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Verfahren zur Gewinnung von kornabgestuften Gemischen in hohlraumarmer Zusammensetzung für den Strassenunterbau aus
Hochofenschlacke
Als Strassenunterbaustoffe wurden bisher neben gesetzter Packlage aus Naturstein aufbereitete, d. h. gebrochene und gesiebte Naturstein- und Hochofenschlacken-Produkte sowie durch einfaches Absieben erstellte Siebschlacke verwendet ; ferner unsortierte Hochofenschlacke, so wie sie nach dem Abkippen, der Bewässerung und Aufbaggerung ohne Gewähr für die Kornzusammensetzung anfällt. Während die auf- bereitete Schlacke in der Wegebaustoffversorgung weiter eine Rolle spielen wird, genügt die billigere unsortierte Hochofenschlacke den gestellten Forderungen auf die Dauer nicht mehr.
Diese Schlacke ist nicht in genügendem Masse hohlraumarm zu verdichten ; weiter bestehen Schwierigkeiten beim mecha- nisierten Einbau der Schlacke. Es fehlt somit für den Strassenunterbau ein geeigneter Ersatz für die unsor- tierte Hochofenschlacke, die nach Korngrösse und Kornzusammensetzung den gestellten Anforderungen entspricht.
Die Hochofenschlacke fällt bekanntlich bei der Erzeugung von Roheisen als künstliche Gesteins- schmelze an und besteht in der Hauptsache aus Kalk, Magnesia- und Tonerde-Silikaten. Ausserdem enthält die Schlacke weitere Stoffe, vielfach oft nur in Spuren. Je nach Führung der Hochöfen im Hinblick auf die Roheisenerzeugung (Hämatit-, Giesserei-, Stahl-, Thomas-Roheisen) entstehen verschiedene Qualitäten von Schlacken.
Für die Erstellung von Strassenoberbaustoffen kommen bevorzugt nur Schlacken aus der Thomas-Roheisenerzeugung und im geringen Umfang die Schlacken aus der Stahlroheisenerzeugung in Frage, wenn diese langsam abgekühlt und ohne Einfluss von Wasser geblieben sind. Die übrigen Schlacken einschliesslich der in den Giesspfannen teilweise vorerkalteten Schlacke (Schalen) aus der ersten Gruppe verarbeitet man einerseits zu Strassenunterbaustoffen, u. zw. für Material zur Untergrundverbesserung und für die Erstellung von Frostschutzschichten ; anderseits zu Körnungen verschiedenster Art, die unter anderem als Rüttelschotter und zur Verarbeitung in Tragschichten aus bituminöse Mischgut verwendet werden.
Obwohl für alle Baustoffe für den Strassenunterbau keine so hohen Anforderungen gestellt werden wie an das Material für den Strassenoberbau, muss das Material zur Herstellung von Körnungen in Aufbereitungsanlagen, vorher in Giessbetten langsam abkühlen, damit kristallisierte Formen zur Auslieferung kommen. Eine Unterscheidung dieser Gruppen ist bisher bis auf wenige Ausnahmen nicht streng durchgeführt wor- den.
Ausgehend von den Bedingungen, die an Strassenunterbaustoffen in bezug auf Raumgewicht, Wasseraufnahme, Raum-, Frost- und Wetterbeständigkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegen Schlag und Druck gestellt werden, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von kornabgestuften Gemischen in hohlraumarmer Zusammensetzung für den Strassenunterbau aus in bestimmten Zeitabständen in Schlackenbetten lagenweise abgegossener Hochofenschlacke, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die flüssige Schlacke zusammen mit der in den Giesspfannen teilweise vorerkalteten Schlacke (Schalen) in einer Lagenstärke unter 100 mm in das Bett eingefüllt und nach Abkühlung und einem die Oberfläche aufreissenden Bearbeitungs- und nachfolgenden Planierungsvorgang mit Berieselung die weitere Abfüllung, Abkühlung sowie Behandlung der Schlacke,
lagenweise oder in mehreren Lagen zusammen, im Bett fortge- setzt wird.
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Die flüssige Hochofenschlacke wird in ein dafür vorgesehenes Bett so abgegossen, dass sich die Schlackenmenge gleichmässig über den Querschnitt des Giessbettes verteilt und eine Schichtdicke von 80
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100 mm erreicht. Die pfannenund an der Oberfläche abgekühlte Schlacke mit dem Heckaufreisser eines Raupenfahrzeuges in mehre- ren Durchgängen aufgerissen und dabei zum Teil auch gleichzeitig durch die Kettenglieder des Fahrzeu- ges zerkleinert. Nach diesem Arbeitsgang wird die aufgebrochene Schlacke mit Wasser berieselt, wobei die Wassermenge so bemessen wird, dass das zerkleinerte Gut bei der Aufgabe der nächsten Schlacken- schicht durchfeuchtet ist. Auf diese Weise werden mehrere Schichten aufeinander. gegossen.
