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Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten an Bauwerken aus bituminösen Massen von einem Erweiebungsplmkte von über 700 C (nach Krämer-Sarnow) und mit einem hohen, etwa 50% betragenden Füllstoffgehalt.
Gegenstand des Patentes bildet ein Verfahren zum Verspritzen von bituminösen Massen von einem Erweichungspunkt von über 700 C nach KrÅamer-Sarnow und mit einem hohen, etwa 50% betragenden Füllstoffgehalt. Bekanntlich werden derartige Massen in steigendem Masse in der modernen Bautechnik für die Herstellung von Schutzüberzügen an Bauwerken od. dgl. benutzt. Die wachsenden Anforderungen an derartige Schutzschichten haben in der letzten Zeit zahlreiche Vorschläge für die Zusammensetzung der betreffenden Massen gebracht, ohne dass jedoch gleichzeitig brauchbare Vorschläge zur Aufbringung dieser Massen bekanntgeworden sind.
Die Art der Aufbringung dieser Überzüge bietet nämlich erhebliche Schwierigkeiten, sobald es sich um Massen hoher Konsistenz handelt, was aber stets dann der Fall ist, wenn an die Schutzüberzüge hohe Anforderungen bezüglich Isolation, Festigkeit usw. gestellt werden. So musste insbesondere bisher das Spritzverfahren, welches zweifellos die grössten technischen Vorteile bietet, hiefür ausfallen, und man hat sich statt dessen mit dem Aufstreichen, oder wo angängig, auch Aufgiessen solcher Massen geholfen. Abgesehen davon, dass auch diese Arbeitsweisen nicht für alle gewünschten Massen anwendbar sind, kann auf diese Weise natürlich nicht die gleiche Festigkeit und Gleichmässigkeit der Schutzschichten wie durch ein Spritzverfahren erzielt werden.
Bei Vorschlägen für die Verwendung besonders geeigneter hochschmelzender Bitumenmassen zu diesem Zweck wurde zwar schon der Wunsch geäussert, diese durch Verspritzen aufzutragen, jedoch ist diese Aufgabe bisher noch nicht gelöst worden, da bei der Anwendung der insbesondere aus dem Strassenbau bekannten Maschinen und bei Beachtung der im allgemeinen üblichen Massnahmen zum Verspritzen ähnlicher Stoffe jeder Erfolg durch die Beschaffenheit und die Eigenschaften der hier in Frage kommenden Massen vereitelt wurde.
Es ist zwar an sich bekannt, dass Bitumen, auch solches mit hohem Schmelzpunkt, verspritzt werden kann. Zum Ausspritzen von Bitumen mit niedrigem Schmelzpunkt können wohl normale Pumpen, Flügel-oder auch Kolbenpumpen verwendet werden. Bei Bitumen mit hohem Schmelzpunkt dagegen ist dies bisher jedoch nicht gelungen, da in kurzer Zeit ein völliges Verkleben und Verstopfen der Pumpen und Fördereinrichtungen eintrat. Man ist aus diesem Grunde dazu übergegangen, zum Ausspritzen von Bitumen Pressluft zu verwenden, was für Bitumen mit niedrigem Schmelzpunkt auch ohne weiteres angängig ist. Die Anwendung dieser Arbeitsweise für Bitumen mit hohem Schmelzpunkt bringt dagegen die grosse Gefahr der Eigenentzündung der Massen mit sich.
Solche Bitumen mit hohem Schmelzpunkt müssen unter Umständen, um spritzfähig zu sein, auf 200 bis 220 C erhitzt werden. Diese Temperatur liegt aber für die Mittelole, die notgedrungen im Bitumen enthalten sein müssen, in gefährlicher Höhe. Dazu kommt noch, dass, je höher der Schmelzpunkt des Bitumens liegt, auch um so höher der Druck sein muss, um das Material auszuspritzen. Die
Selbstentzündungsgefahr wird daher sehr gross, wenn für ein Bitumen mit einem Schmelzpunkt von 35 z. B. schon ein Pressluftdruck von 5 bis 6 Atmosphären benötigt wird.
Die bisherigen Spritzverfahren versagen zudem vollständig, wenn es sich darum handelt, Bitumen mit hohem Füllstoffgehalt, wie z. B. Asbestfasern, zu verarbeiten, u. zw. gleichgültig, ob es sich dabei um Weichbitumen oder Hartbitumen handelt. Die bisherigen Versuche, Bitumen mit hohem Füllstoffzusatz mittels Pressluft auszuspritzen, haben auch zu keinem Erfolg geführt. Entweder trat auch hier bald ein völliges Verstopfen der Vorrichtungen ein oder es erfolgte eine Entmischung von
Bitumen und Füllstoff, die auch das Aufbringen solcher Massen im Spritzverfahren unmöglich er- scheinen liessen.
Die Aufgabe des patentgemässen Verfahrens liegt nun darin, diese verschiedenartigen Nachteile bzw. deren Ursachen zu beheben, die bisher das Verspritzen der Massen unmöglich machten. Wie praktische Versuche ergeben haben, sind diese Ursachen einesteils in dem Einfluss der Pressluft bzw. des Sauerstoffes auf Bitumenmassen, ferner in auf das Material wirkenden Druck-und Bewegungs- stössen in den Leitungen und in dadurch verursachten Entmischungserscheinungen bei den Bitumenfüllstoffmassen zu erblicken. Diese Erscheinungen werden nun völlig vermieden, wenn folgende Verfahrensregeln für das Verspritzen der Massen beachtet werden.
