NO822607L - Bitumenpreparat, og fremgangsmaate for fremstilling av dette - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et bitumenpreparat og dessuten en fremgangsmåte ved fremstilling og anvendelse av

dette.

Bitumen anvendes for byggearbeider både over jordoverflaten og under jordoverflaten i usedvanlig store mengder for forskjellige formål. Blant anvendelsesområdene kan de følg-ende eksempler nevnes:

fremstilling av asfalt med fyllstoffer,

fremstilling av tak- hhv. dekkpapp hhv. -plater med bærermaterialer,

fremstilling av klebemidler og isolasjonsmaterialer, fremstilling av klebemidler oppløst i oppløsnings-

midler og av malinger hhv. glasurer og

fremstilling av vandige bitumenemulsjoner i kombinasjon med ionogene eller ikke-ionogene emulgeringsmidler.

Som oftest blir. bitumenet smeltet på anvendelsesstedet

og påført i smeltet tilstand, f.eks. ved veiarbeider og for isolasjon. Smeltingen av bitumenet og arbeidsoperasjonene som utføres med det oppvarmede bitumen, er imidlertid om-stendelige, utsatt for uhell og brannfarlige. Smeltingen av bitumen flere ganger er arbeids- og energikrevende.

Anvendelsesområdet for bitumenoppløsninger tilberedt

med white spirit eller benzen er begrenset, og disse bitumen-oppløsninger er egnede for grunning av<*>"flater som skal males eller for å danne forbigående beskyttelsesovertrekk. Blant de vandige bitumenpreparater er bitumenemulsjoner kjente.

I bitumenemulsjonene svever bitumenet i et vandig medium i

form av findelte dråper som følge av innvirkning av tilslagsmaterialer, emulgeringsmidler og stabiliseringsmidler. Anvendelsesbetingelsene, stabiliteten, pH-området, vedheft-ningsforholdet og forlikeligheten mellom bitumenemulsjonene og de andre materialer som anvendes innen bygningsindustrien, bestemmes av emulgeringsmidlets anionaktive, kationaktive eller ikke-ionogene karakter. Bitumenemulsjonenes stabilitet sikres ved hjelp av emulgeringsmidler og stabilisatorer, men disse utøver i en viss grad en hemmende virkning på bryt-

ningen av emulsjonen og dannelsen av et sammenhengende bitumenskikt. Dessuten er bitumenemulsjonene elektrolytt-

ømfintlige, de er bare begrenset forlikelige med kjemisk aktive bygningsmaterialer, som kalk, sement og gips, og de har også en begrenset stabilitet.

Det tas derfor ved oppfinnelsen sikte på under unn-

gåelse av de ulemper som teknikkens stand er beheftet med,

å tilveiebringe et vandig bitumenpreparat som er generelt anvendbart og lagringsbart i kald tilstand og i hvilket bitumenet er fullstendig forlikelig med de aktive bygningsmaterialer og som når det påføres for hånden eller maskinelt, danner et sammenhengende, kontinuerlig skikt og kan anvendes som sådant eller sammen med tilslagsmaterialer uten risiko for brann eller uhell, og dessuten en fremgangsmåte ved fremstilling av bitumenpreparatet og en anvendelse av dette.

Det ovennevnte mål er på overraskende måte blitt nådd

ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse som angår et vandig bitumenpreparat som i et vandig medium inneholder minst 1 bitumen som er plastisk ved omgivelsestemperaturen, og bitumenpreparatet er særpreget ved at det inneholder bitumenet hhv. bitumenkvalitetene i det vandige medium for-

delt hhv. dispergert med en aluminiumhydroxydgel.

Det foreliggende bitumenpreparat inneholder fortrinnsvis en aluminiumhydroxydgel som er blitt fremstilt med et jordalkalimetalloxyd- og/eller -hydroxydoverskudd, spesielt et calciumhydroxyd- og/eller magnesiumhydroxydoverskudd.

