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EMI1.1
" COMPOSITIONS ASPHALTI%U-ES rr
L'invention concerne la préparation des matières asphaltiques et des produits ou compositions en contenant et plus particulièrement l'application de couches d'asphalte sur les surfaces et le moyen de les rendre adhérentes en présence de l'humidité. L'invention est particulièrement avantageuse dans la préparation des compositions bitumeuses, revêtements, routes, planchers, peintures, produits antirouille, etc.
On sait que les asphaltes possèdent des propriétés couvrantes et adhésives relativement satisfaisantes sur les matières solides sèches, telles que les roches, les pierres, le sable, le ciment, le fer, le verre, etc.. Mais lorsque le matériau solide est humide ou mouillé, il devient souvent difficile, sinon impossible d'obtenir une liaison satisfait
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sante entre cet agrégat humide et l'asphalte. De plus lors- qu'un matériau solide, même enduit, est exposé à l'action de l'eau, il arrive souvent que l'eau déplace l'asphalte plus ou moins rapidement du matériau solide et peut l'en détacher complètement.
Ces faits ont une grande importance, en parti- culier dans la construction des routes avec des asphaltes généralement non émulsifiés, car il est nécessaire d'employer dans leur construction des agrégats secs, ce qui implique ou nécessite un séchage coûteux ou l'attente d'un temps propice. De plus les routes, une fois construites, risquent de se désagréger sous l'influence de la pluie ou de l'humidité de la terre, lorsque la liaison entre l'asphalte et les agrégats fait défaut. Des recherches approfondies ont donc été effectuées dans le passé en vue de l'élaboration de procédés permettant d'appliquer avec succès des couches d'asphalte sur des agré- gats mouillés et d'obtenir des revêtements résistant à l'ac- tion de l'eau.
Les émulsions asphaltiques peuvent être appliquées sur des agrégats mouillés, mais non dans des conditions atmosphériques défavorables, si on désire obtenir un effet couvrant et adhérent satisfaisant.
On recommande parfois l'addition de paraffine, de cire Montan et de substances analogues pour empêcher l'asphalte de se détacher des agrégats, mais dans certains cas ces substances ne sont guère efficaces. Elles paraissent faire acquérir une certaine rigidité à la surface de l'as- phalte, qui par suite ne se détache pas facilement en présen- ce d'eau, quoique l'eau pénètre souvent entre l'asphalte et l'agrégat.
Cependant, lorsque l'agrégat subit des efforts, des vibrations ou l'action d'une température plus élevée, cette rigidité est insuffisante pour empêcher la couche de se détacher, @ La rigidité de l'asphalte est un facteur plus
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efficace au point de vue de la diminution de la tendance à se détacher des asphaltes à faible pénétration, qui paraissent souvent adhérer plus fortement aux agrégats que les asphaltes plus fluides et en particulier les cutbacks, Mais il est nécessaire de chauffer ces asphaltes pour les appliquer, ce qui rend parfois leur emploi trop compliqué.
L'addition d'agents à activité anionique superficielle tels que les acides organiques lypophiliques améliore notablement l'adhérence des asphaltes sur les roches basiques telles que le calcaire, mais n'exerce guère d'effet, sinon aucun, sur leur adhérence sur les roches acides, telles que le granit. Le traitement de ces dernières roches par des hydroxydes ou sels de métaux polyvalents, tels que le calcium, avant d'y appliquer une couche d'asphalte contenant ces acides, donne des résultats très satisfaisants, mais complique notablement l'opération. Ces procédés améliorent en réalité les propriétés de mouillage de l'asphalte au moins à l'égard de certains types d'agrégats et par suite, les efforts, les vibrations ou les températures plus élevées n'augmentent pas notablement la tendance à se détacher de l'asphalte.
La résistance à l'action de l'eau peut ainsi être notablement améliorée dans la construction des routes suivant la pratique actuelle. De plus, ces procédés permettent d'appliquer la couche avec succès sur des agrégats mouillés.
Des agents à activité oationique superficielle ont été également proposés dans le but d'améliorer l'adhérence des asphaltes sur les agrégats. Malheureusement un grand nombre des agents de ce type sont relativement inefficaces ; certains d'entre eux simplement parce qu'ils sont inactifs, d'autres parce qu'ils sont trop instables pour exercer une action durable, d'autres encore parce qu'ils sont trop insolubles dans l'asphalte, etc.. Par exemple, les amines primaires aliphatiques en C16 ou C18 sont cristallines, sont
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analogues à la paraffine et ne possèdent qu'une solubilité limitée dans les asphaltes.
