DE4444752A1 - Bitumenhaltige Haftmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bitumenhaltige Haftmasse, die im Flammspritzverfahren auf Fahrbahntragwerke wie Brücken aus Stahl aufgetragen wird, um einerseits eine wirksame Verklebung zwischen dem Fahrbahntragwerk und dem Asphaltbelag, z. B. aus Gußasphalt oder Splitt­ mastixasphalt zu erreichen und andererseits das Fahr­ bahntragwerk unterhalb des Belages gegen Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen.

Bitumenhaltige Haftmassen dieser Art sind beispielswei­ se aus der DE-C 12 65 185 bekannt. In dieser Patent­ schrift wird vorgeschlagen, eine bitumenhaltige Haft­ masse durch Kochen von 75 bis 85 Gew.-% Bitumen und 15 bis 25 Gew.-% Kautschuk herzustellen, wobei die Masse vorzugsweise unaufgelöste gallertartige Gummiteile ent­ hält, und diese Masse im Flammspritzverfahren in einer Schichtdicke von etwa 500 µm auf das gesäuberte Trag­ werk aufzutragen. Darauf wird üblicherweise ein Fahr­ bahnbelag aus einer splittverfestigen Asphaltmastix­ schicht und weiteren Asphaltschichten aufgebracht.

Vor dem Auftragen wird die Masse auf 170 bis 180°C erwärmt und das Fahrbahntragwerk entrostet.

Diese bekannte bitumenhaltige Masse erfüllte bisher alle technischen Lieferbedingungen für Baustoffe und Prüfvorschriften für die Prüfung der Dichtungsschichten für Brückenbeläge auf Stahl in der Ausführung als Haft­ schicht ohne Grundierungsschicht.

Im Jahr 1992 wurden vom Bundesministerium für Verkehr zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtli­ nien für die Herstellung von Brückenbelägen auf Stahl (ZTV-BEL-ST92) herausgegeben mit den dazugehörigen Lie­ fer- und Prüfbedingungen für die Dichtungsschicht-Bau­ stoffe (TL-BEL-ST und TP-BEL-ST). Die bekannte Haftmas­ se erfüllt diese neuen Liefer- und Prüfbedingungen mit Ausnahme der Korrosionsschutzprüfung. Dabei werden Pro­ beplattenteile gemäß DIN 53167 jeweils mit einer Ritz­ spur von 1 mm Breite versehen, die bis zum metallischen Untergrund reicht, und dem Salzsprühklima SS gemäß DIN 50021 14 Tage lang bis 35°C ausgesetzt. Anschlie­ ßend wird die Unterwanderung bzw. Unterrostung neben der Ritzspur (DIN 53167) beurteilt. Zur Zeit ist eine Unterwanderung bis zu 2 mm zulässig. Diese Anforderung wird bisher von keiner auf dem Markt erhältlichen bitu­ menhaltigen Haftmasse erfüllt.

Es bestand daher die Aufgabe, eine bitumenhaltige Haft­ masse der vorstehenden Art zu entwickeln, die den neuen Anforderungen genügt und im Flammspritzverfahren aufge­ tragen werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Haftmasse gelöst, die aus 75 bis 85 Gew.-Teilen Bitumen, 15 bis 25 Gew.-Teilen eines amorphen Thermoplasten auf der Basis von Olefinen und 0,4 bis 1,0 Gew.-Teilen eines Aminoorganosilans besteht.

Es ist zwar bekannt, amorphe Thermoplaste auf der Basis von Olefinen in einer Menge von etwa 7 Gew.-% dem Stra­ ßenbaubitumen zuzusetzen und bei 180°C zu mischen. Dabei lagert sich der Thermoplast fein dispers in die Maltenphase ein und wird an den Partikelrändern ange­ quollen. Diese Einlagerung führt nach Angaben des Her­ stellers/Lieferanten zu einer Veränderung der rheologi­ schen Eigenschaften des Bitumens, die sich vor allem in einer Erhöhung des Erweichungspunktes und einer Verrin­ gerung der Penetration äußert. Die Duktilität bleibt praktisch unverändert. Um sie gegen thermo-oxidativen Abbau bei der Verarbeitung zu schützen, sind die Ther­ moplasten in der Regel mit Stabilisatoren ausgerüstet. Dennoch kann bei längerer Einwirkung von hohen Tempera­ turen und Sauerstoff ein Abbau unter Verringerung des Molekulargewichtes stattfinden. Es war daher überra­ schend, daß die erfindungsgemäße Masse trotz erhöhter Mischtemperatur bis 240°C bei einer 15stündigen Lage­ rung bei Temperaturen bis 250°C keine merklichen Ei­ genschaftsänderungen aufwies, die auf einen Abbau des Thermoplasten schließen lassen. Auch durch den Auftrag mit dem Flammspritzgerät bei 230°C konnte keine nega­ tive Eigenschaftsänderung festgestellt werden.