Vor dem Aufgiessen der nächsten Schicht wird das aufgerissen Feld mit dem Planierschild des Rau- penfahrzeuges geebnet und darauf die nächsten Pfannen wieder mit Deckel und Schalen abgegossen. Die flüssige Schlacke dringt jetzt zum Teil in die Hohlräume zwischen die zerkleinerte Schlacke ein. Die überstehende Schichtdicke beträgt ebenfalls wieder 80 - 100 mm. Durch das Eindringen der flüssigen
Schlacke in die Hohlräume zwischen das vorher zerkleinerte Gut und durch das Abdecken nach oben wird die unter der neuen Schicht liegende, vorher aufgerissene Schlacke getempert. Gleichzeitig werden die feuchten Stücke, die Spannungsrisse aufweisen, durch die Berührung mit der heissen Schlacke gesprengt, wodurch eine Anreicherung des Feinkorngehaltes erzielt wird.
Nach Ablauf der Abkühlungszeit wird die aufgekippte neue Schicht ebenfalls mit der Planierraupe mit Heckaufreisser bearbeitet, wobei durch
Tieferstellung der Zähne des Heckaufreissers beide Schichten erfasst werden. Bei einer Tiefenwirkung der
Zähne des Heckaufreissers von mindestens 80 cm können bei einer jeweiligen Schichtstärke von 80 bis
100 mm bis zu zehn Schichten vom Heckaufreisser durchgearbeitet werden. Bei mehrmaligem Einsatz des Heckaufreissers wird sowohl bei der schichtweisen als auch der gemeinsamenDurcharbeitung aller Schich- ten ein Mahlvorgang ausgelöst, demzufolge die schlagfesten Schichtbestandteile gegenüber den weiche- ren, nicht abriebfesten Bestandteilen die Wirkung von Mahlkörpern ausüben.
Die Folge davon ist nicht nur die Teilung der grösseren Teile im Umfang der bestehenden Spannungsrisse, sondern das gleichzei- tige Zermahlen und Zertrümmern aller weicheren Körper.
Durch die schichtweise Lagerung und die kontinuierliche Arbeitsweise sind alle Schichten weitge- hend aufgelockert. Es ist eine vollkommene Durcharbeitung und lose Lagerung der Schlacke erreicht, so dass die Aufbaggerung bei Schichthöhen, die sonst Schwierigkeiten und aussergewöhnliche Reparaturkosten beioden Baggern verursachten, störungsfrei vor sich gehen kann. Es ist dadurch möglich, grössere Mengen
Schlacken auf kleinerem Raum einzulagern, wenn die Giessfelder im Sinne des Verfahrens gestaltet wer- den.
In Ausübung des beschriebenen Verfahrens hat sich insbesondere beim Einsatz einer besonders geeig- neten Form eines Heckaufteissers gezeigt, dass die einzelnen Schichten, die nach Abkühlung eine rauhe, hautartige Oberfläche und infolge der Oberflächenspannung Spannungsrisse aufweisen, nicht schichtweise dem unterDruck erfolgenden Bearbeitungs-und Planiervorgang unterworfen werden müssen. Das mit dem
Verfahren nach der Erfindung erzielte Ergebnis in bezug auf die Erzeugung eines hochwertigen Kornge- misches wird auch dann erreicht, wenn mehrere Schichten unter Beibehaltung, von Abkühlungspausen zu- nächst übereinander gegossen und danach der Bearbeitungs- und Planiervorgang mit anschliessender Be- rieselungdurchgeführtwird.
Beim nachfolgenden Aufgiessen einer neuen Schicht fliesst die flüssige Schlacke dann in die Hohlräume der gemeinsam zu einem Gesteinskonglomerat mit grossen Oberflächen aufge- rissenen Schlackenschichten. Durch die Aufheizung und Temperaturbeeinflussung bilden sich dann die verschiedenartigsten geometrischen Formen.
Die Einsatz- bzw. Arbeitszeit des als Raupenfahrzeug mit Heckaufreisser zur Verwendung kommen- den Arbeitsgerätes wird dadurch abgekürzt sowie die Abnützung des Gerätes weiter herabgesetzt. Hieraus ergibt sich dann eine wesentliche Abkürzung des Verfahrensablaufes und für die Gewinnung der kornabge- stuften Gemische eine noch grössere Wirtschaftlichkeit.
Gemäss dem Erfindungsvorschlag ist, ohne auf die bisherige Aufbereitung zurückgreifen zu müssen, auf bedeutend einfachere und wirtschaftlichere Weise ein hochwertiges Korngemenge mit einer Korn- zusammensetzung entsprechend der Jahn'schen Forderung, regelbar durch die Wasser-Feinberieselung, zu erhalten.
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