind mehrere Abwandlungen des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung verbesserter Schutz- oder Isolierschichten
bekannt, die ohne weiteres für das erfindungsgemäße
Verfahren übernommen werden könneno So kann man, unter bestimmten Vorsichtsmaßnahmen, der Bitumenemulsion natürlichen
Kautschuk-Latex oder künstliche hochpolymere Stoffe in dispergierter Form zusetzen, um eine zähere und
elastischere Schutzschicht zu erhalten. Besonders geeignet sind dazu Block-Copolymere der allgemeinen Formel
A-B-A aus z.B. Styrol (A)- und Butadien- oder Isopren (b)->
Anteilen, sog. thermoplastischer Kautschuk. Zweckmäßig können diese hochpolymeren Stoffe auch dem Bitumen vor
dessen Emulgierung zugesetzt werden, so daß die Zumi— schung von Latex zur fertigen Bitumenemulsion entfällt.
Eine andere Verbesserung des herkömmlichen Verfahrens besteht darin, daß man gleichzeitig mit der Bitumenemulsion
ein anorganisches faseriges Material, wie zerkleinerten Asbest oder Glasfasern passender Länge auf die
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Unterlage aufbringt (vgl. DT-PS 1.434.164)O Die in die
bituminöse Schicht eingebetteten, miteinander verfilzten Glas- oder Asbestfasern geben dieser eine erhöhte mechanische Festigkeit. Dieses bekannte Verfahren eignet sich besonders gut zur Kombination mit dem erfindungsgemäßen, da man auf diese ¥eise glasfaserverstärkte Schutzschichten auch auf vertikalen Flächen herstellen kann, vas bisher nicht möglich war. Zur Ausführung wird zweckmäßig
der Glashäcksel mittels Druckluft aus einer Rohrmündung
ausgeblasen, die in unmittelbarer Nähe von einer oder
mehreren Sprühdüsen und gleichgerichtet mit diesen angeordnet ist.
bituminöse Schicht eingebetteten, miteinander verfilzten Glas- oder Asbestfasern geben dieser eine erhöhte mechanische Festigkeit. Dieses bekannte Verfahren eignet sich besonders gut zur Kombination mit dem erfindungsgemäßen, da man auf diese ¥eise glasfaserverstärkte Schutzschichten auch auf vertikalen Flächen herstellen kann, vas bisher nicht möglich war. Zur Ausführung wird zweckmäßig
der Glashäcksel mittels Druckluft aus einer Rohrmündung
ausgeblasen, die in unmittelbarer Nähe von einer oder
mehreren Sprühdüsen und gleichgerichtet mit diesen angeordnet ist.
Patentansprüche
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Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von bituminösen Schichten
durch gemeinsames Versprühen einer Bitumenemulsion und eines Fällungsmittels, dadurch gekennzeichnet,
daß als Fällungsmittel eine wässrige Aufschlämmung feinverteilter Mineralien verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Fällungsmittel eine Tonerde-Aufschlämmung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf 10 Teile 50 - 65 folge Bitumenemulsion 2 bis
5 Teile 10 /Sige Tonerde-Auf schlämmung verwendet werden.
h. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Bitumenemulsion und Mineral-Auf schlämmung intensiv gemischt und unmittelbar
anschließend durch eine Düse gemeinsam versprüht werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumenemulsion neben
Mineralölbitumen hochpolymere Stoffe, wie thermo--.
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plastischen Kautschuk, in dispergierter Form (Latex) enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß faseriges anorganisches
Material, wie Glasfasern, gleichzeitig mit der gemeinsam versprühten Bitumenemulsion und Mineral-Auf
schlämmung auf die Unterlage aufgebracht werden.
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Publications (1)
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