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Die Erfindung betrifft eine Isolierung zwischen dem Betonunterbau und dem Belag, insbesondere
Fahrbahnbelag, von Brücken und von Hochbauabdeckungen, z. B. Terrassen unter Verwendung armierter
Bitumenschichten als Isolierschichten unter einer Mischgutschicht als Schutzschicht.
Bisher wurden Isolierungen auf Betonbrücken in erster Linie dadurch vorgenommen, dass auf die
Betontragplatten Bahnen mittels ungefülltem Bitumen üblicher Spezifikation (Bitumen B-25,85/25) aufgeklebt wurden. Der Erweichungspunkt dieser Klebebitumina, die nicht nur als Klebemittel, sondern auch als dichtendes
Medium gedacht waren, betrug üblicherweise 60 bis 90 C. Da Bitumen als Thermoplast keinen echten
Schmelzpunkt hat, sondern einen Erweichungsbereich aufweist, der bereits 60 bis über 1000C unter der
Temperatur des Erweichungspunktes beginnt, sind derartige Isolierschichten zur Aufnahme von Belastungen mit einem spezifischen Flächendruck von etwa 10 kp/cm2, wie sie im Strassenverkehr üblich sind, nicht geeignet.
Man baute daher über diese Bitumen-Isolierschichten einen Zementestrich von 4 bis 5 cm Dicke ein, der zufolge seiner mechanisch starren Eigenschaft mehr oder weniger punktförmige Belastungen über eine grosse Fläche verteilte, den spezifischen Flächendruck auf ein ungefährliches Ausmass reduzierte und zudem die bituminöse
Isolierung einpresste. Dadurch war gewährleistet, dass die auftretenden Raddrücke zu keiner plastischen
Verformung der bituminösen Isolierung führten. Auf diesen Betonestrich schliesslich wurden die endgültigen
Asphaltbeläge eingebaut. In neuerer Zeit wurde die Verwendung von Betonestrichen immer mehr abgelehnt. Es handelt sich nicht nur um rein konstruktive Details, sondern auch darum, dass der Betonestrich an sich den steigenden Verkehrslasten nicht gewachsen war, was insbesondere auf seine Starrheit zurückzuführen ist.
Es bildeten sich Risse, die schliesslich zur völligen Zerstörung der Brückenbeläge führten.
Es ist bereits eine Isolierung bei Ober- und Untergrundbauten aus Beton oder Mauerwerk bekanntgeworden, bei der Metallstreifen vorgesehen sind, die gegenüber dem Untergrund durch eine
Zwischenschicht, die gegebenenfalls ein nichthärtender Kleber oder Pappe sein kann, abgeschirmt sind. Die
Längsseiten der einzelnen Metallstreifen sind dabei durch Umbördelung miteinander verbunden, so dass sich eine im wesentlichen unebene Oberfläche dieser aus Streifen bestehenden Lage ergibt, auf welche eine weitere Schicht eines Klebers-und im Falle der Verwendung für Strassenbrücken-eine Schotterschicht sowie eine Schicht von
Pflastersteinen aufgebracht wird. Die Unebenheiten der Metallschicht führen beim Auftreten nennenswerter
Beanspruchungen, wie z.
B. dem Walzen des Schotters zur raschen Zerstörung derselben. überdies ist das
Aufbringen des Klebers durch die Unebenheiten erschwert. Da bei dieser Ausführung lediglich die miteinander verbundenen Metallstreifen die Abdichtung des Unterbaus gewährleisten sollen, haben sich derartige Isolierungen nicht bewährt, zumal der scharfkantige Schotter zur Durchlöcherung der Metallstreifen führt.
Bekannte gelochte Metallstreifen sind wegen der durch die Durchlöcherung verursachten Unebenheiten, welche bei Belastung zu einer raschen Zerstörung der Streifen führen, gleichfalls nicht dauerhaft.
Es ist auch bekannt, bestimmte Metallfolien auf das Fahrbahnblech von Leichtbrücken aufzuspritzen oder mittels eines bituminösen Klebemittels aufzubringen. Auf Betonbrücken ist es grundsätzlich nicht möglich, Metallfolien direkt auf Beton aufzubringen, da durch dessen Alkalien die Metallfolien in kürzester Zeit zerstört werden.
Für Dacheindeckungen hat man zum Abdecken von Bitumenbahnen Aluminiumschichten vorgeschlagen, die das Altern des Bitumens verhindern sollen. Für den gleichen Zweck hat man auch überzogenes Eisenblech verwendet. Solche Anordnungen sind jedoch als Isolierungen für den Strassen- und Brlickenbau ungeeignet.
