AT399342B

AT399342B - Method for improving the flow characteristics of covering materials or covering mixtures, and hard covering

Info

Publication number: AT399342B
Application number: AT243492A
Authority: AT
Inventors: Walter Ing Rehak; Oskar Dr Pacher; Dieter Dipl Ing Doeberl
Original assignee: Boehler Ybbstalwerke
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1995-04-25
Also published as: ATA243492A

Abstract

The invention relates to a method for improving the flow characteristics on application and for increasing the strength in the hardened state of coating materials or mixtures containing metal particles, and hard coatings applied to substrates and containing metal particles, with improved use properties. The invention provides the addition of material which has a metal content of more than 60% by weight and which is removed in grinding and cutting processes, preferably to the extent of from 0.6 to 10% by volume, as metal particles to the covering mixture. It is also possible to achieve thereby improved mechanical and in particular electrical properties, with the coverings having a magnetic or similar shielding effect.

Description

AT 399 342 BAT 399 342 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Fließfähigkeit von Belagstoffen oder Belaggemischen bei deren Aufbringen, welche Belagstoffe oder -gemische Bitumen, Zement oder dgl. als Bindemittel und darüberhinaus auch Metallpartikel enthalten, welche Belagstoffe oder -gemische gegebenenfalls bei der Herstellung erwärmt, mit einer Stärke von mindestens 10 mm, vorzugsweise größer als 25 mm, auf 5 insbesondere vorbereitete Unterlagen aufgebracht, verteilt, gegebenenfalls verdichtet und zu hoher Festigkeit erhärten gelassen werden. Weiters bezieht sich die Erfindung auf einen Hartbeiag, welcher Metallpartikel enthält, vorzugsweise mit einer Dicke von 25 bis 180 mm mit verbesserten Gebrauchseigenschaften, insbesondere hoher spezifischer Druckbelastbarkeit sowie Bruchfestigkeit, Frostbeständigkeit und verbesserter Abriebfestigkeit auf gesäuberte Unterlagen aufgebracht, um Oberflächen mit verbesserter spezifi-io scher Druckfestigkeit und/oder Abrasions- und/oder Aufweichbeständigkeit und dgl. sowie nivellierte ebene glatte und dichte Flächen, gegebenenfalls für eine Aufbringung von weiteren Belägen, zu schaffen.The invention relates to a process for increasing the flowability of coating materials or coating mixtures when they are applied, which coating materials or mixtures contain bitumen, cement or the like. As binders and moreover also metal particles, which coating materials or mixtures may be heated during production, with a starch of at least 10 mm, preferably greater than 25 mm, applied to 5 in particular prepared substrates, distributed, optionally compressed and allowed to harden to high strength. Furthermore, the invention relates to a hard coating which contains metal particles, preferably with a thickness of 25 to 180 mm with improved usage properties, in particular high specific compressive strength as well as breaking strength, frost resistance and improved abrasion resistance applied to cleaned substrates in order to improve surfaces with improved speci-io To create compressive strength and / or resistance to abrasion and / or soaking and the like, as well as leveled, flat, smooth and dense surfaces, if appropriate for the application of further coverings.

Belagstoffe oder Belaggemische werden auf vorbereitete, insbesondere verdichtete oder von losem Material weitgehend gesäuberte Unterlagen aufgebracht, um Oberflächen mit verbesserter spezifischer Druckfestigkeit und/oder Abrasions- und/oder Aufweichbeständigkeit und dgl. sowie nivellierte ebene glatte 75 und dichte Flächen, gegebenenfalls für eine Aufbringung von weiteren Belägen, zu schaffen.Covering materials or covering mixtures are applied to prepared, in particular compacted or largely cleaned from loose materials, in order to provide surfaces with improved specific pressure resistance and / or resistance to abrasion and / or soaking and the like, as well as level, smooth, smooth and dense surfaces, if necessary for the application of other rubbers to create.

