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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung weitgehend porenfreier Zuschläge mit geschlossener Oberfläche für Bau-, insbesondere Strassenunterbodenmaterial, auf der Basis von organischen Abfallstoffen unter Zusatz von anorganischen und/oder organischen Bindemitteln.
Die Herstellung von Zuschlägen, z. B. auf Basis von Natursanden mit anorganischen Bindemitteln, ist bekannt ; allerdings sind hiefür sehr hohe Energien aufzuwenden, um die erforderliche Festigkeit zu erreichen. Darüber hinaus können im Hinblick auf die Weiterverarbeitung dieser Zuschläge zusammen mit Beton nicht beliebige Sande, sondern lediglich solche mit einem Silikatanteil von zumindest 70% verwendet werden. Dieser Umstand ist insbesondere in solchen Gebieten von grossem Nachteil, in welchen die dortigen Sandvorkommen diesen Bedingungen nicht genügen.
Man hat auch schon versucht, Bimssande zu Zuschlägen zu verarbeiten, jedoch besitzen diese Zuschläge eine derart hohe Porosität, dass sie der Baustoffmische, z. B. der Zementmische, derart viel Anmachwasser entziehen, dass solcherart hergestellte Baukörper nicht die erforderliche Festigkeit erlangen. Darüber hinaus begünstigt die Pororität die Aufnahme von Schadstoffen, was gleichfalls die Festigkeit des Baukörpers beeinträchtigt.
Die Herstellung von Baustoffen, wie Hohlblocksteinen, Formsteinen aller Art usw. aus anorganischen Abfallstoffen ist ebenfalls bekannt. Als Rohstoffe dienen vorwiegend poröse Zuschläge aus der Stahlerzeugung, pulverförmige Aschen aus kalorischen Kraftwerken und Müllverbrennungsanlagen, sowie Klärschlammverbrennungsrückstände. In begrenztem Ausmass werden auch organische Abfallstoffe, nämlich Holz, Textilreste und Kunststoffabfälle, verwendet.
Als Nachteil der meist anorganischen Füllstoffe der oben genannten Art hat sich erwiesen, dass sie durch das Vorhandensein einer beträchtlichen Porosität eine mehr oder weniger grosse Wassermenge aufnehmen, so dass sie die Massen, zu denen sie zugesetzt werden sollen, in ihrer Zusammensetzung und Konsistenz stark beeinflussen, wobei dieser Einfluss von Charge zu Charge verschieden sein kann und seine Berücksichtigung daher oft schwer möglich ist. Das Eindringen von Wasser in die Füllstoffe ist auch hinsichtlich der Frostbeständigkeit der entstehenden Massen nachteilig.
Daher wurde bereits vorgeschlagen, körniges bzw. granuliertes Material mit einem Bindemittel zu umhüllen, wie dies aus der DE-AS 2243118 hervorgeht. Gemäss dieser Literaturstelle werden anorganische oder organische Abfallstoffe zerkleinert, mit anorganischen oder organischen Bindemitteln zu Granulaten gebunden und diese anschliessend noch mit Bindemittel ummantelt. Das Verfahren dient ausdrücklich zur Herstellung von ummantelten Zuschlagstoffen für Beton und Betonsteine, es soll ein abgerundetes Granulat mit glatter Oberfläche hergestellt werden.
Als Beispiele für Ausgangsstoffe sind in dieser DE-AS Kunststoffe, Kunstfaserprodukte, Textil-, Holz- und Glasabfälle oder Gummi sowie Kork, Holzmehl, Stroh oder Kalksteintrümmer genannt.
Dagegen ist erfindungsgemäss das Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass Faulschlamm mit einem oder mehreren Bindemitteln aus der Gruppe Zement, insbesondere Portlandzement, ionogene oder nicht ionenaktive Bitumenemulsionen, Heissbitumen, flüssiges Epoxyoder Polyesterharz, Kunststoffdispersionen, wie Styrol-Butadien-Dispersionen oder Acrylharzdispersionen, unter Verdichtung durch Pressen, Strangpressen, Stampfen oder Rütteln gebunden und das Produkt nach eventueller Formgebung zu zylindrischen oder würfeligen Formkörpern auf die gewünschte Korngrösse eingestellt wird.
Durch die Abbindung dieser Faulschlammassen mit einem Bindemittel wird die Oberfläche der resultierenden Körper praktisch versiegelt, so dass auch zersetzliche und faulende Produkte, giftige und/oder wasserlösliche Substanzen verwendet werden können, da durch die Umhüllung alle Zersetzung-un Löslichkeitsvorgänge unterbunden werden. Auf diese Weise können Stoffe, deren Beseitigung häufig problematisch ist, auf einfache und wirtschaftliche Weise in neutrale Zuschläge umgewandelt werden.
Das Verdichten, das zur Erhöhung der mechanischen Stabilität durch Verminderung des Ausmasses der Hohlräume erfolgt, geschieht durch Verpressen, Rütteln, Stampfen oder Strangpressen.
Je nach Pressform können kugelige oder prismatische, insbesondere zylindrische oder würfelige Körper mit gewünschter Grösse hergestellt werden.
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Beispielsweise kann das Gut durch Strangpressen und Zerschneiden des entstehenden Stranges in beliebige Stücke zum fertigen Zuschlag verarbeitet werden. Gegebenenfalls kann auch eine tribomechanische Aktivierung des Materials vor dem Verdichten erfolgen.
