CH631196A5 - Plastifiziertes steinkohlenteerpech zum mischen mit erdoelbitumen und verwendung des gemisches. - Google Patents
Plastifiziertes steinkohlenteerpech zum mischen mit erdoelbitumen und verwendung des gemisches. Download PDFInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein plastifiziertes Steinkohlenteerpeeh aus Steinkohlenteerprodukten zum Mischen mit Erdölbitumen und auf die Verwendung des Gemisches zur Herstellung von Bindemitteln, z.B. für den Strassenbau, wobei es Aufgabe der Erfindung ist, die Herstellung eines flexiblen Strassenbelags mit besserer Verformungsbeständigkeit zu ermöglichen.
Die Verwendung eines Weichpechproduktes mit einem Erweichungspunkt von unter etwa 40°C, bestehend aus einer Mischung von Steinkohlenteerpeeh mit Erweichungspunkten von 60 bis 80°C mit einer aus vierkernigen Aromaten bestehenden oder sie in wesentlicher Menge enthaltenden Teer-ölfraktion zum Mischen mit Erdölbitumen (destilliertem Bitumen) zur Herstellung von Bindemitteln, z.B. für den Strassenbau ist bekannt (vgl. DT-PS 1 009 338). In der DT-PS heisst es (vgl. Spalte 1, Zeile 50 ff.): «Das Teeröl soll frei von Stoffen sein, die sich nach dem Mischen mit dem Steinkohlenteerpeeh kristallin ausscheiden. Es wird also ein Öl verwendet, dessen Inhaltsstoffe sich im eutektischen Gleichgewicht befinden, was erforderlichenfalls durch Auskühlung des Öls und Abschleudern der auskristallisierten Festsubstanz bewirkt werden kann.»
Beim bekannten Vorgehen wurde jedoch nicht erkannt, dass gerade die auskristallisierenden Stoffe in der hochsiedenden Teerölfraktion von besonderem Vorteil sind. Es wurde nämlich gefunden, dass bei Anwesenheit der auskristallisierenden Stoffe in der Pechkomponente bei deren Mischung mit einem Erdölbitumen B 45, B 25 oder B 15 ein Bindemittel, z.B. für den Strassenbau, entsteht, das beispielsweise folgende Eigenschaften zeigt:
Ein Gemisch aus einem plastifizierten Steinkohlenteerpeeh, das z.B. aus 65 Steinkohlenteerpeeh mit einem Erweichungspunkt von 67°C (Krämer-Sarnow) und 35 % einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450°C siedenden Steinkohlenteerfraktion besteht, mit Erdölbitumen B 25, im Verhältnis von 30% plastifiziertem Pech zu 70% Bitu- ' men, hat im Temperaturbereich von 120 bis 200°C eine niedrigere Viskosität als ein Bitumen B 65. Ab 100°C abwärts nähert sich die Viskositätskurve des erfindungsgemässen Pech/Bitumen-Gemisches der des B 65. (Vgl. Kurvenblatt: A Viskositätskurve des erfindungsgemässen Pech/Bitumen-Gemisches, B von Bitumen B 65) [C°] bedeutet Celsiusgrad, •& bedeutet Temperatur, -q bedeutet Viskosität. Bei 75°C wird die Viskositätskurve von B 65 geschnitten, das heisst, dass unterhalb dieser Temperaturen das erfindungsgemässe Gemisch härter und damit verformungsbeständiger als die genannten reinen Bitumentypen ist, obwohl bei den höheren Verarbeitungstemperaturen die Viskosität niedriger liegt, was zusätzlich noch bedeutet, dass der Einbau in die Strasse erleichtert wird. [Bitumen B 65 wurde deshalb zum Vergleich herangezogen, weil es nach den Technischen Vorschriften (TV bis 3/72, Ergänzung 1975) in Deutschland für diejenigen Decken vorgeschrieben wird, die einer hohen Verkehrsbelastung ausgesetzt sind.]
Das erfindungsgemässe Gemisch ist gewöhnlich in der äusseren Beschaffenheit und im mikroskopischen Bild gleich-mässig. Bei einer Penetration von 40 (1/10 mm) liegen normalerweise die Erweichungspunkte bei 40°C (K.S.) und 54°C (R + K), der Brechpunkt nach Fraass liegt bei — 8°C.