Det foreliggende vandige bitumenpreparat inneholder fortrinnsvis minst 35 vekt% bitumen hhv. bitumenkvaliteter som er fordelt med aluminiumhydroxydgelen. Det er gunstig at det foreliggende bitumenpreparat inneholder høyst 65 vekt%

bitumen hhv. bitumenkvaliteter som er fordelt med aluminiumhydroxydgelen .

Det foreliggende bitumenpreparat er smørende hhv. pastalignende ved omgivelsestemperaturen, lagringsbart og blandbart med vann.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved fremstilling av det vandige bitumenpreparat ifølge oppfinnelsen, og fremgangsmåten er særpreget ved at en bitumensmelte fordeles hhv. dispergeres, fortrinnsvis under omrøring, i et vandig medium som inneholder en aluminiumhydroxydgel som eventuelt in situ er fremstilt fra ett eller flere vannoppløselige aluminiumsalter og jordalkalimetalloxyder eller -hydroxyder. eller blandinger derav.

Det foretrekkes som jordalkalimetallhydroxyd å anvende calciumhydroxyd, spesielt lesket kalk, kalkoppslemning eller sekkekalk (kalkhydrat i fast form), og ganske spesielt en kalkoppslemning som er fremstilt fra lesket kalk. Det er dessuten foretrukket som jordalkalimetalloxyd og/eller -hydroxyd å anvende hhv. å medanvende magnesiumoxyd og/eller magnesiumhydroxyd. Av de to sistnevnte er magnesiumhydroxyd som f.eks. er blitt fremstilt fra magnesiumoxyd, spesielt foretrukket.

Som blandinger av jordalkalimetalloxyder hhv. -hydroxyder kan med fordel blandinger av calciumoxyd og magnesiumoxyd hhv. av calciumhydroxyd og magnesiumhydroxyd anvendes.

Det er gunstig å anvende jordalkalimetalloxydet eller

-oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene i en mengde som er flere ganger større enn den støkiometrisk nødvendige mengde for fremstilling av aluminiumhydroxydgelen, basert på aluminiumsaltet eller -saltene. Jordalkalimetalloxydet eller -oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene anvendes fortrinnsvis i en 15 til 150, spesielt 15 til 100, ganger større mengde enn den støkiometrisk nødvendige mengde for fremstilling av aluminiumhydroxydgelen, basert på det anvendte aluminiumsalt eller de anvendte aluminiumsalter.

Det kan imidlertid også anvendes et underskudd av jord-alkalimetallhydroxydet eller -hydroxydene i forhold til den støkiometrisk nødvendige mengde for fremstilling av aluminiumhydroxydgelen, basert på det anvendte aluminiumsalt eller de anvendte aluminiumsalter. Således kan jordalkalimetalloxydet eller -oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene, uttrykt som calciumhydroxydekvivalent, og aluminiumsaltet eller -saltene, uttrykt som aluminiumsulfatekvivalent, fortrinnsvis også anvendes i vektforhold av fra 1:2 til 3:1.

Det er gunstig å arbeide ved en pH av minst 7,5.

Som bitumen eller bitumenkvaliteter kan slike med et hvilket som helst ønsket mykningspunkt anvendes. Det foretrekkes imidlertid som bitumen å anvende et bitumen med et mykningspunkt av 45 - 110°C, spesielt 45 - 100°C/og/eller f.eks. et bitumen eller bitumenkvaliteter som er blitt modifisert med én eller flere plaster (compound-biturnen hhv. modifisert bitumen).

Som vannoppløselig aluminiumsalt anvendes fortrinnsvis aluminiumsulfatoctadecahydrat [Al2(SO^)3.18 H20]. Et aluminiumsulfatoctadecahydrat av teknisk kvalitet kan da anvendes med et aluminiuminnhold av ca. 17 vekt%.

