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Publication number: BE461494A
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Description

" Composition bitumineuse "
La présente invention est relative à une composi- tion bitumineuse et plus spécialement à une composition com- prenant une iratière asphaltique, un savon insoluble et un émulsifiant adapté, lorsque il est en contact avec un agrégat humidifié, pour favoriser la formation d'émulsions du type

eau dans l'huile et pour conserver l'adhérence de la composi- tion à l'agrégat.

L'invention supplique particulièrement en liaison avec des compositions de revêtement et sera exposée dans la description suivante .
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Une amélioration du contact "TItre un agrégat pier- reux humide tel que des pierres concassées ou du gravier et des compositions de revêtement bitumineuses a fait l'objet
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d'un grand nombre de recherches et de nomb75E.usrs propositions ont été faites pour obtenir cette amélioration. Il subsiste toutefois la nécessite d'une composition économique propre à
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adhérer non seulement rapidement mais .gs1eceJt de manière durable à l'agrégat incorpore à l'état humide et à présenter une résistance désirée à la perte de plasticité de la composi- tion par vieillissement dans les conditions d'utilisation.

La présente invention fournit une telle composition.

En bref, l'invention comprend une composition bitumineuse caractérisée par la perfection du contact et de l'adhérence
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avec l'agrégat pierreux inco7-,Goré à 1'état humide, la compo- sition contenant une iY!8tière asphaltique et un mlnge d'un savon insoluble et d'un emulsifisnt et ce ôernier étant l'un de ceux qui, au contact du s5z,vo- insoluble et de l'eau, est apte la produire des pwulsions du type eau d2ns l'huile.

Dans le réalisation préférée, l'invention co¯rr.r¯d l'emploi coM'e f1!:ulsifi?nt d'u'''' l'!tri vé d'acide iris le rsug élevé conterant us. groupe H2 SOUS iG?r!'e de l'?-ide acide et égalene-t .on p'-'rtie et de manière convl::11éble sous forme d'ure aminé. L'invention s'6tenà 6cnlen%e#t au procf' de fabrication des compositions bitumineuses du tjrje décrit.

En gpnr81, on forme un mélange enhydre de la J:r9tiè- re bitumineuse, d'un savon insoluble dans l'eau et d'un émul-
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nsifiant du type décrit, la proportion de savon et d'emulsifiant

étant minime comparée à la quantité de 'ratière bitumineuse présente. Une telle composition appliquée à un agrégat pré- sente une résistance élevée à la séparation de la composition de l'agrégat pour des conditions sévères d'essai et d'utilisa- tion.

Comme matière 'bitumineuse, on utilise avantageuse- ment l'un dee types communs de matière asphaltique tels que l'asphalte ou le pétrole naturel ainsi que des résidus de dis- tillation du pétrole de la catégorie utilisée pour les revê- tements routiers. On peut utiliser également les résidus plas- tiques de la distillation du goudron de houille.

Comme savon insoluble, on peut utiliser avantageuse- ment le savon à l'oxyde de zinc de tallol (talloil) un sous- produit contenant un acide gras et provenant de la fabrication du papier qui contient une grande proportion d'acide abiétique et une moindre proportion d'autres acides gras d.e rang élevé.

A la place de tallol, on peut utiliser l'acide oléique, l'aci- de ricinoléique, l'acide linolique, le mélange d'acides dérivé par hydrolyse de l'huile de graines de coton, de l'huile de graines de céréales ou de l'huile de poisson ou les acides analogues. A la place de savon de zinc, on peut utiliser les savons correspondants à l'aluminium, au fer, au calcium ou autres métaux polyvalents utilisésordinairement dans la fa- brication des savons insolubles dans l'eau. Toutefois, les savons au zinc sont particulièrement efficaces pour le but poursuivi et ces savons sont préférés.

La proportion d'oxyde de zinc ou autre composé d'un métal utilisée pour réagir avec les acides gras dans la forma- tion du savon insoluble peut être modifiée dans certaines limites. La proportion utilisée est suffisante pour neutrali- ser une grande partie et avantageusement la totalité des aci- des gras. De bons résultats sont particulièrement obtenus lors.

que la proportion utilisée est en principe en excès des acides
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gras. Ainsi lorsque l'oxyde cle zinc est utilisé cor"1J'!6 composé d'un métal polyvalent, il peut être utilisé dans la propor-
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tion d'environ 10 à 3U parties pour 10 parties 0t tallol ou d'une quantité équivalente d'autres acides ras.

