DE3817064C2

DE3817064C2 - Process for the production of bitumen powder and / or granules and their use

Info

Publication number: DE3817064C2
Application number: DE19883817064
Authority: DE
Inventors: Karl Reinhard Dipl Ing Zeiss
Original assignee: Individual
Current assignee: E 3 D VERMARKTUNGS-GMBH 60313 FRANKFURT DE
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2008-05-20
Also published as: DE3817064A1

Description

Um Asphalt für Fußboden- und Straßenbeläge herzustellen, wurde bisher die bitumöse Masse im heißen Zustand mit den jeweils in Frage kommenden mineralischen Füllstoffen gemischt. Da hierbei das flüssige Bitumen den Füllstoff vollständig umschließt und die Hohlräume zwischen den Füllstoffpartikeln im wesentlichen ausfüllt, ist der Anteil des Bitumens im Asphaltestrich bzw. Straßenbelag verhältnis mäßig hoch. Dies bedingt wiederum eine verhältnismäßig geringe Druckfestigkeit. Ein weiterer Nachteil sind die unangenehmen Arbeitsbedingungen beim Aufbringen von Asphalt oder Bitumen auf Straßen, Böden und Dächer, da in allen Fällen eine heiße, übel riechende Masse verarbeitet werden muß, aus der gesundheitsschädliche Dämpfe entweichen.So far, has been used to produce asphalt for floor and road surfaces the bituminous mass in the hot state with the one in question coming mineral fillers mixed. Because the liquid Bitumen completely encloses the filler and the cavities between the filler particles is essentially the Share of bitumen in the asphalt screed or road surface ratio moderately high. This in turn requires a relatively small amount Compressive strength. Another disadvantage is the uncomfortable Working conditions when applying asphalt or bitumen Roads, floors and roofs, because in all cases a hot, bad smelling mass must be processed from the harmful Vapors escape.

Bei der Herstellung von dünnen Filmen, Membranen und Phasern aus Bitumen-Polypropylen-Mischungen mit überwiegendem Bitumenanteil ist es bekannt, beide Komponenten mit Trockeneis zu kühlen, im gekühlten Zustand die Mischung zu mahlen und dann zu extrudieren, wobei eine gleichmäßige schmelzflüssige Vermischung der Komponenten zustande kommt (Chemical Abstracts 1969, Vol. 71, No. 4, 137 43k).In the manufacture of thin films, membranes and phasers Bitumen-polypropylene mixtures with a predominant bitumen content it is known to cool both components with dry ice, in cooled state to grind the mixture and then extrude it with an even molten mixture of the components comes about (Chemical Abstracts 1969, Vol. 71, No. 4, 137 43k).

Das bekannte Verfahren ist nicht übertragbar auf die Bitumenver arbeitung in der Bauindustrie. Dort wird keine homogene schmelz flüssige Vermischung hergestellt, sondern der Füllstoff bleibt unge schmolzen körnig erhalten. Er hat den überwiegenden Anteil und wird lediglich durch das Bitumen gebunden. Daher wäre auch eine gleichmäßige räumliche Verteilung der Körner beider Komponenten in einer gekühlten Mischung unzweckmäßig, denn bei Gewährleistung der Bindung können oder sollen normalerweise Hohlräume freibleiben. Schließlich müßten enorme Mehrkosten in Kauf genommen werden, um die große Masse der mineralischen Füllstoffe der Bauindustrie zusammen mit dem Bitumen im gekühlten Zustand zu zerkleinern.The known method is not transferable to the bitumen ver work in the construction industry. There will be no homogeneous melting liquid mixture is made, but the filler remains unung melted granularly preserved. He has the majority and will only bound by the bitumen. So that would be one uniform spatial distribution of the grains of both components inappropriate in a cooled mixture, because under warranty The bond can or should normally remain free of voids. Finally, enormous additional costs would have to be accepted in order to large mass of mineral fillers in the construction industry to shred with the bitumen in the cooled state.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches die Verarbeitung von Bitumen und Asphalt in der Bauindustrie erleichtert und die Herstellung von Schichten mit besonders niedrigem Bitumenanteil ermöglicht.The object of the invention is to provide a method which the processing of bitumen and asphalt in the construction industry facilitates and the production of layers with particularly low Bitumen content enabled.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. The above object is achieved by the combination of Process steps specified in claim 1 solved.

Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt zunächst darin, daß sich das granulierte und/oder pulverisierte Bitumen im gekühlten Zu stand leicht und unter angenehmen Arbeitsbedingungen mit Füll stoffen mischen und auf die zu beschichtenden Flächen auftragen läßt. Außerdem lassen sich sehr homogene Mischungen herstellen. Besonders vorteilhaft kann es im Einzelfall sein, daß sich durch Vermischen des Füllstoffes mit körnigem statt flüssigem Bitumen extrem magere und entsprechend harte Gemische herstellen lassen. Die Bitumenpartikel brauchen die Hohlräume zwischen den Füll stoffpartikeln nur zu einem geringen Teil auszufüllen. Beim "Auftauen" bzw. Erhitzen zieht sich das wieder verflüssigte Bitumen infolge Kapillarwirkung in die Spalte und zu den Berüh rungsstellen der Füllstoffpartikel. Während dort sehr kurze und daher feste Brücken zwischen den Füllstoffpartikeln gebildet werden, bleiben die größeren Hohlräume zwischen diesen weit gehend frei. Am Ende sitzt das Bitumen gerade an den für die Verklebung der Füllstoffpartikel wichtigsten Stellen, während im übrigen der größte Teil der Hohlräume zwischen den Füll stoffpartikeln frei bleibt. Auf diese Weise lassen sich Asphalt beläge herstellen, die nur wenige Prozent oder gar weniger als ein Prozent Bitumen enthalten.The advantage of the new process is that: the granulated and / or powdered bitumen in the cooled Zu stood easily and under pleasant working conditions with fill mix fabrics and apply to the surfaces to be coated leaves. In addition, very homogeneous mixtures can be produced. It can be particularly advantageous in individual cases that Mix the filler with granular instead of liquid bitumen extremely lean and accordingly hard mixtures can be produced. The bitumen particles need the voids between the fillings only fill in a small part of the material particles. At the "Thawing" or heating pulls the liquefied again Bitumen due to capillary action in the cracks and to the contact places of the filler particles. While there very short and therefore solid bridges are formed between the filler particles the larger voids between them remain wide going free. In the end, the bitumen is sitting on the one for the Gluing the filler particles main points while most of the voids between the filling fabric particles remains free. This way, asphalt Manufacture coverings that are only a few percent or even less than contain one percent bitumen.

Eine zusätzliche Möglichkeit, den Anteil des Bitumens zu ver ringern, besteht erfindungsgemäß darin, daß dieser zunächst im flüssigen Zustand mit einem hier als Trägerstoff be zeichneten ersten Füllstoff gemischt wird, dessen Partikel vom Bitumen ganz umschlossen werden. Im anschließenden Verfahrens schritt der Abschreckung durch kryogenes Flüssiggas ergeben sich feste Körner, bestehend aus einem durch den Trägerstoff gebil deten Kern und einer durch das Bitumen gebildeten, jetzt harten Oberflächenschicht. Deren Volumen ist kleiner, als wenn das ganze Korn aus gefrorenem Bitumen bestehen würde, kann aber ebenfalls nach dem Mischen mit Füllstoffen als Binder zwischen den angren zenden Füllstoffpartikeln dienen. Es genügt wiederum eine sehr geringe Menge von mit Bitumen überzogenen Trägerstoffpartikeln, die im gekühlten Zustand sehr gleichmäßig mit dem vorgesehenen Füllmaterial gemischt werden. Danach wird die bituminöse Ober flächenschicht auf den Trägerstoffpartikeln aufgetaut oder er hitzt, zieht sich auch wieder teilweise noch weiter in enge Spal te zwischen angrenzenden Füllstoffpartikeln hinein und bildet kleine, kräftige Brücken zwischen den Füllstoffpartikeln unter einander, sowie zwischen diesen und dem Trägerstoff.An additional way of verifying the bitumen content wrestle, according to the invention is that this first in liquid state with a be here as a carrier drawn first filler is mixed, the particles of Bitumen are completely enclosed. In the subsequent procedure step of deterrence by cryogenic liquid gas solid grains, consisting of one formed by the carrier the core and a bit hard, now formed by the bitumen Surface layer. Their volume is smaller than if the whole Grain would consist of frozen bitumen, but can also after mixing with fillers as a binder between the serve filler particles. Again, one is very sufficient small amount of carrier particles coated with bitumen, which in the cooled state are very even with the intended one Filling material can be mixed. After that, the bituminous upper surface layer thawed on the carrier particles or he heats, sometimes pulls even further into narrow spaces te between adjacent filler particles and forms small, strong bridges between the filler particles underneath each other, as well as between them and the carrier.