Det er gunstig å anvende aluminiumhydroxydgelen i slike mengder, basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter, at dråpene av bitumensmelten fremdeles vil kunne holde seg i form av en stabil dispersjon. I overens-stemmelse hermed er det fordelaktig å anvende aluminiumsaltet eller aluminiumsaltene i en samlet mengde av minst 1,0 vekt%, fortrinnsvis minst 1,5 vekt%, spesielt minst 2, 0 vekt%, uttrykt :som aluminiumsulfatekvivalent, basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter. Det er også gunstig å anvende dette eller disse.i en samlet mengde av høyst 8 vekt%7fortrinnsvis høyst 4 vekt%, uttrykt som aluminiumsulfatekvivalent,. basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter. Det er spesielt foretrukket å anvende dette eller disse i en samlet mengde av 1,0 - 6,5 vekt%, mer spesielt foretrukket i en mengde av 1,0 - 3,5 vekt%, og fremfor alt i en mengde av 1,5 - 3,5 vekt%, uttrykt som aluminiumsulfatekvivalent og basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter.

Det er også fordelaktig å anvende jordalkalimetalloxydet eller -oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene, som calciumhydroxyd, i en mengde av minst 4 vekt%, spesielt minst 10 vekt%, uttrykt som calciumhydroxydekvivalent og basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter. Det er gunstig.å anvende disse i en mengde av høyst 45 vekt%, uttrykt som calciumhydroxydekvivalent og basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter. Det er spesielt foretrukket å anvende dette eller disse i en mengde av 10 - 40 vekt%, mer spesielt fore trukket 16 - 22 vekt%, uttrykt som calciumhydroxydekvivalent og basert på det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter.

Bitumeninnholdet i det vandige bitumenpreparat ifølge oppfinnelsen reguleres fortrinnsvis til minst 35 vekt%. Det er gunstig å regulere det til høyst 65 vekt%, spesielt høyst 60 vekt%.

Det foretrekkes også å regulere det samlede faststoff-innhold (eller,uttrykt på annen måte,det samlede tørrstoff-innhold, idet det i dette begrep foruten innholdet av uorgan-iske materialer også er tatt med innholdet av bitumen) i det foreliggende vandige bitumenpreparat til høyst 70 vekt%.

Det er gunstig å regulere dette til minst 50 vekt%.

Fordelingen av bitumenet eller av bitumenkvalitetene i det vandige medium foretas fortrinnsvis ved en temperatur over bitumenets eller.de anvendte bitumenkvaliteters mykningspunkt ved hjelp av omrøring. Det er i denne forbindelse foretrukket å foreta fordelingen av bitumenet eller de anvendte bitumenkvaliteter i det vandige medium ved en temperatur av minst 50°C, spesielt 50 - 80°C, over mykningspunktet for det anvendte bitumen eller de anvendte bitumenkvaliteter.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte blir fordelingen av bitumenet eller bitumenkvalitetene i det vandige medium utført på den måte at bitumenet som er blitt oppvarmet til en temperatur over dets mykningspunkt, tilsettes til det oppvarmede vandige medium som inneholder aluminiumhydroxydgelen som er blitt fremstilt i dette, under omrøring. Bitumenet blir fortrinnsvis tilsatt til det vandige medium ved en temperatur av minst 60°C, spesielt 60 - 80°C, over mykningspunktet (altså forvarmet til en temperatur av minst 120°C, spesielt 120 - 140°C, dersom mykningspunktet er 60°C). Det foretrekkes dessuten å anvende det vandige medium oppvarmet til en temperatur av 40 - 60°C.

Ved den foreliggende fremgangsmåte kan også en aluminiumhydroxydgel som er blitt nyfremstilt in situ, anvendes i det vandige medium. Ifølge en utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte blir dessuten fordelingen av bitumenet i det vandige medium utført på den måte at aluminiumsaltet eller -saltene fordeles i bitumensmelten og at denne bitumensmelte under omrøring og under tilsetning til jordalkalimetalloxydet eller -oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene av-kjøles i det vandige medium, fortrinnsvis kalkmelk, og spesielt i overskudd.