Elles paraissent améliorer l'adhérence des asphaltes sur les roches acides, mais ce résultat paraît être dû en grande partie à un effet de rigidité et n'assure pas une protection complète dans la pratique actuelle de la construction des routes. D'autre part, les aryl amines, telles que les naphtyl amines ou l'aniline, ainsi que les composés azocycliques tels que la pyridine ou les bases nitrogénées qui existent naturellement dans certains asphaltes, sont très solubles dans l'asphalte, mais ne paraissent pas améliorer sensiblement sa tendance à se détacher.
Un des objets de l'invention consiste à améliorer l'adhérence des matières bitumineuses, en particulier des asphaltes, sur les matériaux solides, en permettant ainsi d'appliquer avec succès des couches de bitume sur les matériaux solides humides ou mouillés, et de diminuer la tendance à se détacher de l'asphalte des matériaux solides recouverts d'asphalte en présence de l'humidité.
Un autre objet plus spécial de l'invention consiste à augmenter la durée de l'adhérence des substances bitumineuses sur les agrégats, ainsi qu'à améliorer leur adhérence initiale sur ces agrégats.
D'autres objets de l'invention consistent en un procédé de préparation d'un asphalte universel possédant une meilleure adhérence sur les roches acides en particulier, en un procédé de préparation de matériaux de qualité supérieure, pour la construction des routes et la stabilisation du sol, de peintures, de produits anti-rouille, etc...
D'autres caractéristiques de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui en est donnée ci-après.
Suivant l'invention, on met en présence ensemble les substances bitumineuses et les matériaux solides de quantités relativement faibles de soufre, et d'une mono amine ali-
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phatique oléophile.
L'expression "substance bitumineuse" doit être considérée comme désignant les substances qui contiennent des asphaltènes ou éléments goudronneux tels que les suivants :
Bitumes
Cires naturelles
Ozokérite
Cérésine
Cire Montan
Asphalte naturel
Asphalte de Malte
Asphalte de la Trinité
Asphaltites
Gilsonite
Brai brillant
Orahamite
Produits de distillation pyrogénés
Cires pyrogénées
Paraffine
Goudrons de pétrole
Goudron de gaz oil
Goudron de houille
Goudron de houille de cornue à gaz
Goudron de houille à basse température
Goudrons de bois
Goudron de pin
Goudron de bois dur
Goudrons divers
Goudron de tourbe
Goudron de lignite
Goudron de schiste
Goudron d'os
Résidus pyrogénés
Asphaltes pyrogénés
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Huiles résiduelles
Asphalte de pétrole soufflé
Asphalte résiduel mou
Asphalte résiduel dur
Asphalte de boue
Brai de pétrole
Brai de goudron de gaz oil
Brai de goudron de houille
Brai de goudron de houille d'usines à gaz.
Les combinaisons de soufre avec les amines décrites ci-des- sous peuvent aussi servir avantageusement à améliorer l'adhéren- ce sur les matériaux solides des huiles lubrifiantes, des huiles électriques, des huiles d'arrosage, etc...
Les matériaux solides sur lesquels l'action exercée par la combinaison en question est la plus forte sont les matériaux dits "acides", tels que le granit, le feldspath, le quartz et diverses autres substances sensiblement inertes, telles que les roches ignées, les sables siliceux, les terres d'infusoires, les argiles, le mica, l'amiante, etc...; d'autres substances so- lides sur lesquelles s'exerce cette action avantageuse sont le verre, le ciment portland, le fer et d'autres métaux et les ré- sines s ynthétiques telles que les résines phénoliques, les ré- sines de glyptal, etc...
Le soufre qui améliore si considérablement les caractéris- tiques d'adhérence des amines énumérées ci-après doit être ajou- té à l'état libre c'est-à-dire non à l'état de composé sulfuré.
Les diverses formés physiques du soufre donnent satisfaction, par exemple le soufre en fleur, le soufre colloïdal, le lait de soufre, le soufre lavé, etc ... on a constaté que l'addition du soufre à tous les types d'amines ne donne pas les mêmes résultats dans tous les cas. par exemple, lorsque du soufre et des diamines se trouvent en- in semble dans des compositions bitume muses, on observe un dégage-
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ment considérable d'hydrogène sulfuré.