Das Aminoorganosilan ist als Haftvermittler für Kunst­ stoffe wie Epoxidharze, Phenolharze und Nylon bekannt. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist die Vorbehandlung von Glasfasermatten für glasfaserverstärkte Kunststof­ fe. Eine verbesserte Haftung einer mit diesem Haftvermittler modifizierten bitumenhaltigen Masse auf einem Stahlblech war daher nicht zu erwarten.

Zahlreiche Versuche mit für Polymerbitumen üblichen Zusätzen führten nicht zum Ziel. Bei den Massen, die eine ausreichende Dauerschwellbiegefestigkeit hatten, konnte eine Unterwanderungsbreite von 2 mm oder weniger nach dem Salzsprühtest nicht eingehalten werden. So wurde u. a. in Anlehnung an den bekannten Stand der Technik Bitumen mit bis zu 20 Gew.-% einer Butyl-Kaut­ schuk-Dispersion in paraffinischem Weichmacher vergü­ tet, die als Zusatzmittel für bitumenhaltige Dichtungs­ massen und bei der Herstellung von Entdröhnungsfolien im Automobilbau verwendet wird. Die hergestellten Mas­ sen mit verbesserter Kälteflexibilität und Duktilität bestanden den Unterwanderungstest ebenfalls nicht.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert:
80 Gew.-Teile Bitumen B 200 werden auf 200°C erhitzt und mit 20 Gew.-Teilen eines amorphen Thermoplasten mit einem Molekulargewicht von ca. 50.000 auf der Basis von Olefinen gemischt. Der Thermoplast wird dabei innerhalb von 2,5 h portionsweise zugesetzt unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung bis 240°C. Die Masse wird dann bei 215°C noch 0,5 h homogenisiert. Anschließend werden 0,6 Gew.-Teile N-Aminoethyl-aminopropyltrimethoxysilan zugegeben und die gesamte Masse weitere 1,25 h homoge­ nisiert, wobei die Temperatur auf 230°C erhöht wird. Die fertige Haftmasse (Probe 1) wird bei dieser Tempe­ ratur mit einem Flammspritzgerät auf ein Stahlblech aufgespritzt in einer Menge von 0,8 kg/m². Nach dem Erkalten wurde ein Teil der Beschichtung für Untersuchungszwecke abgelöst (Probe 2). Aus dem restli­ chen beschichteten Blech wurden Proben für die Untersu­ chung des Tieftemperaturverhaltens bei -20°C (DIN 52123) und der Korrosionsschutzwirkung (Unterwan­ derung neben der Ritzspur nach DIN 53167) geschnitten. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 wiedergegeben.

Die abgekühlte Masse wird in einer Stunde wieder auf 230°C aufgeheizt, zwei Stunden bei dieser Temperatur stehen gelassen und anschließend wieder untersucht. Die Untersuchungsergebnisse an dieser Probe 3 sind in der Tab. 2 wiedergegeben.

Nach erneuter Abkühlung wird die Masse wieder in einer Stunde auf 230°C aufgeheizt und 15 h heiß gelagert, wobei die Temperatur zeitweise 250°C erreichte. Die Untersuchungen an der Probe 4 aus diesem Versuch sind ebenfalls in Tab. 2 wiedergegeben. Wie ein Vergleich der charakterischen Meßwerte zeigt, haben sich die Ei­ genschaften der Haftmasse weder durch das Flammspritzen noch durch die Heißlagerung in technisch relevanten Maße verändert.

Die erfindungsgemäße Masse entspricht in allen Punkten den technischen Lieferbedingungen für Baustoffe der Dichtungsschichten für Brückenbeläge auf Stahl (TL-BEL-ST, Ausgabe 1992).

Claims (3)

1. Bitumenhaltige Haftmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 75 bis 85 Gew.-Teilen Bitumen, 15 bis 25 Gew.-Teilen eines amorphen Thermoplasten auf der Basis von Olefinen und 0,4 bis 1,0 Gew.-Teilen eines Aminosilans besteht.

2. Bitumenhaltige Haftmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast ein Molekular­ gewicht von ca. 50.000 hat.

3. Bitumenhaltige Haftmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aminosilan N-Ami­ noethyl-aminopropyltrimethoxysilan verwendet wird.