Det foreliggende aluminiumhydroxydgelholdige, vandige bitumenpreparat utgjør en blanding av et organisk bindemiddel og et uorganisk bindemiddel fra hvilket vanninnholdet fordamper efter påføringen eller efter en annen anvendelse. Bitumenet eller de anvendte bitumenkvaliteter danner et sammenhengende kontinuerlig skikt, og jordalkalimetall-hydroxydet eller -hydroxydene og/eller -oxydet eller -oxydene bindes med carbondioxyd fra luften og omvandles til jord-alkalimetallcarbonat eller -carbonater, hvorved.det taper vann. Det filmlignende skikt som dannes fra bitumenpreparatet ifølge oppfinnelsen, oppviser såvel bitumenkarakter som jordalkalimetalloxyd- eller -hydroxydkarakter og kan derved anvendes innen bygningsindustrien for de forskjelligste formål.

Det er blitt fastslått at den amorfe aluminiumhydroxydgel, spesielt den nyfremstilte aluminiumhydroxydgel, er i stand til varig å absorbere de små bitumendråper som dannes fra bitumensmelten ved omrøring, uten at aluminiumhydroxydgelen derved taper sine gelegenskaper. Den dannede aluminiumhydroxydgel er stabil og kan holde bitumenet i dispergert fordelt tilstand ved omgivelsestemperaturen. Det foreliggende pastalignende bitumenpreparat. kan fortynnes med vann ved omgivelsestemperaturen og kan blandes med aktive bygningsmaterialer og/eller inerte fyllstoffer uten at dette går ut over preparatets stabilitet.

Det foreliggende bitumenpreparat kan ubegrenset blandes med de følgende hyppig anvendte bindemidler: sement, kalk, gips og plastdispersjoner, som polyvinylacetatdispersjoner, polyacrylsyreesterdispersjoner eller gummilatexer.

Det foreliggende bitumenpreparat har efter fortynning med vann inntil et tørrstoffinnhold av 30 vekt% fremdeles en mørtellignende hhv. grøtformig konsistens og er tixotropt. Det kan ubegrenset fortynnes ytterligere med vann, hvorved det holder seg homogent, men efter lengre henstand er det imidlertid gunstig å efterhomogenisere bitumenpreparatet ved omrøring før anvendelsen. Ved en temperatur under 0°C størkner bitumenpreparatet ifølge oppfinnelsen, men ved smelting lar det seg imidlertid reversibelt igjen fremstille.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å anvende det foreliggende bitumenpreparat som binde-, klebe-, isolasjons-og forsterkningsmateriale, spesielt innen bygningsindustrien.

Det foreliggende bitumenpreparat kan således anvendes f.eks. ved fremstilling av kald asfalt og klebe/betong-mørtel, for bunnforsterkningsformål, som eget skikt påført eller innarbeidet i konstruksjonsmaterialer, for isolasjon og også for klebing av forskjellige porøse flater.

Det er f.eks. blitt fastslått ved forsøk at det foreliggende bitumenpreparat-er -anvendbart--for-klebing av "de ^ følgende materialer i en hvilken som helst ønsket kombinasjon: eternit, jernblikk, glass, tre, bitumenholdig tak- hhv. dekkpapp, betong>pussede betongflater, teglsten, fliser, myke.

og hårde skumstoffer, mineralullplater, kork, steingods-plater, glassfiberduk og plastfiberduk.

De filmlignende, sammenhengende skikt som er blitt dannet fra bitumenpreparatet ifølge oppfinnelsen, har et høyere mykningspunkt med 10 - 15°C (målt med et mykningspunkt-måleapparat ifølge Ring og Ball, ifølge DIN 19 95-U4) sammen-lignet med mykningspunktet for skiktene dannet fra utgangsbitumenet. Filmoverflåtenes vanntetthet er utmerket og deres varmebestandighet bedre enn varmebestandigheten for overflater dannet fra utgangsbitumenet, mens mykningspunktet for filmovertrekkene i tørket tilstand dannet fra det foreliggende bitumenpreparat, er høyere enn mykningspunktet for overtrekkene dannet fra utgangsbitumenet, slik;at de først-nevnte ikke vil flyte nedad på loddrette overflater ved mykningspunktet for de sistnevnte overtrekk. På de nydannede filmlignende skikt kan et puss- eller kalkdekkskikt påføres, og begge oppviser god vedheftning.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