De plus, si on ajoute du soufre à des compositions bitumineuses contenant des amines halogénées telles que les sels d'ammonium quaternaires, ou le produit d'ammonolyse de la paraffine chlorée, les caractéristi- ques d'adhérence sont sensiblement plus mauvaises que lorsque le soufre n'existe pas, Mais si le soufre est combiné dans les compositions bitumineuses, avec des mono amines aliphatiques oléophiles, on constate une augmentation inattendue du degré et de la durée de l'adhérence de ces compositions sur les divers agrégats et autres matériaux solides.
Les monoamines aliphatiques oléophiles qu'on emploie de préférence en combinaison avec le soufre sont celles qui contien- environ nent d'environ 12 à/24 atomes de carbone et en particulier cel- les qui contiennent 12 à 18 atomes de carbone et dans lesquelles le groupe amino est lié à un atome de carbone terminal. ce groupe choisi de préférence consiste dans les composés suivants : 1-amino-dodécane, 1-amino-tridécane, 1-amino-tétradécane, 1-ami- no-pentadécane, 1-amino-hexadécane, 1-amino-heptadécane et 1-a- mino-octadécane.
Un autre groupe approprié de monoamines aliphatiques est celui dans lequel le groupe amino est lié à un atome de carbone dans une autre position que la position terminale. ces amines sont : 3-amino-dodécane, 4-amino-hexadécane, 6-amino-octadécane, etc...
Un troisième groupe de monoamines appropriées est celui dans lequel la chaîne d'atomes de carbone à laquelle le groupe amino est lié est une chaîne ramifiée. Ces amines sont : 2,2- diméthyl-4-amino-décane, 2-méthyl-3-éthyl-6-amino-dodécane, 2,3- diisopropyl-8-amino-décane, et 1,3,5,7-tétraméthyl-10-amino-dé- cane.
Le soufre et les amines peuvent être appliqués en les incor- porant dans le bitume soit directement en agitant vigoureusement, soit en les dissolvant d'abord dans un solvant tel que l'essen-
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ce, le kérosène ou une huile lubrifiante, et en mélangeant la solution avec le bitume. Un chauffage à une température modérée peut être avantageux. L'un des deux agents de modification ou les deux peuvent aussi être appliqués sur les agrégats ag- glomérés avant l'application de l'asphalte, par exemple sous forme d'une solution dans un solvant organique, d'une émulsion aqueuse, ou par tout autre moyen approprié. Le soufre peut aussi être dissous dans l'amine.
Lorsqu'il s'agit de préparer un béton asphaltique, il est souvent commode d'ajouter le soufre et l'amine pendant qu'on effectue le mélange de l'asphalte et de l'agrégat. L'amine peut être appliquée sous la forme d'une amine libre, du sel d'un acide ou d'un mélange des deux.
Etant donné que les proportions nécessaires de soufre et d'amines sont faibles par rapport à celles de l'asphalte, et en particulier de l'agrégat, il est généralement avantageux de les disperser dans un diluant approprié servant de véhicule, ainsi qu'il est décrit ci-dessus, pour réaliser une dispersion parfai- te.
La présence d'un alcali fort. en liberté a tendance à réduire l'activité du soufre et des amines. Les savons naphténiques ou autres exempts d'alcali en liberté ne sont générale ment pas nuisibles à la température ambiante, mais si on fait agir la chaleur sur un mélange de cette nature pendant des périodes prolongées, ces savons ont souvent pour effet de diminuer ou de faire disparaître les propriétés avantageuses de la combinaison de soufre et d'amines, probablement par la mise en liberté des alcalis par hydrolyse ou la formation de complexes.
par exem- ple, le pouvoir adhérent des asphaltes sodés qui peuvent conte- nir 10 % ou davantage de naphténate de sodium, ainsi que NaOH en liberté, ne peut être sensiblement amélioré par l'addition de soufre et d'amines,
Si les asphaltes contenant des savons neutres et des amines sont transportés dans des wagons réservoirs chauffés, l'activi-
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té de l'amine peut diminuer dans une certaine mesure, On re- @ marquera cependant que l'addition du soufre à cescompositions réduit au minimum les risques de ces altérations au cours du transport.
on peut encore améliorer le pouvoir adhérent des asphaltes sur les divers types de surfaces solides en ajoutant, outre le soufre et les amines, un acide organique lypophile, en particu- lier un acide gras supérieur, par cette combinaison, on amé- liore le pouvoir adhérent de l'asphalte sur les surfaces acides, neutres et basiques. Des acides lypophiles appropriés sont les acides naphténiques, les acides gras tels que l'acide stéarique, les acides du suint, les acides obtenus par oxydation de paraf- fine, les alkyl-diacides supérieurs tels que les acides dial- kyl succiniques, l'acide phtalique, les acides sulfoniques so- lubles dans l'huile, etc...