Wenn im folgenden von Bitumen im granulierten oder pulverisierten Zustand gesprochen wird, so soll darunter auch solches Bitumen verstanden werden, das einen Trägerstoff enthält.If in the following of bitumen in granulated or powdered State is spoken, such bitumen should also be included can be understood that contains a carrier.

Das erhitzte, flüssige Bitumen, dem gegebenenfalls zur Verflüs sigung noch Öl oder ein Lösungsmittel beigemischt sein kann, läßt sich auf einfache Weise bereits dadurch abschrecken und körnig zerkleinern, daß man es in ein Flüssiggas-Bad eingießt. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Bitumen, ausge breitet auf einem Förderband, in ein Flüssiggas-Bad zu führen oder Flüssiggas über das Förderband fließen zu lassen. In allen diesen Fällen führt die Abschreckung des heißen, flüssigen Bitu mens dazu, daß es mehr oder weniger feinkörnig granuliert wird, ohne daß es eines besonderen Zerkleinerungsvorgangs bedürfte. Falls im Einzelfall gewünscht, kann jedoch das gefrorene, kör nige Bitumen durch Malen noch weiter verfeinert werden.The heated, liquid bitumen, which may be used to condense oil or a solvent may still be added, can be easily deterred and Granulate that you can put it in a liquid gas bath pours. Alternatively, there is the possibility of removing the bitumen spreads on a conveyor belt to lead into a liquid gas bath or to let liquid gas flow over the conveyor belt. In all In these cases, the deterrence of the hot, liquid bitit leads that it is granulated more or less fine-grained, without the need for a special shredding process. If desired in individual cases, however, the frozen, grain bitumen can be further refined by painting.

Die Bildung kleiner Bitumen-Partikel kann in einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung auch dadurch erreicht werden, daß das heiße, flüssige Bitumen durch wenigstens eine Strahldüse oder durch ein Schleuderrad zu Tropfen zerstäubt und diese durch Flüs siggas abgeschreckt werden. Hierzu kann man die durch das Zerstäu ben gebildeten Tropfen in das Flüssiggas fallen lassen oder mit ebenfalls zerstäubtem Flüssiggas in Kontakt bringen. Daneben ist eine indirekte Kühlung möglich, indem das Bitumen in einer Kühl kammer zerstäubt wird, deren Wände und/oder gasförmige Atmos phäre durch Flüssiggas auf niedriger Temperatur gehalten werden. Aus Kostengründen bietet es sich an, flüssigen Stickstoff als kryogenes Flüssiggas zu verwenden.The formation of small bitumen particles can be modified Embodiment of the invention can also be achieved in that the hot, liquid bitumen through at least one jet nozzle or atomized into drops by a centrifugal wheel and these through rivers siggas can be quenched. You can do this by atomizing drop ben formed drops in the liquid gas or with also bring atomized liquid gas into contact. Is next to it Indirect cooling is possible by cooling the bitumen in a chamber is atomized, the walls and / or gaseous atmosphere be kept at a low temperature by LPG. For cost reasons, it is advisable to use liquid nitrogen to use cryogenic liquid gas.

