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Verfahren zur Herstellung von witterungs- und raumbeständigen, bituminösen, zementgebundenen
Makadamstrassendecken.
Die nach den derzeit gebräuchlichen Verfahren hergestellten Beton- und Zementschotterstrassen- decken besitzen mehrere Übelstände, welche die Verwendung von Zement für Strassenbauzwecke erheb- lieh beeinträchtigen. Sie sind in erster Linie nicht staubfrei, zu wenig raumbeständig und nicht frostsicher, so dass bei derartigen Strassendecken eine Reihe von kostspieligen Nacharbeiten erforderlich sind, welche die Wirtschaftlichkeit der Verwendung von Zement in Frage stellen.
Man hat deshalb vorgeschlagen, durch Einmischen von Bitumen eine Verbesserung der physika- lischen Eigenschaften der Zementstrassendecken zu erreichen. So ist ein Verfahren zur Herstellung eines bitumenhaitigen Bindemittels (Bindemittel 10) bekannt, nach welchem Asphalt mit Kalk und Zement. gleichzeitig vermahlen wird ; auf diese Weise kann Asphalt in einer Menge von maximal 3% eingebunden
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Verfahren eine Verbesserung der Eigenschaften der damit hergestellten Strassendecke zu erreichen.
Ein neueres Verfahren bezweckt die Vereinigung von hydraulischen Bindemitteln mit bitumenartigen Bestandteilen durch gegenseitige Vernebelung. Dieses Verfahren, das wohl eine gleichmässige Bindung des Bitumens an den Zement zur Folge hat, ist sehr umständlich und stellt die wirtschaftliche Verwendung des danach erzeugten Spezialzementes in Frage. Der Hauptnachteil dieses bekannten Verfahrens liegt aber darin, dass das Bitumen nur an das hydraulische Bindemittel und nicht auch an die übrigen Zuschlagsstoffe gebunden ist. Die Wasseraufnahmefähigkeit wird hiedurch nur unwesentlich beeinflusst, daher wird auch keine wesentliche Verbesserung der Frostbeständigkeit erreicht.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, trockene Mörtelstoffe mit wässrigen Emulsionen bituminöser Stoffe anstatt mit Wasser anzumachen. Solche wässrige Bitumenemulsionen können nach den verschiedensten Verfahren zur Herstellung von Emulsionen gewonnen werden. Nach dem Verfahren der amerikanischen Patentschrift Nr. 1906276 werden Emulsionen wasserabweisender Stoffe in der Weise erzeugt, dass diese Stoffe in einem organischen Lösungsmittel gelöst und mit Emulgatoren, z. B. emulgierbaren Ölen gemischt werden, so dass sieh beim Zusatz von Wasser eine wässrige Emulsion oder Suspension bildet. Diese wässrigen Emulsionen werden hernach den Mörtelstoffen zugesetzt und die Mischung zu einer mörtelähnlichen Masse verarbeitet.
Diese Arbeitsmethoden haben jedoch sämtlich den Nachteil, dass die emulgierten Stoffe in Be- rührung mit den trockenen Bestandteilen des Mörtels sogleich ausflocken, so dass es nicht gelingt, sie
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Abbindung des Mörtels nicht gewährleistet ist. Es ist schliesslich bekannt, den Mörtel zunächst mit verminderten Wassermengen, die zur völligen Abbindung des Mörtels nicht ausreichen, anzumachen und hernach mit wässrigen Bitumenemulsionen zu vermischen. Hiedurch wird zwar vermieden, dass die Abbindung des Mörtels nicht vollständig erfolgt, andere Nachteile, die mit der Verwendung wässriger Emulsionen verbunden sind, werden jedoch nicht beseitigt.
Abgesehen davon, dass die Herstellung von wässrigen Emulsionen bituminöser Stoffe einen gesonderten komplizierten und nur in besonderen Apparaturen durchführbaren mit Energieaufwand verbundenen Arbeitsgang erheischt, ist die Konzentration solcher Emulsionen an bestimmte Grenzen gebunden. Da mit einer bestimmten Menge bituminöser Stoffe bei der Anwendung von wässrigen Emulsionen eine gegebene Menge Wasser mit eingebracht wird, fehlt es an der Freiheit, die Menge der bituminösen Stoffe beliebig zu bestimmen. Man läuft Gefahr, bei der Einbringung grösserer Mengen von Bitumen durch den miteingebrachten Überschuss an Wasser den Mörtel zu ersäufen.
Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, dass man Zement mit den gesamten oder einem Teil der Zuschlagsstoffe mit den erforderlichen Wassermengen zu einer Mörtelmischung verarbeitet
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bzw. Lösungsmittel verdünnt sind, versetzt, fertigmischt, hernach die Mischung auf die Strasse bringt, ausbreitet und mit der Unterlage verbindet. Die Erfindung gestattet demnach, in technisch einfachster Weise beliebige Mengen bituminöser Stoffe, welche wegen ihrer Konsistenz nicht ohne weiteres mit der Mörtelmasse in Verbindung gebracht werden können, der Masse einzuverleiben.