La proportion de soufre et d'amine qui est nécessaire pour permettre d'appliquer avec succès l'asphalte sur les surfaces mouillées et pour préparer avec certitude une composition ré- à l'action de l'eau et possédant une forte résistance sistant/à la compression, varie avec l'étendue et la nature de la surface à recouvrir, la nature de l'asphalte, le procédé d'application et le degré et la durée de l'amélioration qu'on désire obtenir, par exemple, s'il s'agit d'appliquer une cou- che sur un agrégat grossier, par exemple ne passant pas dans un tamis à 30 mailles, une proportion d'environ 0,1 % de soufre et d'environ 0,1 % d'amine peut être nécessaire, tandis que s'il s'agit de coller un agrégat poussiéreux contenant des propor- tions notables d'éléments en poudre de 200 mailles ou plus fins,
une proportion atteignant environ 2 % de chaque produit d'addi- tion peut être nécessaire. Lorsqu'on dissout le soufre et les amines dans un cutback d'asphalte, les proportions de soufre et d'amines nécessaires peuvent être un peu plus fortes que lors- qu'on les applique sur le matériau solide dans un solvant vola- til avant d'appliquer l'asphalte.
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pour déterminer la tendance à se détacher de la couche d'asphalte, on a élaboré le procédé d'essai suivant, dit "essai d'immersion totale dans l'eau" ou procédé T. W. 1. T. :
On chauffe l'asphalte à essayer au point de vue de sa stabilité en stock, pendant7 jours à 1210 C.
On plonge dans l'eau pendant 30 minutes 500 gr d'un agrégat passant dans un tamis à mailles de 38 mm mais ne passant pas dans un tamis de 19 mm, on les fait égoutter pendant 30 sec. et on les mélange en cinq minutes avec 35 gr d'un cutback d'asphalte chauffé à 70-120 C dans une grande coupelle en porcelaine au moyen d'une grande cuillère en aluminium. on introduit la roche recouverte de la couche dans une bouteille d'environ un demi-litre à large col à goulot fileté et on ferme le couvercle. Après un repos de 30 minutes, on recouvre le contenu de la bouteille avec de l'eau distillée, on repose le couvercle et on introduit la bouteille dans un bain thermostatique à 40 C pendant trois heures.
Au bout de ce temps, on examine séparément les pierres qui sont restées sous l'eau, on évalue au jugé, la surface qui est restée découverte et on en fait la moyenne pour toutes les pierres. on exprime le résultat en dixièmes de la surface, on arrondit le résultat au nombre entier le plus voisin et on le désigne sous le nom de coefficient T. W. I. T. En conséquence, si la surface des pierres est restée re couverte d'asphalte à 95 % ou davantage en moyenne, à la fin de l'essai, le coefficient T. W. I. T. est égal à 10. Si elles sont restées recouvertes à 45-55 ;o, ce coefficient est égal à 5.
La série d'essais T. W. I. T. a été effectuée avec des matériaux agglomérés granitiques et des échantillons d'un cutback d'asphalte de Californie contenant divers agents d'addition.
Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
EMI10.1
<tb>
<tb> Soufre <SEP> % <SEP> 1-amino-octadécane <SEP> % <SEP> coefficient <SEP> T.W.I.T.
<tb>
0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 0
<tb>
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EMI11.1
<tb>
<tb> 0,0 <SEP> 0,8 <SEP> 1
<tb> 0,1 <SEP> 0,8 <SEP> 9
<tb> 0,3 <SEP> 0,8 <SEP> 9
<tb> 0,5 <SEP> 0,8 <SEP> 9
<tb> 0,8 <SEP> 0,8 <SEP> 9
<tb> 1,0 <SEP> 0,8 <SEP> 8
<tb> 2,0 <SEP> 0,8 <SEP> 8
<tb>
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EMI1.1
"ASPHALTI% U-ES rr COMPOSITIONS
The invention relates to the preparation of asphaltic materials and to products or compositions containing them and more particularly to the application of asphalt layers to surfaces and to the means of making them adherent in the presence of moisture. The invention is particularly advantageous in the preparation of bituminous compositions, coatings, roads, floors, paints, anti-rust products, etc.