Die Weiterverarbeitung des körnigen bzw. pulverigen Bitumens richtet sich nach den jeweiligen Anwendungszwecken. Das Material läßt sich z. B. in Kühlbehältern zu Baustellen fahren, dort mit Füll- und Zuschlagstoffen in sehr gleichmäßiger Verteilung mischen und beispielsweise auf einem Fußboden als Estrich aus breiten. Es leuchtet unmittelbar ein, daß dabei der Umgang mit dem körnigen Material wesentlich angenehmer ist als mit heißem, flüssigen Bitumen bzw. Asphalt.The further processing of the granular or powdery bitumen depends on the respective application purposes. The material can z. B. drive in cooling containers to construction sites, there with fillers and additives in a very even distribution mix and, for example, on a floor as screed broad. It is immediately obvious that dealing with the granular material is much more pleasant than with hot, liquid bitumen or asphalt.

Alternativ kann das körnige Bitumen auch bereits im Werk mit Füll- und Zuschlagstoffen vermischt und die Mischung an die Bau stellen gefahren werden. Welches Verfahren im Einzelfall ange wendet wird, hängt auch von dem zum Einsatz kommenden Bitumen ab. Höhersiedendes Bitumen läßt sich länger bei Umgebungstempera turen als Pulver halten und in pulveriger Form zusammen mit Füll- und Zuschlagstoffen auf eine zu beschichtende Fläche auftragen. Andererseits kann es sich danach empfehlen, durch kurzzeitige Erwärmung mit z. B. einer heißen Platte oder Walze oder auch durch Mikrowellenbestrahlung, das Bitumen schneller bzw. über haupt erst auf diejenige Temperatur zu bringen, bei welcher die vorgesehene Bindung der Füllstoffe eintritt. Es sei aber an dieser Stelle angemerkt, daß man in der Praxis in vielen Fällen ohne eine solche nachträgliche Erwärmung der auf eine Fläche aufgetragenen pulverigen oder körnigen Mischung auskommt, da das Bitumen so ausgewählt und eingestellt werden kann, daß es einer seits bei Umgebungstemperatur ausreichend klebrig und fließ fähig wird, um die Füllstoffpartikel miteinander zu verkleben, andererseits mit derer zunehmender Benetzung und Verteilung in den Spalten des Materials sowie durch die Aufnahme von Staub auch zunehmend verfestigt wird. Die Kontaktierung zwischen Bitumen und Füllstoff kann in schwierigen Fällen dadurch erleichtert werden, daß letzterer vor dem Mischen mit dem körnigen oder pulverigen Bitumen mit Alkohol oder einem anderen Benetzungshilfsmittel be feuchtet wird. Alternatively, the granular bitumen can also be used in the factory Fillers and aggregates mixed and the mixture to the construction places are driven. Which procedure in the individual case used also depends on the bitumen used from. Higher-boiling bitumen can last longer at ambient temperatures hold as powder and in powder form together with filling and add aggregates to a surface to be coated. On the other hand, it can be recommended afterwards by short-term Heating with z. B. a hot plate or roller or by microwave radiation, the bitumen faster or above to bring to the temperature at which the intended binding of the fillers occurs. But it is on this point noted that in practice in many cases without such subsequent heating of the surface applied powdery or granular mixture, because the Bitumen can be selected and adjusted so that it is one sufficiently sticky and flowing at ambient temperature is able to stick the filler particles together, on the other hand with the increasing wetting and distribution in the cracks in the material as well as through the absorption of dust as well is increasingly solidified. The contact between bitumen and In difficult cases, filler can be relieved by that the latter before mixing with the granular or powdery Bitumen with alcohol or another wetting aid is moistened.