Lorsque des composés de ntaux autres que l'oxyde de zinc sont utilisas, ils peuvent être utilisédans une propor-
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tion équivalente à celle de l'oxyde de ziac qu'ils remplacent c'est-à-dire équivalente d environ 10 à 30 parties d'oxyde de zinc pour 100 parties d'acides gras.

Dans la fabrication des savons insolubles de Totaux dont les oxydes ne réagissent pas facilement avec les acides gras de rang élevé, les acides gras peuvent d'abord être trans-
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formes en savons de sod.i.rr qui sant alors traités vec '"ps sels solubles dans l'eau des rùôtauJ; polyvalents tels que 28r exemple un sulfate ou un chlorure ferrique ou 'J'" 11)!!" iniurr en présence d'eau. Le sel de sodium obtenu comme sous-produit Est extrait par des levages r4pé.t4s. Le savon insoluble ainsi fa- briqué est ensuite cosplete'pent s'ché par chauffage, pour pro- voquer l'évaporation de l'eau présente.

Des résultats particulièrement bons quant à l'sdhé-
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rence au décollage de la composition bitumineuse e7.ec l'6r:at ont été obtenus lorsque l'ejï'ulsififnt est une amide d'un ou plusieurs acides gras de rang élevé tels que ceux de tallol,
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civique, 281#itique, lauriqve ou de l'acide stéarique seuls ou mélangés. L'olpan'ide est pr4E éx"ée pou''- 4ée rcl8af:8 ,'1.' éC(HV)- ie et 'y,2..e'e'3.t par suite des résultats y2tiCt?li.éx'E'I'¯B?t sp-tisfaispnts obtenus par so emploi.

Avec certains types (3' %ôr ß i, :ierT'6ux, il est c14'8i- rable d'avoir présent d rr..s l'c#ulsifint, non seulement une supide du type décrit, 1?'alS sc.i6Y!"Ei-i. un cor,c,s± Q'Cltt^:'rl un sr,1)pe amine ex addition sü r*dicxl d'un acide 3r*.s de r::>ng @

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élevé. Une telle amine est avantageusement obtenue par la réaction de l'éthylenediamine, de la, diéthylènetriamine ou de la triéthylènepentamine ou autre polyarrir.e avec un acide gras en proportion insuffisante pour neutraliser tous les groupes amine. Ainsi, on peut fabriquer une aminé qui est satisfaisan- te pour le but recherché par la réaction d'une proportion moléculaire d'acide oléique et d'une proportion moléculaire
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d'éthylènediamine.

Avec les triairines et à titre d'autre exem- ple, on peut utiliser deux proportions moléculaires d'acide gras pour une proportion moléculaire de triamine. Les produits ainsi fabriqués contiennent un groupe amine n'ayant pas réagi.

L'amide et l'amine, si celle-ci est utilisée, doi- vent être liquides, à la température à laquelle on verse la composition bitumineuse pour l'appliquer comme revêtement de chaussée et elles doivent être solubles ou facilement disper- sées dans ladite composition.
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Des é#.v.lsifie,nts :particulièrement satisfaisants de ce type général sont ceux connus sous le nom de Npoco 2179-B
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qui, est une oleylamide. Un autre é ulsifi811t très satisfai- sant est l'axr2licrlmride (c'est-à-d.ire loxr-c'thyle, l'oxyethy le ou l'oxybutyle) d'un acide gras du type décrit. Une amine convenable est celle connue sous le nom de Nopoo C,V,1.', qui comprend le produit de rraction de l'acide oléique avec l'é- thylènc1 i81J'ie en proportions équiYY>o16culah'es.

Ces costpositions et leur procédé de fabrication qui ont été trouvées P2,;r..ticu,1iÈ:ren'e:n.t satisfaisantes seront due- crites plus en détail les exemples spécifiques suivants :
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&.J±rQJ.1L!.