Als Kunststoffbindemittel eignen sich in erster Linie Acrylharzdispersionen, flüssiges Polyesterharz, flüssiges Epoxydharz, Styrol-Butadien-Dispersionen oder eine andere Kunststoffdispersion.
Die Bindemittelmenge hängt in erster Linie von der Korngrösse des zu bindenden Materials ab.
Feinkörniges Material, z. B. der durchschnittlichen Korngrösse 0, 125 mm, benötigt durch die hohe spezifische Oberfläche relativ grosse Bindemittelmengen zur Umhüllung der Einzelkörner.
Die Verarbeitungskonsistenz wird so gewählt, dass das mit Bindemittel versetzte Material beim Schütten fällt und nicht zusammenhält ; das entspricht dem Konsistenzbereich K l nach ÖNorm B 4200, 10. Teil. In diesen Fällen erfolgt das erforderliche Verdichten durch Pressen des erdfeuchten Ausgangsmaterials.
Enthält dagegen das Abfallmaterial mehr grobe Bestandteile, z. B. 3 bis 5 mm, vermindert sich die spezifische Oberfläche drastisch, und bei relativ geringem Bindemittelanteil entsteht eine schwach fliessende Konsistenz, entsprechend einem Konsistenzbereich K 4 nach ÖNorm 4200, 10. Teil. Die schwach fliessende Mischung erfordert bei der Verdichtung eine wesentlich geringere Energieanwendung, z. B. durch Rütteln.
Nach ÖNorm B 4200, 10. Teil, unterscheidet man fünf genau definierte und reproduzierbare Konsistenzbereiche. Die Auswahl des Konsistenzbereiches ist vom Grösstkorn der Ausgangsstoffe abhängig. Das Grösstkorn der Ausgangsstoffe bestimmt die erforderliche Bindemittelmenge zur Umhüllung jedes Einzelkorns. Durch die vom Grösstkorn abhängige Bindemittelmenge entsteht eine unterschiedliche Verarbeitungswilligkeit der Materialien. Die Konsistenzklasse bestimmt die Art der erforderlichen Verdichtung. Erdfeuchte und krümelige Konsistenz, entsprechend K 2, wird durch Pressen verformt, K 3 wird entweder gepresst oder gestampft, und die fliessenden Mischungen werden am günstigsten durch Rütteln verdichtet.
Bei den Konsistenzbereichen K 3 kann an der Oberfläche der erzeugten Zuschläge noch Restbindemittel verbleiben, das bei der Lagerung zum Zusammenkleben der Einzelkörner führen könnte. In diesen Fällen werden die Zuschläge mit pulverförmigen Stoffen, wie Hochofenschlackemehl, Flugasche, Kalksteinmehl u. dgl., paniert. Das Pulver bindet das Restbindemittel der Oberfläche, und die Einzelkörner kleben nicht aneinander.
Gewünschte Korngrössenbereiche liegen beispielsweise bei 4/8, 8/16, 16/32, 32/50,50/120 mm.
Die erfindungsgemäss hergestellten Zuschläge dienen als Füllstoffe für Baumaterial. Insbesondere können sie im Strassenbau eingesetzt werden, wo sie eine Erhöhung der Frostsicherheit des Strassenunterbaus bewirken. Die Korngrösse von an Ort und Stelle anfallendem Unterbodenmaterial liegt häufig im "nicht brauchbaren Sieblinienbereich". Dadurch werden die Anforderungen hinsichtlich der Frostsicherheit nicht erfüllt. Mischt man den Böden erfindungsgemäss hergestellte Zuschläge mit grösserem Korn zu, so ist die Frostsicherheit dieser vorerst unbrauchbaren Böden gegeben.
In den folgenden Beispielen wird das Ergebnis der Behandlung der Ausgangsstoffe mit den Bindemitteln nach dem erfindungsgemässen Verfahren beschrieben. Aus den Eigenschaften der hergestellten Zuschläge hinsichtlich der Druckfestigkeit lässt sich erkennen, dass das erfindungsgemässe Verfahren die Verarbeitung von Faulschlamm zu verwertbaren Zuschlägen ermöglicht.
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EMI3.1
<tb>
<tb>
Nr. <SEP> Zuschlag <SEP> Bindemittel <SEP> Konsistenz <SEP> Verdichtung <SEP> Form <SEP> Druckfestigkeit
<tb> ÖMorm <SEP> 4200, <SEP> 10. <SEP> ren <SEP> Zylinder <SEP> N/mm'
<tb> Art <SEP> kg/m'Art
<tb> 1 <SEP> Faulschlamm <SEP> Polyesterharz <SEP> 112 <SEP> K <SEP> 1 <SEP> Marshallverdichtung <SEP> *) <SEP> 010 <SEP> cm <SEP> 38, <SEP> 4 <SEP>
<tb> (Mudden) <SEP> flüssig <SEP> h <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> cm <SEP>
<tb> 2 <SEP> Faulschlamm <SEP> Epoxyharz <SEP> 168 <SEP> K1 <SEP> Marshallverdichtung <SEP> *) <SEP> # <SEP> 10 <SEP> cm <SEP> 68, <SEP> 2 <SEP>
<tb> (madden) <SEP> flüssig <SEP> h <SEP> 6,3 <SEP> cm
<tb>
*) Marshalltestgerät :
Fallgewicht4,55kg
Fallhöhe 46 cm
2 x 50 Schläge