Schliesslich ist noch eine feuchtigkeitsisolierende Schicht für Bauteile, insbesondere für nicht unterkellerte Räume bekanntgeworden, bei der auf die Betonunterlage eine in Bitumenschichten gefasste Metallhaut direkt aufgebracht wird. Nach einer Zwischenschicht aus Feinmörtel wird dann der eigentliche Fussbodenbelag aufgebracht.
Brückenisolierungen aus Kunststoff sind bereits bekannt. Es ist dabei zwischen lösungsmittelhaltigen und nicht lösungsmittelhaltigen Kunststoffen zu unterscheiden. Da jedoch für eine gute Isolierwirkung die Porenfreiheit der Isolierschicht massgebend ist und bei lösungsmittelhaltigen Kunststoffilmen beim Abdunstvorgang eine Poren- und Bläschenbildung auftritt, scheiden die lösungsmittelhaltigen Kunststoffe als Beschichtung von Betonoberflächen aus. Es bleiben somit für Beschichtungen von Betonoberflächen nur die lösungsmittelarmen bzw. lösungsmittelfreien Zweikomponentenharze übrig. Die Erhärtung derartiger Materialien beruht auf einer chemischen Umsetzung (Polymerisation) zweier Partner, die durch einen Härter beschleunigt wird. Qualität und Aushärtungszeit werden von der herrschenden Temperatur bestimmt.
Die Verarbeitung darf nur in der Wärme erfolgen, dies bedeutet in der Praxis ein bedenkliches Qualitätsrisiko bzw. eine spürbare Einschränkung der Arbeitszeit. Im einzelnen wird so vorgegangen, dass zunächst auf den gereinigten Beton eine erste Schicht aufgebracht wird, welche die Funktion einer Tiefenkonservierung hat, und darüber wird eine Deckschicht, die noch zusätzlich Quarzsand enthält, aufgebracht.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich nach einiger Zeit auch bei Abdeckung durch eine bituminöse Tragschicht, offenbar durch den Verkehr, die darunterliegende Kunstharzisolierung zum grössten Teil vom Beton gelöst hat.
In Bitumen eingebettetes Roving-Glasgewebe wurde als feuchtigkeitsisolierende Schicht vorgeschlagen ; derartige Isolierungen sind jedoch für den Strassenbau unzureichend.
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Weiters ist es bekannt, Brückenisolierungen mit bituminösem Heissmischgut durchzuführen. Isolierbeläge dieser Art werden aus Heissmischgut hergestellt und maschinell in zirka 1 cm Dicke eingebaut. Der geringe
Hohlraum, der zur Erzielung einer ausreichenden Abdichtung unter 3 Vol.-% liegen muss, wird durch eine nachfolgende Walzverdichtung erzielt. Es ist somit der Grad der Verdichtung und damit die Abdichtungswirkung von der Verdichtungsarbeit, also von der Intensität der Abwalzung, abhängig. In der Praxis werden
Verdichtungen jedoch nur zu zirka 98% erreicht. Darüber hinaus gibt es bei Brückenisolierungen Stellen, an denen eine Walzenverdichtung nur schwer oder überhaupt nicht möglich ist, z. B. bei Zwickeln, Anschlüssen an
Bordsteinen usw. Ebenso ist die Verwendung von Kaltmischgutschichten im allgemeinen bekannt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine ausreichende Isolierung zwischen dem Betonunterbau und dem Belag von Brücken oder sonstigen Hochbauabdeckungen zu schaffen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen den Isolierschichten und der
Mischgutschicht eine Trennschicht aus einer beidseitig bitumenbeschichteten glatten Trennfolie aus tiefziehfähigem Material, insbesondere Aluminium oder Kupfer mit einer Stärke von 0, 15 bis 0, 2 mm, vorgesehen ist, dass die Trennschicht auf die oberste armierte Isolierschicht heiss aufgeschweisst ist und dass auf die
Trennschicht die Schutzschicht, die als Kaltmischgutschicht ausgebildet ist, aufgebracht ist. Die zwischen der
Isolierschicht und der Schutzschicht eingebrachte Trennschicht hat vorzugsweise die Aufgabe zu erfüllen, die
Vermischung des Bitumens der Isolierschicht mit dem Strassenbaubitumen der Schutzschicht zu verhindern.
Es kommt ihr jedoch keine dichtende bzw. abdichtende bzw. feuchtigkeitsisolierende Funktion zu, sondern ihre
Wirkungsweise beruht darauf, dass sie eine druckausgleichende Wirkung hat. Als Trennfolie wird vorzugsweise eine glatte Aluminiumfolie verwendet.