3 vektdeler aluminiumsulfatoctadecahydrat ble oppløst i

10 vektdeler vann, og oppløsningen ble oppvarmet til 40 - 45°C, og til denne ble 10 vektdeler calciumhydroxydpulver blandet med 30 vektdeler vann tilsatt. Da de på forhånd fremstilte oppløsninger ble kombinert, ble en gel med kremkonsistens dannet, og det inntraff en oppvarmning til ca. 50 - 60°C.

Med hensikt fikk temperaturen da ikke stige til over ca. 60°C. Derefter ble 47 vektdeler DIN 1995 B 25 bitumen tilsatt som

var blitt oppvarmet til 150 - 160°C. Da de to materialer ble blandet med hverandre, ble omrøring foretatt. Efter 20 min-utters langsom omrøring ble et homogent, sort eller mørke-grått, tixotropt, vandig bitumenpreparat erholdt. Det kunne fortynnes med vann inntil et tørrstoffinnhold av 30 vekt%

uten at det mistet sin tixotrope egenskap og sin bindeevne.

Istedenfor calciumhydroxydpulveret vil også.magnesium--hydroxyd fremstilt fra brent magnesiumoxyd kunne anvendes med like resultater.

Eksempel 2

Kalkmelk med et tørrstoffinnhold av 25 vekt% ble også laget fra lesket kalk. Til 40 vektdeler av den på denne måte fremstilte kalkmelk ble 1,5 vektdeler aluminiumsulfatoctadecahydrat som var oppløst i 10 vektdeler vann, tilsatt under omrøring. Efter at materialet hadde fått geltetthet, ble 48,5 vektdeler smeltet DIN 1995 B 80 bitumen tilblandet under kraftig omrøring. Et sort, homogent bitumenpreparat ble dannet efter ca. 20 minutter.

Eksempel 3

40 vektdeler DIN 1995 B 80 bitumen ble oppvarmet til en temperatur over 100°C, og til bitumensmelten ble 1,5 vekt% aluminiumsulfatoctadecahydrat langsomt tilsatt. Efter at skummingen hadde opphørt, ble denne bitumensmelte under kraftig omrøring tilsatt til 60 vektdeler av på forhånd fremstilt kalkmelk med et tørrstof f innhold av 25 vekt%.. Disper-geringsgraden for bitumenet i det vandige bitumenpreparat

var til å begynne med forholdsvis grov, men efter henstand og

flere gangers omrøring ble den langsomt finere, og et bitumenpreparat med tixotrop egenskap ble erholdt.

Eksempel 4

1 vektdel aluminiumsulfatoctadecahydrat ble oppløst i

10 vektdeler vann ved 40°C, og til denne oppløsning ble

8 vektdeler kalkmelk med et tørrstoffinnhold av 25 vekt% tilsatt. Den dannede aluminiumhydroxydgel som hadde en pH av 10,5, ble innført i en kolloidmølle ved 50°C og i denne blandet med 50 vektdeler DIN 1995 B 80 bitumen ved en temperatur av 120°C. Kolloidmøllen hadde en kapasitet.på 6 t/time, et omdreiningstall av 960 omdreininger/minutt og en spalte-bredde av 0,3 - 0,5 mm. Massen ble homogenisert i kolloid-møllen. Den dannede masse var homogen, tixotrop og sort til mørkegrå.

Eksempel 5-

En kald asfaltblanding med følgende sammensetning ble fremstilt fra bitumenpreparatet fremstilt ifølge eksempel 2:

8 vektdeler kalkstenmel

10 vektdeler sand

15 vektdeler basaltgrus med en stykkstørrelse inntil 5 mm 30 vektdeler basaltgrus med en stykkstørrelse av 5-12 mm

37 vektdeler basaltgrus med en stykkstørrelse av

12 - 20 mm 20 vektdeler av bitumenpreparatet fremstilt ifølge eksempel 2.

