DE2636001B2

DE2636001B2 - Verfahren zur Herstellung einer rieselfähigen Zumischungskomponente für bituminöse Bindemittel

Info

Publication number: DE2636001B2
Application number: DE2636001A
Authority: DE
Inventors: Paul Klein-Wolkersdorf Haberl (Oesterreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1979-08-16
Also published as: ATA669475A; AT364806B; DE2636001C3; DE2636001A1

Description

Die Erfindung beirifft ein Verfahren zur Herstellung einer rieselfähigen Zumischungskomponente für als Straßen- oder Bodenbelag geeignete bituminöse Bindemittel, bei welchem thermoplastische Polymerteilchen als Trägersubstanz mit Zusatzstoffen verbunden werden.

Es ist bereits bekannt (DE-OS 2146 903), als Zumischungskomponente für bituminöse Bindemittel ein thermoplastisches Material in Form von rieselfähigen Teilchen zu verwenden, die an ihrer Oberfläche mit mineralischen oder pigmentösen Zusatzstoffen verbunden sind. Die Zusatzstoffe gelangen dort mehr oder

ίο weniger zufällig im Verlauf eines früheren Gebrauchs als Verunreinigungen auf die Teilchenoberfläche.

Weiter ist es schon seit längerem bekannt (DE-OS 21 46 903), daß thermoplastische Stoffe, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen als solche einen

π günstigen Einfluß auf die Eigenschaften bituminöser Massen bei deren Verwendung im Straßenbau haben. Eine weitere Verbesserung von Bitumen oder Asphalt, beispielsweise der Hafteigenschaften des Fliet'/ermögens oder der Schaumbildung kann durch die Zugabe weiterer Zusatzstoffe erzielt werden, die häufig in Kombination miteinander angewendet werden. Allerdings treten bei der Herstellung der Mischung häufig Schwierigkeiten auf, da sich die Stoffe oft nicht einfach zudosieren oder in der Grundsubstanz homogen

_>-> verteilen lassen. So mußten Kautschuk, Latexemulsionen oder Bitumenteer bisher mit Spezialpumpen eingedüst werden. Bei Kalksteinmehl war die Zudosierung zwar etwas einfacher, jedoch machte der mehlige, zum Zusammenbacken neigende Charakter dieses

so Produktes bei der Dosierung eine Auflockerung erforderlich.

Ferner ist es bei einem Verfahren zur Herstellung von kömigen Zumischungskomponenten aus Kunststoffen für die Herstellung von Leichtbauteilen insbesondere

ti aus Beton an sich bekannt (DE-OS 19 01675), eine Deckschicht aus Zement oder anderen Pulverstoffen auf Polyurethanteilchen aufzubringen. Zu diesem Zweck werden dort durch Versprühung Polyurethantröpfchen gebildet und in statu nascendi, solange sie noch klebrig

in sind, mit der Deckschicht umhüllt. Bei den Trägerteilchen handelt es sich also zunächst um Flüssigkeitströpfchen, in denen unter Anwachsen und Erstarren der Teilchen eine chemische Reaktion abläuft. Für die Deckung des Wärmebedarfs der Polyurethanreaktion

ι. ist eine Wärmezufuhr erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem eine Vielzahl unterschiedlicher Zusatzstoffe in eine rieselfähige, mit bituminösen Massen leicht mischbare Form gebracht

-.(ι werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Polymerteilchen durch Erwärmung an ihrer Oberfläche klebrig gemacht, im klebrigen Zustand mit den Zusatzstoffen gemischt und dann schockartig

v> abgekühlt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erwärmung der Polymerteilchen bis zur Klebrigkeit der Teilchenoberfläche beim Zerkleinern von Polymermaterial mittels

mi rotierender Messer. Das schockartige Abkühlen kann durch Einleiten von Wasser oder von Latex erfolgen. Beim Zusetzen einer wäßrigen Latexemulsion kann ein Teil des Wassergehalts derselben in dem Polymermaterial belassen werden.

ι.-- Als Zusatzstoffe können ferner feinkörnige Teilchen aus organischen Materialien, wie Sägespäne, Zellulose, oder aus anorganischen Materialien, wie Sand, Silikate, Kreide, Kalkmehl, Metallpulver, in das Polymermaterial

zudosiert werden.

Als besonders günstig ist es anzusehen, daß die Erfindung die Möglichkeit bietet, Abfallstoffe, die ansonsten schwer beseitigbar oder verwertbar sind, in eine Grundsubstanz einzubringen, in welcher solche Abfallstoffe eine auf die Grundsubstanz günstige Wirkung ausüben. Beispielsweise ist dies für Gummi, Kautschuk oder gummihaltige Materialien möglich, welche in Straßen- oder Bodenbelagsmassen eingebracht eine günstige Wirkung auf diese ausüben. Solche Gummiabfälle können z. B. von zerkleinerten Autoreifen gebildet sein. Es ist nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Polymerteilchen mit einer Schicht aus Gummi oder Kautschuk ganz oder teilweise zu bedecken.