Diese zeigt sowohl gegen genoppte oder geriffelte Aluminiumbahnen als auch gegen normale Glasgewebe-,
Glasvlies- oder Rohpappenbahnen erhebliche Vorteile.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Aluminiumfolie verwendet, deren
Zugfestigkeit 60 bis 75 kg, berechnet auf einen Streifen von 50 mm Breite und deren Tiefziehfähigkeit nach
Erichsen mindestens 7, 5 mm beträgt. Die Dehnung beim Zugfestigkeitsversuch soll am Normalstab mindestens
10% ergeben.
Die Beschichtung der Aluminiumfolie wird in der Regel so vorgenommen, dass die der Isolierschicht zugekehrte Seite eine stärkere Bitumenbeschichtung als die abgekehrte Seite aufweist. Die Verarbeitung der einzelnen Bahnen geschieht durch Aufflämmen im stumpfen Stoss oder in Überlappung bis zu 2 cm.
Die Trennschicht, die die oben angegebene Aufgabe erfüllen soll, ist ihrerseits mit der Isolierschicht, die aus zwei Lagen besteht, durch Heissverschweissung verbunden.
Die Dicke der Isolierschicht beträgt im Mittel 9 mm. Die Aufbringung auf den Untergrund geschieht durch Heissverschweissung im Flämmverfahren. Damit wird eine vollflächige und lückenlose Verklebung gewährleistet.
Als Voraussetzung für die einwandfreie Aufbringung der ersten Isolierbahn ist eine mit einem Bitumenvoranstrich versehene Betonfläche erforderlich. Die Verschmelzung mit dem Untergrund und innerhalb der Bahnen ist so innig, dass ein Eindringen von Wasser unter die Isolierung ausgeschlossen ist.
Um entsprechend grosse Scherkräfte durch Bremsungen auffangen zu können, werden die Isolierbahnen aus einem besonders steifen und elastischen Sonderbitumen hergestellt.
Die Verformbarkeit von Bitumen setzt sich aus einem elastischen und einem plastischen Anteil zusammen.
Als Mass für die Verformbarkeit gilt in der Bitumenchemie die Steifigkeit mit der Dimension (Kraft/Fläche).
Diese Steifigkeit ist eine Funktion sowohl der Temperatur, der Belastungsdauer als auch der Bitumensorte, u. zw. nimmt sie mit geringer werdender Temperatur und kürzerer Belastungdauer zu. Sie sagt jedoch nichts über das Verhältnis von elastischer und plastischer Verformung aus.
Für die gegenständliche Isolierung ist eine möglichst geringe Änderung der Steifigkeit mit der Temperatur und der Belastungsdauer wünschenswert. Sie darf jedoch nicht zu hoch liegen, denn sonst würde der grosse Vorteil der flexiblen Bahnisolierung preisgegeben werden. Weiters soll der elastische Anteil der an sich bis zu einem gewissen Grad wünschenswerten Verformbarkeit möglichst gross sein.
Bei der erfindungsgemässen Brückenisolierung wird dies vorzugsweise durch Verwendung eines Spezialbitumens erreicht. Die durch diese Spezialbitumen gegebenen Vorteile wurden durch eine sachgemässe Füllerung weiter vergrössert, so dass sich folgende Zusammensetzung ergibt : 14 Vol.-% Mineralfüller und 86 Vol.-% Bitumen.
Der Füller weist vorteilhaft eine maximale Korngrösse von 0, 3 mm auf, wobei der Anteil der Teilchen unter
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und unter 0, 09 mm mindestens 88 Gew.-% beträgt.
Tatsächlich konnte bei diesen Isolierbahnen auch der elastische Verformungsanteil wesentlich erhöht werden, obwohl diese bei der Verarbeitung flexibel und schmiegsam sind, so dass Verbindungen, Gully-Einbindungen, Aufzüge, Zwickel usw. einwandfrei und leicht verarbeitet werden können. Auch schwierigste Anschlussstücke werden völlig sicher abgedichtet. Die Haftung der Bahnen auf dem Untergrund ist durch den Schweissvorgang ausserordentlich gut und völlig dicht. Ein Nacharbeiten in irgendeiner Form oder ein
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Nachimprägnieren ist nicht nötig.
Die Armierung dieser Isolierbahnen besteht aus einem vollkommen unverrottbaren und wasserunempfindlichen Glasgewebe aus alkalifreiem Elektroglas. Das Glasgewebe weist ein Flächengewicht von z. B. etwa 160 g/m2 auf. Der Kettfaden des Glasgewebes besteht aus Glasseidengarn aus E-Glas und der Schuss aus Glaswollgarn aus Stapelfasern.
Die Beschichtung der Aluminiumfolie wird ebenfalls mit dem für die Isolierschicht verwendeten Bitumen durchgeführt.