In erster Linie ist die Berührung von Pressluft mit der geschmolzenen Masse in den Druck-und
Fördervorrichtungen zu vermeiden. Dies geschieht am zweckmässigsten, indem als druckerzeugendes
Mittel eine geeignete mechanisch wirkende Pumpe Anwendung findet. An Stelle einer solchen Pumpe kann auch Dampf, gegebenenfalls Heissdampf als Druckmittel benutzt werden. Hiedurch wird schon
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einesteils der Einfluss des Sauerstoffes und zudem vor allein die Gefahr der Eigenentzündung der erhitzten Bitumenmassen ausgeschlossen.
Um ferner die Verstopfungs-und Entmischungserseheinungen in den Druck-und Spritzvorrichtungen zu verhindern, werden diese patentgemäss so angeordnet, dass die Leitungen keinerlei sprung-
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heissen Material Druckstösse hervorgerufen werden können. Es wird auf diese Weise erreicht, dass die Massen in einer stetigen gleichmässigen Bewegung befördert werden, bis sie schliesslich an die Spritzdüsen gelangen.
Wenn die Umstände dieses nicht völlig vermeiden lassen sollten, so wird man an Leitungsknicken und ähnlichen Drucksteigerungen verursachenden Stellen der Vorrichtung aus- gleichende Nebenumläufe od. dgl. vorsehen müssen, die dann der Absetzung von festen Teilen entgegenwirken und gleichzeitig auf das Material homogenisierend wirken.
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nochmals einer Entmischung der zu verspritzenden Massen entgegenarbeiten müssen, was durch die Anwendung an sich bekannter Dralldüsen od. dgl. geschehen kann. Ebenso ist es möglich, an der Stelle des Massenaustrittes aus der Düse Druckluft zuzuführen, wie dies bei bekannten Vorrichtungen zur besseren Zerstäubung bereits der Fall ist.
Wenn auch an dieser Stelle zugeführte Pressluft die eingangs geschilderten Nachteile nicht bewirken kann, empfiehlt es sich jedoch zur Erzielung einer hohen Dichte bzw. geringen Porosität der gespritzten Schutzschicht an Stelle von Luft ein neutrales Gas, z. B. Stickstoff, zu verwenden.
Zudem kommt patentgemäss die Anwendung von Stickstoff noch in Betracht, wenn es sieh darum handelt, nach dem vorliegenden Verfahren Bitumenmassen oder Gemische mit hohen Temperaturen und hohen Drucken z. B. unter Tage, in Gruben usw. zu verarbeiten, wo Gase oder schlagend Wetter auftreten können. In solchen Fällen kann man zur Sicherheit dem Bitumen Stickstoff zufügen.
Dies kann so geschehen, dass ein Stickstoffbehälter, der in üblicher Weise ein Reduzierventil aufweist, mit dem Asphalttank in Verbindung gebracht wird. Da Stickstoff schwerer ist als Luft, hält sich derselbe eine geraume Zeit über der Bitumenmasse und sperrt damit den Zutritt von Sauerstoff ab, wobei der Bitumentank selbst nicht abgeschlossen zu sein braucht. Durch das grosse spezifische Gewicht des Stickstoffes ruht derselbe wie ein dünner Nebelschleier auf der Oberfläche des Bitumens. Dadurch wird vor allem erreicht, dass kein Sauerstoff hinzutreten kann und eine Selbstentzündung ausgeschlossen ist. Weiter wird erreicht, dass die Bitumendämpfe, die durch die Erhitzung frei werden, nicht aus dem Bitumenkocher selbst entweichen, die Öldämpfe also dem Bitumen erhalten bleiben.
Es tritt somit keine Destillation ein. Zudem kann ein eventuell in der Nähe auftretender Funke die Bitumenmasse nicht zur Entzündung bringen.
Es hat sich gezeigt, dass bei richtiger Beobachtung der vorstehenden Verfahrensregeln und bei entsprechender Ausgestaltung der benutzten Vorrichtungen es möglich ist, z. B. auch unter den ungünstigsten äusseren Temperaturverhältnissen die hochschmelzenden Bitumenmassen mit Füllstoffzusätzen von 50% und darüber zu vollkommen gleichmässigen festhaftenden Schutzschichten von beliebiger Stärke auf Bauwerke aufzutragen. Dieses Ergebnis bedeutet einen erheblichen technischen Fortschritt, indem es jetzt möglich ist, Massen im Spritzverfahren aufzutragen, die bisher für völlig unverspritzbar gehalten wurden und deshalb oft unter erheblichen Gefahren in heissem Zustande aufgestrichen oder sogar gespachtelt werden mussten, wenn es sieh z. B. um die Anbringung von Schutzschichten an Decken handelte.
Zu solchen Schutzschichten dienen bituminöse Stoffe hoher Konsistenz, d. h. von einem Erweichungspunkt von 700 C und darüber nach Krämer-Sarnow, zu denen viele natür-
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stoffen vermischt sind.