It is known that asphalts have relatively satisfactory covering and adhesive properties on dry solids, such as rocks, stones, sand, cement, iron, glass, etc. But when the solid material is wet or wet, it often becomes difficult, if not impossible to achieve a satisfied bond
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health between this wet aggregate and the asphalt. In addition, when a solid material, even when coated, is exposed to the action of water, it often happens that the water displaces the asphalt more or less rapidly from the solid material and can detach it completely.
These facts are of great importance, especially in the construction of roads with generally non-emulsified asphalts, since it is necessary to employ in their construction dry aggregates, which involves or requires expensive drying or the waiting of 'an auspicious time. In addition, roads, once built, risk breaking up under the influence of rain or soil moisture, when the connection between asphalt and aggregate is lacking. Extensive research has therefore been carried out in the past with a view to developing methods of successfully applying layers of asphalt to wet aggregates and obtaining coatings resistant to the action of the wet. 'water.
Asphaltic emulsions can be applied to wet aggregates, but not under unfavorable atmospheric conditions, if a satisfactory covering and adherence effect is desired.
The addition of paraffin, Montan wax and the like is sometimes recommended to prevent the asphalt from coming loose from the aggregates, but in some cases these substances are not very effective. They appear to cause the surface of the asphalt to acquire a certain rigidity, which consequently does not come off easily in the presence of water, although water often penetrates between the asphalt and the aggregate.
However, when the aggregate is subjected to stresses, vibrations or the action of a higher temperature, this rigidity is insufficient to prevent the layer from coming off. @ The rigidity of the asphalt is a more factor.
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effective from the point of view of decreasing the tendency to release from low penetration asphalts, which often appear to adhere more strongly to aggregates than more fluid asphalts and especially cutbacks, But it is necessary to heat these asphalts to apply them , which sometimes makes their use too complicated.
The addition of agents with surface anionic activity such as lypophilic organic acids noticeably improves the adhesion of asphalts to basic rocks such as limestone, but has little or no effect on their adhesion to rocks. acids, such as granite. The treatment of these latter rocks with hydroxides or salts of polyvalent metals, such as calcium, before applying thereon a layer of asphalt containing these acids, gives very satisfactory results, but considerably complicates the operation. These methods actually improve the wetting properties of the asphalt at least with respect to certain types of aggregate and therefore the stresses, vibrations or higher temperatures do not significantly increase the tendency to release from the aggregate. asphalt.
The resistance to the action of water can thus be notably improved in the construction of roads according to current practice. In addition, these methods allow the coating to be applied successfully to wet aggregates.
Agents with surface oationic activity have also been proposed with the aim of improving the adhesion of asphalts to aggregates. Unfortunately many of the agents of this type are relatively ineffective; some of them simply because they are inactive, others because they are too unstable to exert a lasting action, still others because they are too insoluble in asphalt, etc. For example , C16 or C18 aliphatic primary amines are crystalline, are
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paraffin-like and have only limited solubility in asphalts.
They appear to improve the adhesion of asphalts to acidic rocks, but this result appears to be due in large part to a stiffening effect and does not provide complete protection in current road construction practice. On the other hand, aryl amines, such as naphthyl amines or aniline, as well as azocyclic compounds such as pyridine or nitrogenous bases which exist naturally in certain asphalts, are very soluble in asphalt, but do not appear not significantly improve its tendency to come off.
One of the objects of the invention is to improve the adhesion of bituminous materials, in particular asphalts, to solid materials, thus making it possible to successfully apply layers of bitumen to damp or wet solid materials, and to reduce the tendency to detach from the asphalt solid materials covered with asphalt in the presence of moisture.
Another more special object of the invention consists in increasing the duration of the adhesion of bituminous substances on the aggregates, as well as in improving their initial adhesion on these aggregates.
Other objects of the invention consist of a process for the preparation of a universal asphalt having better adhesion to acidic rocks in particular, a process for the preparation of materials of superior quality, for the construction of roads and the stabilization of the road. floor, paints, anti-rust products, etc ...