Gegenstand der Erfindung ist ein plastifiziertes Steinkohlenteerpeeh, bestehend aus einem Gemisch von 50 bis 80% Pech aus der Schwelung oder Vergasung von Braun- oder Steinkohle oder aus der Kohleextraktion mit einem Erweichungspunkt von 40 bis 75°C (Krämer Sarnow) und 50 bis 20% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450°C siedenden Steinkohlenteerfraktion, deren Kristallisationsbeginn bei 70°C und höher liegt, zum Mischen mit Erdölbitumen B 45, B 25 oder B 15 im Verhältnis von 20 bis 35 Gew.-Teilen plastifiziertem Pech zu 80 bis 65 Gew.-Teilen Bitumen. (Unter einer «kristallreichen Steinkohlenteerfraktion» wird im Rahmen dieser Erfindung eine solche verstanden, deren Kristallisationsbeginn bei 70°C und höher liegt.)
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemässen plastifizierten Steinkohlenteerpeches im Gemisch mit Erdölbitumen B 45, B 25 oder B 15, im Verhältnis von 20 bis 35 Gew.-Teilen plastifiziertem Pech zu 80 bis 65 Gew.-Teilen Bitumen, zur Herstellung von Bindemitteln, z.B. für den Strassenbau.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemässen plastifizierten Steinkohlenteerpeches zum Mischen mit Erdölbitumen B 25, im Verhältnis von 30 Gew.-Teilen plastifiziertem Pech zu 70 Gew.-Teilen Bitumen, zur Herstellung von Bindemitteln für den Strassenbau, und ganz besonders bevorzugt wird dabei ein plastifiziertes Steinkohlenteerpeeh, bestehend aus einem Gemisch von 65% Steinkohlenteerpeeh mit einem Erweichungspunkt von 65 bis 68°C (Krämer-Sarnow) und 35 %
einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450°C siedenden Steinkohlenteerfraktion, eingesetzt.
Um eine gute Mischbarkeit der Komponenten (gleichmäs-sige Verteilung im mikroskopischen Bild) zu erzielen, sollte das hochmolekulare Toluolunlösliche des plastifizierten Stein-kohlenteerpechs bevorzugt 12% nicht übersteigen. Dementsprechend sind auch Teerpeche aus der Schwelung oder Vergasung von Steinkohle oder Braunkohle mit niedrigem Gehalt an hochmolekularen Bestandteilen sowie Peche aus der Kohleextraktion zur Herstellung des Bindemittelgemisches gewöhnlich gut geeignet. Das verwendete Bitumen B 25 sollte zur Erzielung einer guten Mischbarkeit eine möglichst hohe Aromatizität aufweisen, gekennzeichnet durch einen Asphaltengehalt von bevorzugt mindestens 20%.
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Wenn man mit einem erfindungsgemässen Gemisch aus plastifiziertem Steinkohlenteerpeeh und Erdölbitumen als Bindemittel ein Asphaltbeton-Mischgut für den Strassenbau herstellt, so zeigt dieses Mischgut in der Regel eine höhere Marshall-Stabilität, als wenn man reines Erdölbitumen B 65 als Bindemittel verwendet (vgl. Beispiel 5). Diese Tatsache weist beispielsweise darauf hin, dass eine Strassendeckschicht aus einem Mischgut mit dem erfindungsgemässen Gemisch als Bindemittel starker Verkehrsbeanspruchung einen höheren Verformungswiderstand entgegensetzt als eine herkömmliche Deckschicht.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen einige Ausführungsformen der Erfindung. (Die angegebenen Teile sind immer Gewichtsteile.)
Beispiel 1
14 Teile Steinkohlenteerpeeh mit einem Erweichungspunkt (EP) von 75°C (Krämer-Sarnow) und 14 Teile einer direkt aus Steinkohlenteer destillierten Fraktion (Sdp. 350 bis 450°C und Kristallisationsbeginn bei 73°C) werden in der Wärme unter Rühren oder Umpumpen gemischt. Das Gemisch hat einen EP von 32°C (KS). In das Gemisch werden 72 Teile Bitumen B 25 mit einem Asphaltengehalt von 25% ëingerûhrt. Das Pech/Bitumen-Gemisch zeigt eine Penetration von 40 (100 g, 5 sec, 25°C) in 1/10 mm. Das Gemisch kann vorzugsweise als Strassenbau-Bindemittel eingesetzt werden.
Beispiel 2
Wie im Beispiel 1 werden 15 Teile Steinkohlenteerpeeh EP 75°C (KS) mit 15 Teilen einer aus der Hartpechherstellung stammenden Pechdestillatfraktion vermischt. EP des Gemisches 36°C (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 25 gegeben. Pech/Bitumen-Gemisch: Penetration 40.