Auf die Trennschicht wird eine Schutzschicht von Kaltmischgut aufgebracht. Durch das Aufbringen des Kaltmischgutes und dessen anschliessendes Abwalzen mit einer mittelschweren Walze von zirka 8 t werden einzelne Splittkörner so weit in die Trennschicht eingepresst, dass eine ausserordentlich gute Haftung des Kaltmischgutes auf der Trennschicht bewirkt wird. Die Menge des Kaltmischgutes beträgt 45 kg/m2. Diese Mengenangabe kann jedoch entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Baustelle zwischen 30 und 60 kg schwanken. Diesen verschiedenen Einbaudicken muss man jedoch im Körnungsaufbau Rechnung tragen, der für geringere Schichtdecken aus einer Körnung 0/5 und für grössere Schichtdicken aus einer Körnung 0/8 oder unter Umständen 0/12 besteht.
Die Besonderheit des Mischgutes liegt darin, dass dessen Mineralkomponente mit einem Körnungsausfall zusammengesetzt ist.
Die Kaltmischgutschicht enthält ausser dem Splitt und Füllermaterial noch ein Bindemittel. Als Bindemittel wird ein Kaltbitumen verwendet, das aus Strassenbaubitumen und einem aromatischen Testbenzin besteht. Die Korngrösse des Splitts ist in Abhängigkeit von der Dicke der Schutzschicht zu wählen. Die Abbindung erfolgt durch die Abdunstung des Lösungsmittels. Es ist daher von Vorteil, nach Aufbringen des Kaltmischgutes das Material 1 bis 2 h liegen zu lassen und erst dann mit einer mittelschweren Walze zu verdichten. Besondere Zusätze zum Kaltbitumen gewährleisten eine einwandfreie Haftung des Bindemittels auch an nassem Gestein und machen das Mischgut auch in frisch verlegtem Zustand regenfest. Die Befahrbarkeit ist sofort nach fertiggestellter Abwalzung gegeben. Die Dicke der Schutzschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 35 mm.
Durch einen relativ hohen Fülleranteil besitzt die Schutzschicht einen hohen Widerstand gegen Scherkräfte. Für den Fall der völligen Abdunstung des Lösungsmittels ergeben sich stabilitätswerte von etwa 500 kg und Fliesswerte von 20/10 mm bei der Marshall-Prüfung.
Dies sind Ergebnisse, die weit über die Forderungen an heissgemischten Bitukies hinausgehen und bereits die untere Grenze von heissgemischten Asphaltfeinbetondecken darstellen.
Nijboer hat für die Steifigkeit eines Belages, der dem bremsenden Verkehr standhalten kann, folgende Beziehung angegeben : Der Steifigkeitsmodul muss gleich sein dem 18fachen Wert der Normalspannung, wobei
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geforderte Mindeststeillgkeit von 180 kg/cm2. Mit dem für die erfindungsgemässe Isolierung vorgesehenen Kaltmischgut wird ein Steifigkeitsmodul von 250 kg/cm2 erreicht.
Der Hohlraum des Minerals nach Verdichtung beträgt zirka 29 Vol.-%, der Hohlraum der Asphaltmischung nach Verdichtung zirka 22 Vol.-%.
Die Kaltmischgutschicht gewinnt ihre Festigkeit mit der laufenden Verdunstung des Lösungsmittels. Von wesentlichem Einfluss auf die Verdunstungsgeschwindigkeit ist in erster Linie die Luftbewegung und erst in zweiter Linie die Temperatur.
Mit der erfolgten Abbindung des Kaltmischgutes kann die gesamte Isolierkombination dem vollen Baustellenverkehr ausgesetzt werden.
Die Heissverschweissung der Trennschicht auf die oberste Isolierschicht erfolgt erfindungsgemäss bei einer Temperatur von 80 bis 2200C über dem Erweichungspunkt der Bitumenkomponente.
Die Verdichtung der Kaltmischgutschicht erfolgt in einem zeitlichen Abstand von vorzugsweise 1 bis 2 h nach dem Aufbringen des Kaltmischgutes mit einer mittelschweren Walze.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt veranschaulicht.
Auf einen Stahlbeton --1-- wird ein Bitumenanstrich --2-- von 0, 25 kg/m2 aufgebracht. Auf den Voranstrich--2--werden durch Heissberschweissung zwei Lagen einer Isolierschicht--3, 3a--mit 8 cm Stoss-und Nahtüberlappung und mit jeweils einer Dicke von 4, 5 mm aufgebracht. Ebenfalls durch
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--3a-- eine Trennschicht --4-- mitTrennschicht --4-- schliesst sich eine Kaltmischgutschicht--5--an, deren Dicke etwa 2, 5 cm beträgt. Auf die Kaltmischgutschicht--5--ist ein Bitukies--6--oder ein Beton mit Bewehrung als endgültiger Fahrbahnbelag aufgebracht.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Trennfolie--4a--der Trennschicht--4--beidseitig mit
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