Als Kunststoffe eignen sich in erster Linie Polyolefine, vorzugsweise Polyäthylen und Polypropylen, ferner Polystyrol, Polyester, Polyvinylchlorid und andere Thermoplaste. Die Polymere müssen keineswegs Neuware sein, da rcl«. Vorteil auch Kunststoffabfälle, insbesondere Kunst&ioffregenerate verwendet werden können. Die einzelnen Körner des Baumaterials können eingefärbt sein, wobei durch entsprechende Farbgebung und Wahl der Teilchenform und Teilchengröße unterschiedliche Produkte leicht zu kennzeichnen und damit unverwechselbar zu gestalten sind. Es können daher die als dosierfähiges Streugut in verschiedenen Feinheitsgraden hergestellten Zusätze dem jeweiligen Verarbeitungsgebiet in besonders einfacher Weise angepaßt werden. jo

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zumischungskomponenten sind aufgrund ihrer rieselfähigen Konsistenz einfacii dosie.oar und lassen sich in vergleichsweise kurzer Zeit homogen in bituminösen Massen verteilen. Die thes noplastische Trägersubstanz, die sich ebenfalls im Bitumen auflöst, wirkt sich auf dessen Eigenschaften positiv aus.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Erwärmung der Polymerteilchen zweckmäßig durch Zerkleinern von Polymermaterial mittels rotierender Messer, wobei die to Oberfläche bis zur Klebrigkeit, jedoch nicht weit über den Plastifizierungspunkt hinaus erwärmt wird. Beim anschließenden schockartigen Abkühlen, beispielsweise mit Wasser, werden die von der Motorleistung der Anlage bis zur Plastizitätsgrenze erwärmten Kunststoff- j teilchen schlagartig abgekühlt, so daß ein Verkleben der Polymerteilchen verhindert wird. Die Zusatzstoffe können schon zugleich mit dem zu zerkleinernden Polymermaterial in den Behälter eingebracht werden, vorzugsweise jedoch erst nach Erreichen der Klebrig- v) keit des Polymermaterials. Die zugegebene Wassermenge verdampft im allgemeinen im Behälter und während des Auslaßvorganges durch die Eigenwärme des Materials fast vollständig. Sofern entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Teil des Wassers oder einer anderen Flüssigkeit in der Zumischungskomponente belassen wird, so verdampft dieser Flüssigkeitsanteil beim Einbringen der körnigen Zumischungskomponente in das im allgemeinen heiße bituminöse Bindemittel, wobei restlich m> verbleibende Wasseranteile, die einstell- und steuerbar sind, zur Verbesserung der Einmischbarkeit und der Verarbeitung mit Straßenfertigern bzw. anderen Verlegegeräten genutzt werden können. Außerdem wird der Handeinbau begünstigt Die Verlegung von Boden- oder t,^r> Straßenbelagsmassen auf Bitumenbasis (z. B. Gußasphalt, Walzasphalt, Asphaltfeinbeton usw.) wird dadurch erleichtert, und zwar wird die Einbaulcistung erhöht, die bisher bereits durch die Kunststoffkomponente verbessert wurde.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zumischungskomponente ist auf zahlreichen Baugebieten anwendbar. Beispielsweise läßt sich auf dem Straßenbaugebiet Polychloropren, also ein Synthesekautschuk, vorzugsweise in Latexform nunmehr auf einfache Weise in erwärmtes Bitumen bzw. eine bitumenhaltige Masse einbringen. Bekanntlich ist Polychloropren nicht nur alterungsbeständig, sondern auch bis 260° temperaturbeständig, wogegen Naturkautschuk seine Wirksamkeit bei 150⁰C abbaut Die hohen Temperaturen lassen sich aber bei der Einbringung in erwärmtes Bitumen nicht vermeiden.