Beispiel 3
Wie im Beispiel 1 werden 24 Teile Steinkohlenteerpeeh EP 40°C (KS) mit 6 Teilen eines Rückstands aus der An-thracen-Gewinnung (nach der destillativen Abtrennung von Phenanthren und Anthracen aus Rohanthracen) vermischt.
EP des Gemisches 30°C (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 25 gegeben. Pech/Bitumen-Gemisch: Penetration 45.
5 Beispiel 4
Wie im Beispiel 1 werden 20 Teile Steinkohlenteerpeeh EP 68°C (KS) mit 10 Teilen einer direkt aus Steinkohlenteer destillierten Fraktion (vgl. Beispiel 1) vermischt. EP des Gemisches 40°C (KS). Dazu werden 70 Teile Bitumen B 45 io gegeben. Pech/Bitumen-Gemisch: Penetration 45.
Beispiel 5
Stellt man aus folgendem Mineralgemisch
15 Gew.-%
Basaltsplitt
8/11
mm
15 Gew.-%
Basaltsplitt
5/8
mm
16 Gew.-%
Basaltsplitt
2/5
mm
22 Gew.-%
Moräne-Brechsand
0/3
mm
23 Gew.-%
Rheinsand
0/3
mm
9 Gew.-%
Kalksteinmehl
100 Gew.-% Mineralgemisch und 6,6 Gew.-Teilen (auf 100 Gew.-Teile Mineralgemisch) des Bindemittelgemisches aus Beispiel 1 ein Asphaltbeton-Mischgut her, dann ergibt dieses Mischgut nach DIN 1996 eine Marshallstabilität von 1 270 kq bei einem Fliesswert von 49 1/10 mm.
b) Stell man aus demselben Mineralgemisch mit 6,9 Gew.-Teilen des gleichen Bindemittelgemisches ein Mischgut her,
so zeigt dieses eine Marshallstabilität von 1 100 kp bei einem Fliesswert von 51 1/10 mm.
c) Stellt man dagegen mit demselben Mineralgemisch und 6,6 Gew.-Teilen Bitumen B 65 ein Mischgut her, dann erhält man eine Marshallstabilität von 850 kp bei einem Fliesswert von 49 1/10 mm.
6,9 Gew.-Teile Bindemittelgemisch aus Beispiel 1 — wie vorstehend unter b) eingesetzt— und 6,6 Gew.-Teile Bitumen B 65 entsprechen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Dichten gleichen Volumenanteilen.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Plastifiziertes Steinkohlenteerpeeh, bestehend aus einem Gemisch von 50 bis 80% Pech aus der Schwelung oder Vergasung von Braun- oder Steinkohle oder aus der Kohleextraktion mit einem Erweichungspunkt von 40 bis 75°C (Krämer-Sarnow) und 50 bis 20% einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450°C siedenden Steinkohlenteer-fraktion, deren Kristallisationsbeginn bei 70°C und höher liegt, zum Mischen mit Erdölbitumen B 45, B 25 oder B 15 im Verhältnis von 20 bis 35 Gew.-Teilen plastifiziertem Pech zu 80 bis 65 Gew.-Teilen Bitumen.
2. Verwendung eines plastifizierten Steinkohlenteerpeches gemäss Anspruch 1 im Gemisch mit Erdölbitumen zur Herstellung von Bindemitteln.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verwendung nach Anspruch 2 eines plastifizierten Steinkohlenteerpeches gemäss Anspruch 1 zum Mischen mit Erdölbitumen B 25, im Verhältnis von 30 Gew.-Teilen plastifiziertem Pech zu 70 Gew.-Teilen Bitumen, zur Herstellung von Bindemitteln für den Strassenbau.
4. Verwendung eines plastifizierten Steinkohlenteerpeches gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plastifizierte Steinkohlenteerpeeh aus einem Gemisch von 65 % Steinkohlenteerpeeh mit einem Erweichungspunkt von 65 bis 68°C (Krämer-Sarnow) und 35 % einer kristallreichen, vorwiegend zwischen 350 und 450°C siedenden Steinkohlen-teerfraktion besteht.
5. Verwendung eines plastifizierten Steinkohlenteerpeches gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plastifizierte Steinkohlenteerpeeh Teerpeche aus der Schwelung oder Vergasung von Steinkohle oder Braunkohle mit niedrigem Gehalt an hochmolekularen Bestandteilen sowie Peche aus der Kohleextraktion enthält.
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