Das neue Verfahren sichert eine gleichmässige feine Verteilung der bituminösen Stoffe, durch welche allein die Witterungs- beständigkeit und verminderte Wasseraufnahmefähigkeit der Strassendecke gewährleistet wird und verbiirgt gleichzeitig die volle Reaktions-und Erhärtungsfähigkeit der Mörtelstoffe, da der Zusatz der bituminösen Stoffe erst zum fertigen Mörtelgemiseh erfolgt. Es gelingt in dieser Weise, neben der Wasser-
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verbessern. Der Zusatz von Verdünnungs- bzw. Lösungsmitteln hat den Zweck, das Bitumen in einen Zustand überzuführen, in welchen es sich in den nassen Mörtel gut einmischen lässt.
Je nach der Konsistenz der bituminösen Stoffe genügen im allgemeinen beispielsweise 2-25% Schwerbenzin, auf das Gewicht des Bitumens gerechnet, um die erforderliche Verdünnung, allenfalls beim Erwärmen, zu erzielen.
Bituminöse Stoffe, die im Rahmen des vorliegenden Verfahrens beispielsweise Verwendung finden können, sind Natur-oder Kunstasphalte, wie Petrolpech oder auch andere Peche, oder Mischungen solcher Bitumina mit Teeren usw.
Es wurde weiter gefunden, dass die Art des Lösungsmittels einen besonderen Einfluss auf die Wasseraufnahmefähigkeit und vornehmlich die Raumbeständigkeit der Strassendecke ausübt. Leicht I verdunstbare Lösungsmittel beeinflussen die Raumbeständigkeit wenig und bewirken nur eine geringe Erniedrigung der Wasseraufnahme. Mit schwer oder sehr langsam verdunstbaren Lösungsmitteln erreicht man die geringste Wasseraufnahme, gleichzeitig wirken diese Lösungsmittel raumvergrössernd. Je nach den Eigenschaften des Mörtels muss man daher die Auswahl der Lösungsmittel vornehmen. Betonmischungen aus handelsüblichem Portlandzement neigen bekanntlich zum Schwinden und besitzen eine grosse Wasseraufnahme. Für diese Mischungen eignen sich daher sehr langsam verdunstende Lösungsmittel, wie Rohöl, Petroleum, Terpentinölersatz od. dgl. Teeröle, Sehwerbenzin.
Bei Mörteln, die zum Treiben neigen, verwendet man hingegen zweckmässig leicht verdunstbare Lösungsmittel, wie Solventnaphtha, Benzol, Tetralin, Tetrachlorkohlenstoff usw. Für jeden Einzelfall lässt sieh durch geeignete Auswahl oder Kombination das günstigste Lösungsmittel ausfindig machen.
Die fertiggestellte Mischung wird normal aufgetragen und durch Einwalzen oder Stampfen mit der Unterlage verbunden. Man kann auch die Grundmischung, die aus dem zweckmässig in zwei Mischgängen hergestellten Mörtel von Zement-Sand-Splitt-Wasser und den mit nichtwässrigen Lösungsmitteln verdunstenden bituminösen Stoffen besteht, auf eine Schotterschieht auftragen, mit einer zweiten Schotterlage bedecken und durch Einwalzen mit dem Schotter verbinden.
Ausführungsbeispiele : Für eine 6 cm starke Zementstrassendecke werden pro Quadratmeter folgende Materialien gemischt :
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der entsprechenden Menge Wasser versetzt und durch Umsehaufeln, besser in einer Mischtrommel, zu einem gleichmässigen Mörtel angemischt. Hierauf werden 1'8 kg einer 80% igen Bitumenlösung (80 Gew.
Teile Bitumen und 20 Gew.-Teile Rohöl od. dgl.) zugegeben, gegebenenfalls gleichzeitig 75 kg Schotter, worauf die Fertigmischung erfolgt. Die Masse wird hierauf sofort ausgebreitet und eingewalzt bzw. eingestampft.
2. 20 kg Zement, 10'4 kg Sand, 32 Feinsplitt werden, wie unter 1. angegeben, trocken gemischt, mit Wasser versetzt und zum Mörtel verarbeitet. Hierauf erfolgt die Zugabe von 1'2 kg Bitumenlösung (80 Gew.-Teile Bitumen und 20 Gew.-Teile Terpentinölersatz) und 65 kg Schotter, worauf die weitere Verarbeitung wie oben erfolgt.
Diese Ausführungsbeispiele stellen einige der möglichen Zusammensetzungen dar ; entsprechend den klimatischen und örtlichen Verhältnissen sind die angegebenen Werte zu ändern.
Eine so hergestellte, bituminöse Zementstrassendecke vereinigt die Vorzüge der Bitumenstrasse mit denen der üblichen Zementstrasse. Sie erfordert keine Nachbehandlung, ist staubfrei, rutschsicher, frostbeständig und frei von Rissebildungen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von witterungs- und raumbeständigen, bituminösen, zement- gebundenen Makadamstrassendecken, dadurch gekennzeichnet, dass man Zement mit den gesamten oder einem Teil der Zuschlagsstoffe mit den erforderlichen Wassermengen zu einer Mörtelmischung verarbeitet und diese Mörtelmischung mit bituminösen Stoffen, die durch Zusatz nichtwässriger Ver- dünnungs-bzw. Lösungsmittel verdünnt sind, versetzt, fertigmischt, hernach die Mischung auf die
Strasse bringt, ausbreitet und mit der Unterlage verbindet.