Femer wird Kautschuk auch in öl angelöst Da Bitumen aus Asphaltenen und Maltenen besteht, kann nunmehr die ölphase des Bitumens mit einer anderen ölphase gekoppelt bzw. verbunden werden, wodurch die Benetzung der mineralischen Zuschlagstoffe in einer bitumenhaltigen Masse verbessert wird. Der Kautschukzusatz zu einer solchen Masse bewirkt eine Erhöhung der Zähigkeit und bringt eine Plastizität in das Mischgut zu der vorhandenen Plastizität hinein. Dadurch wird die Rißneigung bei Tiefsttemperaturen vermindert und die Dauerbelastbarkeit unter dynamischen Beanspruchungen erhöht

Während die Einbringung solcher kautschuk- bzw. ölhaltiger Substanzen bisher sowohl bei der Dosierung als auch bei der homogenen Verteilung im Bitumen Schwierigkeiten bereitet, ist nunmehr die Dosierung äußerst einfach, da die Anlagerung des Öls bzw. Kautschuks an den Polymerteilchen kontrollierbar und steuerbar ist Da es keine wesentlichen Schwierigkeiten bedeutet, die ohnedies bereits in körniger Form vorliegenden Polymerteilchen im erwärmten Bitumen bzw. Asphalt mit genügendem Homogenitätsgrad zu verteilen, bedeutet dies zugleich auch eine entsprechend homogene Verteilung des oder der an den Polymerteilchen anhaftenden Zusatzstoffe. Dies ^iIt auch für Haftmittel und sonstige Zusätze, die im bituminösen Straßenbau in verschiedener Konsistenz und mit unterschiedlichem chemischen Aufbau verwendet werden, z. B. Amine, Salze, Fettsäurederivate usw. Auch sie können nunmehr mittels handelsüblicher Dosieranlagen, die in Aspahltanlagen gebräuchlicher Dosieranlagen, die in Asphaltanlagen gebräuchlich sind, unter Zuhilfenahme der sie tragenden Polymerteilchen dem Bitumen oder dem Asphalt zudosiert werden, da die genügend genaue Dosierung der rieselfähigen körnigen Zumischungskomponente keine Schwierigkeiten bereitet. Dadurch läßt sich eine wesentliche Verbesserung der Hafteigenschaften des Bindemittels an Gesteinsstoffen und sonstigen mineralischen Bestandteilen, wie Füllmaterialien, erzielen.

Weitere Anwendungsgebiete sind Zusätze zur Verbesserung des Fließvermögens der Bitumenmischung beim Einbau, Zusätze zur Steuerung der Schaumbildung der Mischung, Zusätze zur Herabsetzung der Verarbeitungstemperaturen beim Einbau der Massen.

Diese Zusatzstoffe lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in verschiedener Größenordnung und in auf den jeweiligen Bedarf abgestimmten Mischungen auf die Polymerteilchen aufbringen und mit diesen ohne wesentliche Entmischungsneigung homogen in die Grundsubstanz einbringen.

Die Lagerfähigkeit der erfindungsgemäßen Zumischungskomponente ist praktisch unbegrenzt, ohne daß das Material an Streufähigkeit verliert. Da die

Fremdstoffteilchen an den Polymerteilchen stark anhaften, ist ein Abstreifen oder Abwaschen der Fremdstoffe von den Polymerteilchen z. B. durch Feuchtigkeitseinfluß, wie Regen, unmöglich.

Die im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe verwendbaren Flüssigkeiten unterliegen praktisch keiner Beschränkung. Da die meisten Polymere gegen eine Vielzahl von Säuren und Laugen unempfindlich sind, lassen sich auch solche aggressive Substanzen ohne Schädigung des Polymermaterials binden und auf diese Weise in die Grundsubstanz einbringen, in der sie nicht mehr schädlich sind. Beispielsweise lassen sich Polyolefinteilchen, insbesondere aus Polyäthylen, leicht an ihrer Oberfläche mit Knetöl bzw. Abfallöl beschichten, welches einen Anteil an gelöstem bzw. feinverteiltem Gummi enthalten kann. Jedes Polymerteilcher. ist dann an einem Großteil seiner Oberfläche mit einer ölschicht bzw. Gummischicht überzogen und klebt nicht Auf diese Weise kann das Haften benachbarter Teilchen auch dann vermieden werden, wenn an sich klebrige Substanzen verwendet werden.

Die Polymerteilchen können durch Granulation gewonnen werden. Jedoch ist es besonders günstig, geschrumpfte Teilchen, sogenannte Agglomerate, zu verwenden, da diese eine große Oberfläche aufweisen und darüberhinaus Hohlräume haben, in denen sich die Zusatzstoffe anlagern können. Solche Agglomerate entstehen dadurch, daß Folien aus schrumpffähigem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, zerrissen und unter Wärmeeinwirkung geschrumpft werden. Bei dieser Wärmeeinwirkung tritt zugleich mit der Schrumpfung der Folienschnitzel eine Klebrigkeit an der Teilchenoberfläche auf, wodurch das Anhaften der mit den Agglomeratteilchen vermischten Zusatzstoffe problemlos erfolgt.