Denne blanding herdet efter fortykning og efter tørking i 48 timer og kunne belastes. Ved tilsetning av 5 - 10 vekt% sement og nøyaktig like meget vann ble herdetiden forkortet, og dessuten ble asfaltskiktets fasthet høyere.

Eksempel 6

Bitumenpreparatet fremstilt ifølge eksempel 2.. ble ved påføring i form av et skikt med et spesifikt materialforbruk av 3 - 4 kg/m 2 anvendt for å gjøre på forhånd rensede og støvfrie betong- og teglflater vanntette. Efter at det første skikt var blitt bundet, hvilket tok ca. 6-8 timer, ble det neste skikt påført med det ovennevnte spesifikke materialforbruk. Den således fremstilte isolasjon isolerte mot gulvdamp og -fuktighet og endog mot grunnvann inntil et trykk av 1 atm. Når det var å forvente at flaten ville be-vege seg eller heve seg, var det gunstig å anordne et skikt av glassfiberduk med en maskebredde av 5 mm mellom 2 isola-sjonsskikt.

Claims (10)

1. Vandig bitumenpreparat inneholdende minst ett ved omgivelsestemperaturen plastisk bitumen i et vandig medium, karakterisert ved at det inneholder bitumenet hhv. bitumenkvalitetene fordelt med en aluminiumhydroxydgel i det vandige medium.

2. Bitumenpreparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det som aluminiumhydroxydgel inneholder en slik gel som er blitt fremstilt med et jordalkalimetalloxyd- og/eller -hydroxydoverskudd.

3. Fremgangsmåte ved fremstilling av det vandige bitumenpreparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at én bitumensmelte- fordeles i et vandig medium som inneholder en aluminiumhydroxydgel fremstilt, eventuelt in situ, fra ett eller flere vannoppløselige aluminiumsalter og jordalkalimetalloxyder eller -hydroxyder eller blandinger derav.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at som jordalkalimetalloxyd og/eller -hydroxyd anvendes hhv. medanvendes kalsium-hydroxyd, spesielt i form av lesket kalk, kalkoppslemning eller sekkalk, dessuten magnesiumoxyd og/eller magnesiumhydroxyd .

5. Fremgangsmåte ifølge kav 3 eller 4, karakterisert ved at jordalkalimetalloxydet eller -oxydene og/eller -hydroxydet eller -hydroxydene anvendes i en mengde som er flere ganger større enn den støkiometrisk nødvendige mengde for fremstilling av aluminiumhydroxydgelen, basert på det anvendte aluminiumsalt eller de anvendte aluminiumsalter.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3-5, karakterisert ved at det samlede faststoff-innhold i det vandige bitumenpreparat reguleres til høyst 7 0 vekt%, mens bitumeninnholdet i det vandige bitumenpreparat reguleres til minst 35 vekt%.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3-6, karakterisert ved at bitumenet hhv. bitumenkvalitetene fordeles i det vandige medium ved en temperatur over mykningspunktet for bitumenet eller bitumenkvalitetene ved hjelp av omrøring.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3-7, karakterisert ved at bitumenet hhv. bitumenkvalitetene fordeles i det vandige medium ved en temperatur av minst 50°C over mykningspunktet for det anvendte bitumen hhv. de anvendte bitumenkvaliteter.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 3-8, karakterisert ved at bitumenet hhv. bitumenkvalitetene fordeles i det vandige medium ved at bitumenet eller bitumenkvalitetene som er blitt oppvarmet til en temperatur over mykningspunktet, under omrøring tilsettes til det oppvarmede vandige, medium som inneholder aluminiumhydroxydgelen som er blitt tilberedt i dette.

10. Anvendelse av bitumenpreparatet ifølge krav 1 eller 2 som binde-, klebe-, isolasjons- eller forsterkningsmateriale.