100 parties de tallol sont chauffées a. environ 163 C et 28 parties d'oxyde de zinc sont incorporées avec un brassa- ge intime, les proportions indiquées ci-dessus et ultérieure-
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\)rent étant exprimées en poids. Le é12nse résultant CO2rena

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des savons de zinc dss acides du talioi et v 7CS iy.orti d'oxyde de ina est t 'ric^7.'tF'ti7 à une te1!'..Jra.tvJ'E' élevée et li. bT' 8- se jusque ce que j3r'tiqlzE'" 8'.lt to;#te l '/;::"1.1. forcée -' ne 1, réac- tion ait été expulsée et la t?m=tiè2'e Ect:n'f.t eRt re-rdue o:.''1 principe 7111r(h:e..

Le savon Eisi Fabriqué est z41anàé P-vec une pmide de l' ecide oléique, l'sside étant utilisée eV3nt2usét dens la proportion d'environ 2 à "1 parties ijùi.1" 10(; parties %2 s.von. De 2rf:rence. l':ide est 1.ncor¯>or]e 'r..ax 1 t?llol c'?9it que l'oxyde de Z7.:C soit 8jOUt; de sorte qu'une incorpo- ration unifor're peut être oVc<ô.rl1p <1il '{1!'ent.

Le Solange de savon et r.'irulsifiant ainsi f""briqu est alors soigneusement ïpelangp d8Y18 1",. Tatière biturrineuse soit avec, soit sans emploi de solvants de dilution ou (e cau- ppge usuels. Une caractéristique de la présente invention, COn- siste en ce que le mélange de savon et d'émulsifia.nt possède le pouvoir à'fmvlsionner l'eau dans de l!s1>helte seuli-soliôe sans coup?ge avec un solvant. La proportion de savon et d",fnv,1- sifiant irélangés n'a. pas besoin d'être grande, '<1Vi:r('1 de il,5 à 5 parties çe mélange pour IÙÙ parties de 1n-atiéme 'bitumineuse étant suffisantes et la proportion exacte choisie M'pen(12't de l'importance de l'effet émulsifiant désiré dans l'emploi du savon et de l'!l!'ulsifiant rrélangés et de la qusiite de 1'adhé-
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lence à l'agrégat au vieillissement.

Avec la plupart des types
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d'agrégat, 1. à. 2 parties du mélange pour 100 parties ' aspl1alte
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sont suffisantes.
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Exetrple II Le processus de l'exemple 1 est suivi sauf que l'on
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incorpore avec l'acide un poids égal environ d'un dérivé n'un
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acide gras de rang élevé contenant un groupe amine, cet ingré-
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dient étant du type précisé ci-dessus tel que par exemple le
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.produit connu sous le nom de 01?co 0.7.1.

Bien que les compositions décrites dans les deux exemples I et II soient satisfaisantes en donnant un contact et une adhérence de la matière bitumineuse avec l'agrégat incorpora initialement à l'éta.t humide, la demanderesse a remarqué que la composition de l'exemple II est meilleure du fait qu'elle donne un contact plus rapide et une adhérence meilleure avec certains types d'agrégats.

Avec certains types d'agrégats caractérisas par une résistance relativement faible à l'humidification par l'asphalte ou corps analogue, on peut supprimer les émulsifiants des exemples I et II (par exemple l'amide et l'aminé peuvent être supprimées) pourvu que du savon de zinc soit utilisé et que la composition contienne un excès important d'oxyde de zinc par rapport au composant d'acide gras.

Les compositions bitumineuses fabriquées comme dé- crit sont en principe anhydres, les matières brutes utilisées dans le. fabrication des compositions ne contenant pas de quan- tités appréciables d'eau.

En utilisant des compositions bitumineuses du type décrit, il est avantageux de traiter l'agrégat avec une petite proportion de choux c'est-à-dire avec de la chaux hydratée dans la proportion d'environ 1/2 partie à 1 partie pour 100 parties avant que la composition bitumineuse soit appliquée. Lorsque l'agrégat est ainsi traita, l'adhésion de le composition bitumineuse se produit tout de suite.

En fabriquant la nouvelle composition selon l'inven- tion dans un type usuel d'installation mobile, le mélange du bitume, du savon insoluble et de l'émulsifiant et l'agrégat traite à la chaux sont placés dans un pétrin ou malaxeur. Le mélange est agitéet chauffépour diminuer la viscositéde la composition bitumineuse. En principe, un revêtement parfait de .l'agrégat et une adhésion parfaite sont obtenus en quelques

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Tinutep sans tenir cofpte que 1'=.grôgPt est ?1T'E-1'1? 1<>iti#le ,ent 8çC ou humide ou 11'êT:e gel'. ..L' a--r- t enduit es;t ensuite dé- chargé du malaxeur directe'i-'ent dF.î1S une n12chine d'épmndege et de finition de type habituel quilée avec un brûlerr oui i (""i1'1- tient une tert ; r tu <"cnviro* l5cs .