Other characteristics of the invention will emerge from the description which is given below.
According to the invention, the bituminous substances and the solid materials of relatively small amounts of sulfur, and of a mono amine ali-
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oleophilic phatic.
The term "bituminous substance" should be taken to mean substances which contain asphaltenes or tarry elements such as the following:
Bitumen
Natural waxes
Ozokerite
Ceresin
Montan wax
Natural asphalt
Malta asphalt
Trinity Asphalt
Asphaltites
Gilsonite
Shiny pitch
Orahamite
Pyrogenic distillation products
Pyrogenic waxes
Paraffin
Petroleum tars
Gas oil tar
Coal tar
Gas retort coal tar
Low temperature coal tar
Wood tar
Pine tar
Hardwood tar
Various tars
Peat tar
Lignite tar
Shale tar
Bone tar
Pyrogenic residues
Fired asphalts
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Residual oils
Blown petroleum asphalt
Soft residual asphalt
Residual hard asphalt
Mud asphalt
Oil pitch
Tar pitch of gas oil
Coal tar pitch
Coal tar pitch of gas works.
The combinations of sulfur with the amines described below can also be used advantageously to improve the adhesion to solid materials of lubricating oils, electric oils, sprinkling oils, etc.
The solid materials on which the action exerted by the combination in question is the strongest are the so-called "acid" materials, such as granite, feldspar, quartz and various other substantially inert substances, such as igneous rocks, siliceous sands, infusoria earth, clays, mica, asbestos, etc ...; other solid substances on which this beneficial action is exerted are glass, portland cement, iron and other metals and synthetic resins such as phenolic resins, glyptal resins, etc ...
The sulfur which so considerably improves the adhesion characteristics of the amines listed below must be added in the free state, that is to say not in the state of a sulfur compound.
The various physical forms of sulfur are satisfactory, for example blooming sulfur, colloidal sulfur, milk of sulfur, washed sulfur, etc ... it has been found that the addition of sulfur to all types of amines does not not give the same results in all cases. for example, when sulfur and diamines are found together in muses bitumen compositions, a release is observed
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considerable amount of hydrogen sulphide.
In addition, if sulfur is added to bituminous compositions containing halogenated amines such as quaternary ammonium salts, or the ammonolysis product of chlorinated paraffin, adhesion characteristics are significantly poorer than when sulfur does not exist, But if sulfur is combined in bituminous compositions, with oleophilic aliphatic mono amines, there is an unexpected increase in the degree and duration of adhesion of these compositions to the various aggregates and other solid materials .
The oleophilic aliphatic monoamines which are preferably employed in combination with sulfur are those which contain from about 12 to / 24 carbon atoms and in particular those which contain 12 to 18 carbon atoms and in which the amino group is bonded to a terminal carbon atom. this preferably selected group consists of the following compounds: 1-amino-dodecane, 1-amino-tridecane, 1-amino-tetradecane, 1-amino-pentadecane, 1-amino-hexadecane, 1-amino-heptadecane and 1 -a-mino-octadecane.
Another suitable group of aliphatic monoamines is that in which the amino group is bonded to a carbon atom in a position other than the terminal position. these amines are: 3-amino-dodecane, 4-amino-hexadecane, 6-amino-octadecane, etc ...
A third group of suitable monoamines is one in which the chain of carbon atoms to which the amino group is attached is a branched chain. These amines are: 2,2-dimethyl-4-amino-decane, 2-methyl-3-ethyl-6-amino-dodecane, 2,3-diisopropyl-8-amino-decane, and 1,3,5,7 -tetramethyl-10-amino-decane.
Sulfur and amines can be applied by incorporating them into the bitumen either directly by vigorous stirring or by dissolving them first in a solvent such as essence.
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this, kerosene or a lubricating oil, and mixing the solution with the bitumen. Heating to a moderate temperature may be advantageous. One or both of the modifiers can also be applied to the agglomerated aggregates prior to application of the asphalt, for example as a solution in an organic solvent, an aqueous emulsion, or by any other appropriate means. Sulfur can also be dissolved in the amine.
When it comes to preparing asphalt concrete, it is often convenient to add sulfur and amine while mixing the asphalt and aggregate. The amine can be applied as a free amine, the salt of an acid, or a mixture of the two.