Beispiel

In einen zylindrischen Kessel von 1 m Durchmesser, dessen Achse senkrecht steht und in welchem acht feststeher Ie Messer an der Zylinderwand und zwei rotierende Messer an einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, werden die rotierenden Messer auf eine Umdrehungszahl von 1600 UpM gebracht. Hierauf werden Polyäthylenfolien in Form von Folienabfällen, Säcken und anderen Abfallprodukten, die teilweise verschmutzt sind, in den Kessel eingebracht und durch die Messer allmählich zerschnitten bzw. zerrissen. Hierbei werden die Folien und die daraus entstehenden Schnitzel erwärmt Ab etwa 90° C beginnen die Folienschnitzel oberflächlich anzuschmelzen, was auch dadurch feststellbar ist, daß die Folienschnitzel allmählich zum Zusammenbacken neigen. Durch weitere Rotation der Messer läßt man die Temperatur zunächst noch um einige weitere Grad C ansteigen, worauf ein

ίο gegenüber dem Polyäthylen artfremder Zusatzstoff in den Kessel eingesprüht wird, und zwar Latex. Hierbei werden die bereits zur Agglomeratform zusammengeschrumpften Folienschnitzel durch den kalten Latex schockartig abgekühlt wodurch das zusammengebackene Material gleichsam zerspringt und dadurch wieder in körniger Struktur vorliegt Der Latex ist auf den einzelnen Polyäthylenagglomeritteüchen auf- bzw. angeschmolzen, wobei während der Abkühlung der Polyäthylenteilchen ein Teil des im Latex enthaltenem Wassers verdampft Dieser D-.:npf wird so lange abgesaugt, bis der gewünschte Fcuchtigkeiisgrad erreicht ist Die erhaltenen Agglomeratteilchen sind an ihrer Oberfläche zur Gänze oder zu wesentlichen Teilen von einer Latex- bzw. Kautschukschicht umhüllt bzw.

abgedeckt, kleben jedoch nicht Die Latexschicht haftet an den Polyäthylenteilchen fest an. jedes Poiyäthyienteilchen enthält in den Hohlräumen seines Agglomeratteilchens noch einen bestimmten Wassergehalt in Form von Latex, welcher jedoch durch riie im wesentlichen

jo feuchtigkeitsundurchlässige Latex- bzw. Kautschukschicht abgedeckt und dadurch vor dem Verdunsten weitgehend geschützt ist. Das erhaltene Agglomerat kann in Säcke verpackt und bis zur weiteren Verwendung gelagert werden. Es ist zur Einbringung in heißes Bitumen oder in eine bitumenhaltige Masse hervorragend geeignet.

Die Korngröße der Zumischungskomponente kann ebenso wie die Kornform starken Veränderungen unterliegen. Im allgemeinen sind die Körner einige

4(i Millimeter, zumeist 2—6 mm groß. Die Form der !'örper ist bei Agglomeraten unregelmäßig. Bei Granulaten können sowohl Stranggranulate als auch Bandgranulate Verwendung finden. Auch bei Granulaten liegt die Größenabmessung im Millimeterbereich.

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer rieselfähigen Zumischungskomponente für als Straßen- oder Bodenbelag geeignete bituminöse Bindemittel, bei welchem thermoplastische Polymerteilchen als Trägersubstanz mit Zusatzstoffen verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen durch Erwärmung an ihrer Oberfläche klebrig gemacht, im klebrigen Zustand mit den Zusatzstoffen gemischt und dann schockartig abgekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen beim Zerkleinern von Polymermaterial mittels rotierender Messer bis zur Klebrigkeit der Teilchenoberfläche erwärmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das schockartige Abkühlen durch Einleiten von Wasser erfolgt

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schockartige Abkühlen durch Einleiten von Latex erfolgt

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe eine wäßrige Latex-Emulsion zugesetzt wird und daß ein Teil des Wassergehalts derselben in dem Polymermaterial belassen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe feinkörnige Teilchen aus organischen Materialien, wie Sägespäne, Zellulose, oder aus anorganischen Materialien, wie Sand, Silikate, Kreide, Kalkmehl, Me'.allpulver, in das Poiymermaterial zudosiert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymermaterial als Zusatzstoffe Gummi oder Kautschuk zudosiert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen durch Schrumpfen von Folienteilen gebildet werden, an denen sich Hohlräume zur Aufnahme der Zusatzstoffe bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, Öl, Salzlösungen, Natur- oder Kunstkautschukemulsionen, dem Polymermaterial zugesetzt werden, die von den Hohlräumen in den Polymerteilchen aufgenommen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als zusatzstoffe Bitumen, Naturasphalt oder Pech dem Polymermaterial zugesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymermaterial ein Kunststoffregenerat verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen und gegebenenfalls die Zusatzstoffe eingefärbt werden.