L' :rn-t enduit est ensuite placé Qpns le revêtement.

Des essa.is contrent que le- cO!111>ûsitioY\, tE1'l!'j,11{.e est CB!'&ctÉ'1:isfe .:.Jar une forte adhérence c' 1 CGt'y7G81'GOf7. "oi t1)" i- t3Ei,iSC . l'9grég?t et Éf,:lE','nEYt que cette .;(r.:,.?ositio1'1. 0,7.tUri- neuse elle-eme conserve une grande ductilité et 138ticit en vieillissant. Quand un é'sr!g2t de 151Y'/i' environ ,"ie- grosseur est enduit avec la COID2osition perfectionnée suivant 1?- T{- sente invention t du type décrit t 0!"TS les exemples I et II et est séehé et ensuite sU'btrE-:>:2,{: 1-nx de l'eau distillée #>e1">=">t 24 heures, le quantité de matière enlevée qui en résulte n'ex- cède pas 1 pour cent. Les rsultt? de J.'±8 'i Nicholson stan- dard sa-.-t '''gaisment significatifs.

Quand l'agréât de l5'?/n'' de grosseur est enduit avec la composition, sch durant 24 heu- res et ensuite brassé durant 15 minutes 0,S de 1'erv à 5.9 3, puis durant 45 minutes dans de l'eau à 49 C et durant 15 miru- tes dans de l'eau à 54 J il n'y a pas pratiquement de matière
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enlevée que l'agrégat utilisé soit hydrophile ou hydrofuge.
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En outre l'psphalte ou la matière bitumineuse analù- gue entrant dans la cOJl1position Teste ductile et plastique durant une longue période de tes et est exempte des phéno-
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mènes nuisibles tels que la friabilité et le vieillissement
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pré'raturé qui sont constatés dans certaines co!rpoaitions r1' "9-
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phalte conventionnelles lors d'une longue exposition à l'in- fluence oxydante de l'atmosphère.

On comprendra que les détails donnés le sont . titre
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d'exemple et que des madificatio-..s peuvent être apportées sans
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sortir du cadre de la présente invention.

Claims

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- l -- V ïl D 1 C A T ION S - 1 - Composition, bitumineuse caractérisée par une perfection de contact et d'adhérence avec un agrégat pierreux EMI9.2 incorpore à l'éta.t ht.mide, lp composition étant en principe anhydre et com:p:r.en.8J1t une matière asphaltique, un savon 1 ns r> luble dans l'eau et une amide d'un scide ;iris de rang élevé constituant un émulsifiant propre, lorsqu'il est en contact EMI9.3 avec le 0pvar insoluble et l'enu, à provoquer la f01"Y!'9tic)jl d'éjulsions du type eau dans huile.

2 - Composition 'bitumineuse suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que le composé émulsifiant contient le radical d'un acide gras de rang élevé et un groupe amine.

3 - Composition bitumineuse suivant les revendica.- tions 1 et 2 caractérisée par le fait qu'elle comprend une matière asphaltique, un savon insoluble dans l'eau et un mé- lange d'une amide d'acide gras de rang élevé' avec un composé émulsifiant contenant un radical d'un acide gras de rang élevé et un groupe aine constituant un émulsifiant propre, lors- qu'il est en contact avec le savon insoluble et l'eau, à pro- voquer la formation d'émulsions du type eau dans huile.

4 - Composition en principe anhydre pour le revête- ment des chaussées, trottoirs, etc. caractérisée par le fait qu'elle comprend une majeure partie d'asphalte et une propor- tion minime d'un mélange d'un sel d'un métal polyvalent de l'acide oléique et d'une oléamide, la proportion de l'oléamide étant sensiblement moindre que celle, dudit sel.

5 - Composition en principe anhydre pour le revête- ment des chaussées, trottoirs, etc, suivant la revendication 4 caractérisée par le fait que l'oléamide du mélange est constituée par une oxyalkylamide d'un acide gras.