Since the required proportions of sulfur and amines are small relative to those of the asphalt, and in particular of the aggregate, it is generally advantageous to disperse them in a suitable diluent serving as a vehicle, as is desirable. is described above, to achieve a perfect dispersion.
The presence of a strong alkali. in freedom tends to reduce the activity of sulfur and amines. Naphthenic or other free-running alkali-free soaps are generally not harmful at room temperature, but if heat is applied to a mixture of this nature for prolonged periods of time, such soaps often have the effect of decreasing or decreasing. remove the beneficial properties of the combination of sulfur and amines, probably by the release of alkalis by hydrolysis or the formation of complexes.
for example, the tackiness of sodium asphalts which may contain 10% or more sodium naphthenate, as well as loose NaOH, cannot be appreciably improved by the addition of sulfur and amines,
If asphalts containing neutral soaps and amines are transported in heated tank cars, the active
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The amine may decrease to some extent. It will be appreciated, however, that the addition of sulfur to these compositions minimizes the risk of such damage during transport.
the adhesion of asphalts to the various types of solid surfaces can be further improved by adding, in addition to sulfur and amines, a lipophilic organic acid, in particular a higher fatty acid, by this combination, the power is improved. adhesion of asphalt to acidic, neutral and basic surfaces. Suitable lipophilic acids are naphthenic acids, fatty acids such as stearic acid, grease acids, acids obtained by oxidation of paraffin, higher alkyl diacids such as dialkyl succinic acids, phthalic acid, oil-soluble sulfonic acids, etc ...
The proportion of sulfur and amine which is necessary to enable the successful application of the asphalt to wet surfaces and to prepare with certainty a composition which is responsive to water and possesses high resistance to water. compression, varies with the extent and nature of the surface to be covered, the nature of the asphalt, the method of application and the degree and duration of the improvement desired, for example, if this involves applying a layer on a coarse aggregate, for example not passing through a 30 mesh sieve, a proportion of about 0.1% sulfur and about 0.1% amine may be necessary, while in the case of bonding a dusty aggregate containing significant proportions of powdered elements of 200 mesh or finer,
up to about 2% of each adduct may be required. When dissolving sulfur and amines in an asphalt cutback, the proportions of sulfur and amines required may be somewhat greater than when applied to the solid material in a volatile solvent before to apply asphalt.
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to determine the tendency to detach from the asphalt layer, the following test method, known as the "total water immersion test" or the T. W. 1. T method, was developed:
The asphalt to be tested from the point of view of its stability in stock is heated for 7 days at 1210 C.
500 g of an aggregate passing through a 38 mm mesh sieve but not passing through a 19 mm sieve are immersed in water for 30 minutes, and are allowed to drain for 30 sec. and they are mixed in five minutes with 35 g of an asphalt cutback heated to 70-120 C in a large porcelain dish using a large aluminum spoon. the rock covered with the layer is placed in a bottle of about half a liter with a wide neck and threaded neck and the lid is closed. After standing for 30 minutes, the contents of the bottle are covered with distilled water, the lid is put back on and the bottle is placed in a thermostatic bath at 40 C for three hours.
At the end of this time, the stones which have remained under water are examined separately, the surface which has remained uncovered is evaluated by judgment and the average is made for all the stones. the result is expressed in tenths of the surface, the result is rounded off to the nearest whole number and referred to as the TWIT coefficient. Consequently, if the surface of the stones has remained covered with asphalt at 95% or more on average, at the end of the test, the TWIT coefficient is equal to 10. If they have remained covered at 45-55; o, this coefficient is equal to 5.
The T. W. I. T. test series was performed with granite sintered materials and samples of a California asphalt cutback containing various additives.
The results obtained are shown in the table below.
EMI10.1
<tb>
<tb> Sulfur <SEP>% <SEP> 1-amino-octadecane <SEP>% <SEP> coefficient <SEP> T.W.I.T.
<tb>
0.0 <SEP> 0.0 <SEP> 0
<tb>
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb>
<tb> 0.0 <SEP> 0.8 <SEP> 1
<tb> 0.1 <SEP> 0.8 <SEP> 9
<tb> 0.3 <SEP> 0.8 <SEP> 9
<tb> 0.5 <SEP> 0.8 <SEP> 9
<tb> 0.8 <SEP> 0.8 <SEP> 9
<tb> 1.0 <SEP> 0.8 <SEP> 8
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