Ein weiteres für den praktischen Einsatz bevorzugtes Auftrags verfahren sieht vor, daß das gekühlte, körnige bzw. pulverige Bitumen mit oder ohne Füllstoffe über eine Sprühpistole auf eine zu beschichtende Fläche aufgetragen wird, wobei die Sprüh pistole eine Heizeinrichtung aufweist oder mit Heißluft betrie ben wird, so daß das Bitumen nur kurzzeitig und unmittelbar beim Auftragen in ausreichendem Maße erwärmt wird, um die vorgesehene Bindungswirkung zu entfalten.Another order preferred for practical use process provides that the cooled, granular or powdery Bitumen with or without fillers using a spray gun a surface to be coated is applied, the spray pistol has a heater or operated with hot air ben, so that the bitumen only briefly and immediately at Application is heated to the intended extent Develop binding effect.

Außer den oben bereits erwähnten Anwendungen eignet sich das neue Verfahren auch zur Verfestigung von Schotterbetten z. B. beim Gleis- und Wegebau. Hierbei werden die Schottersteine durch das im körnigen Zustand mit dem Schotter gemischte Bitumen verklebt, während die inneren Hohlräume und die Wasserdurch lässigkeit des Schotters praktisch unverändert erhalten bleiben. Die miteinander in Verbindung stehenden,verhältnismäßig großen Hohlräume in einem Schotterbett bieten sogar die Möglichkeit, daß das pulverige oder körnige Bitumen nachträglich in ein be reits bestehendes Schotterbett eingebracht wird und dann nach Erwärmung auf die Umgebungstemperatur oder durch zusätzliche Erwärmung z. B. mittels Heißluft oder Mikrowelle, verflüssigt wird und die Schottersteine miteinander verklebt.In addition to the applications mentioned above, this is also suitable new methods also for the consolidation of ballast beds z. B. track and path construction. Here the gravel stones due to the bitumen mixed in granular form with the gravel glued while the inner cavities and the water through the gravel's ability to remain practically unchanged. The related, relatively large Cavities in a ballast bed even offer the possibility that the powdery or granular bitumen be subsequently in a existing gravel bed is introduced and then after Warming to ambient temperature or by additional Warming z. B. liquefied by means of hot air or microwave is and the gravel stones glued together.

Claims

1. A process for the production of bitumen powder and / or granules by cooling the liquid bitumen, characterized in that the liquid bitumen is quenched by contacting it with the cold of a cryogenic liquid gas and granulated and / or pulverized.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid bitumen introduced into a cryogenic liquid gas bath becomes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid bitumen on a conveyor belt through the cryogenic Liquid gas is quenched.

4. The method according to claim 3, characterized in that the Conveyor belt is passed through the liquid gas bath.

5. The method according to claim 2, characterized in that the liquid bitumen in drops in the cryogenic liquid bath is initiated.

6. The method according to claim 1, characterized in that as cryogenic liquid gas liquid nitrogen is used.

7. The method according to claim 1, characterized in that the liquid bitumen before deterrence is a carrier is added.

8. Use of the bitumen powder and / or granules after one of claims 1 to 7, for the production of asphalt, thereby characterized in that the bitumen powder and / or granules mixed with at least one filler at room temperature becomes.

9. Use according to claim 8, characterized in that the Bitumen content of asphalt less than 5%, preferably less than 1%.

10. Use of the bitumen powder and / or granules according to claim 1 or 7 to form a layer of bitumen, thereby characterized in that the bitumen is spread over an area, the bitumen being heated during or after spreading becomes.

11. Use according to claim 10, characterized in that as Bulk filler serves.

12. Use of the bitumen powder and / or granules according to claim 1 or 7 for solidifying ballast beds by filling the ballast beds with it.

13. Use according to claim 12, characterized in that heating the ballast bed during or after backfilling this is done.

14. Use of the bitumen powder and / or granules according to claim 7 for making screed.