@ <Desc/Clms Page number 10> 6 - Composition, en principe anhydre pour le revête- ment des chaussées, trottoirs, etc. caractérisée par le fait qu'elle comprend une majeure partie d'une matière asphaltique et une proportion minime d'un mélange d'un savon d'un métal EMI10.1 polyvalent et d'un É-.=.'vlSifiar,t t.'3..at le produit de 1x, réac- tion d'une z3olyaiii-ae avec un acide gras de. rans élevé en pro- portion sensiblement moindre que celle qui est suffisante pour re.-E:ir avec tus le? groupes :'1:1'ine àe lé .:?LJ1-;>I:

'ifle 4<, façon à pro'tuire un CO20S{ contensnt le radical d'un c'cide gras de rang élevé et un groupe amine 7 - Composition en principe anhydre pour le revête- ment des chaussées, trottoirs, etc, suivant la revendication 6 caractérisée par le fait que l'émulsifiantest le produit EMI10.2 de la réaction d'une a13<yléneé>iamine rvee un acide rns de rang élevé en proportion sensiblement roinc3rt qvc celle qui est suffisante pour réiiir ?vec le± deux groupes amine àe 1r diawine de façon à produire till Cr, ";."os? contenant le r---eic9l d'un acide gras de rang Élevé et un ¯u:c3e ar'ine.

.3 - Corrposition pour le Tevêtement des CrWL7=Res, trottoirs, etc. suivant les revendications T,,; c3erteS C2rac- tfris6e par le fait qu'sllé comprend de l'asphalte et le pro- duit de la réaction du tallol avec de l'oxyde de sine, lesdits produits de réaction ayant la propriété lorsqu'ils sont au EMI10.3 contact de l'eau, de jjiovoquer la formation ':1.ilsions du type eau dans huile.

9 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc, suivant la revendication 8 caractérisée par le fait que l'oxyde de zinc est largement en excès par rapport à la quantité équivalente de tallol et provoque le contact et l'adhérence de la composition à l'agrégat incorporé à l'état humide et la composition comprend un émulsifiant consistant en une amide d'un acide gras de rang élevé. <Desc/Clms Page number 11>

10 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc. suivant les revendications précédentes cara.c- térisée par le fait qu'elle comprend de l'asphalte, un savon de métal polyvalent des acides gras du tallol et un émulsi- fiant consistant en une amide d'un acide gras de rang élevé, ledit savon et l'amide ayant la propriété lorsqu'ils sont au contact de l'eau, de provoquer la. formation d'émulsions du type eau dans huile.

11 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc. suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que l'émulsifiant est présent dans la composition dans une proportion d'environ 0,5 à 5 parties pour 100 par- ties de matière asphaltique.

12 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc. suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que l'émulsifiant est présent dans la composition dans une proportion d'environ 0,5 à 5 parties pour 100 par- ties de matière asphaltique et que la composition contient, outre l'émulsifiant, environ 2 à 8 parties de l'amide d'un acide gras de rang élevé pour 100 parties dudit savon insolu- ble dans l'eau d'un métal polyvalent avec l'acide gras de rang élevé.

13 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc. caractérisée par le fait qu'elle comprend un agrégat pierreux et une composition bitumineuse du type décrit dans la revendication 1 qui pénètre dans ledit agrégat et y adhère fortement.

14 - Composition pour le revêtement des chaussées, trottoirs, etc. suivant la revendication 1 caractérisée par le fa.it qu'elle comprend également de la chaux mélangée, cette chaux servant à provoquer l'adhérence de ladite composition bitumineuse à l'agrégat.

@ <Desc/Clms Page number 12> 15 - Composition bitumineuse suivant les revendica- tions 1 et 2 caractérisée par le fait que le svon insoluble est un savon d'amine. EMI12.1

- R 1; S Lr 1 E - Coroosition 'bitumineuse c&2ctfTisée par une perfection de contact-et d'adhérence avec un agrégat pierreux incorporaà l'état humide, la composition étant en principe anhydre et comprenant une matière asphaltique, un savon inso- luble dans l'eau et une amide d'un acide gras de reps élevé constituant un émulsifiant propre, lorsqu'il est en contact avec le savon insoluble et l'eau, à provoquer la formation d'émulsions du type eau dans huile.