Belagstoffe der eingangs genannten Art sollen einerseits einen möglichst hohen FeststoffanteiI zur Ausbildung großer spezifischer Druckbelastbarkeit haben, andererseits einen großen Weichstoff- oder Bindemittelanteil zur Einstellung eines guten Fließvermögens besitzen, um gegebenenfalls unter Druck ein Entstehen hoher Belagdichte bzw. Porenfreiheit und/oder bei druckloser Aufbringung eine weitgehend 20 horizontale Ebenheit des Belages zu erreichen. Es ist bekannt durch Vibration die rheologischen Eigenschaften von Belagstoffen oder Belaggemischen zu verbessern, allerdings treten dabei zumeist unerwünschte Entmischungen der Komponenten auf. Weiters kann durch Zumischen von chemischen Substanzen bei einigen Belagstoffen deren Fließfähigkeit bei der Verarbeitung gesteigert werden, doch können derartige Fließsubstanzen die Umwelt schädigen und/oder die Gebrauchseigenschaften des Belages nach-25 teilig beeinflussen. Einige Belagstoffe werden warm bei hohen Temperaturen aufgetragen, wodurch deren Fließvermögen für eine Vielfalt von Anwendungen in ausreichendem Maße einstellbar ist. Dabei können jedoch insbesondere bei einer der besseren Verteilung dienenden weiteren Temperaturerhöhung schädliche, gegebenenfalls karzinogen wirkende Dämpfe entstehen.Covering materials of the type mentioned at the outset should on the one hand have as high a solids content as possible to form a large specific compressive strength, and on the other hand should have a large proportion of softener or binder to establish good fluidity, so that, if necessary, a high covering density or freedom from pores occurs and / or in the case of unpressurized application to achieve largely 20 horizontal flatness of the covering. It is known to improve the rheological properties of topping materials or topping mixtures by means of vibration, but this usually results in undesired segregation of the components. In addition, the admixture of chemical substances can increase the flowability of some covering materials during processing, but such floating substances can damage the environment and / or adversely affect the usage properties of the covering. Some covering materials are applied warm at high temperatures, which means that their fluidity is sufficiently adjustable for a variety of applications. However, harmful vapors, which may have a carcinogenic effect, can arise, in particular in the case of a further temperature increase which serves for better distribution.

Baustoffe, welche Metallpartikel enthalten zur Herstellung von Schutzraum bauten in Form von Mörtel 30 oder Bausteinen, sind aus der DE-A-38 21 684 bekannt, wobei diese aus 15 -35 % Metallspänen und/oder -granulat, insbesondere aus Eisen und 5-25 % Graphitpulver, zusammengesetzt sind und Röntgen- und Gammastrahlung abschirmen sollen. Weiters ist aus der WO-A-80-1179 bekannt geworden, daß zu erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Verformung und Bruch einem bitumösem Belag Metallfasern, z.B. Stahlfasern, insbesondere mit einer Länge von 15-50 mm und einem Gehalt von 0,1 - 4 Gew.-%, beigemischt werden. 35 Bei Erzeugnissen für das Bauwesen wurde schon vorgeschlagen, aus ökonomischen Gründen Gießereiabfallmaterialien einzusetzen (DE-A-41 08 366), zum Erhalt von Körpern mit hoher Wärmeleitfähigkeit Metallteilchen aus einem Metall mit großer Wärmeleitzahl als Zuschlagstoff beizumischen ( DE-A-32 44 696) und Bodenbelagplatten hoher Biegefestigkeit aus scharfkantigen Eisen- und Stahlteilchen mit Zement als Bindemittel ( AT- B - 177 714) zu fertigen. 40 Allen Belagstoffen oder Belaggemischen ist der Nachteil gemeinsam, daß bei einer zur Auftragung gewünschten oder erforderlichen Einstellung hoher Fließfähigkeit die Gebrauchseigenschaften der Beläge ungünstig beeinflußt werden.Building materials which contain metal particles for the manufacture of shelters in the form of mortar 30 or building blocks are known from DE-A-38 21 684, these consisting of 15 -35% metal chips and / or granules, in particular iron and 5- 25% graphite powder, are composed and should shield X-rays and gamma rays. Furthermore, it has become known from WO-A-80-1179 that, to increase resistance to deformation and breakage of a bituminous covering, metal fibers, e.g. Steel fibers, in particular with a length of 15-50 mm and a content of 0.1-4% by weight, are added. 35 For products for the construction industry it has already been proposed to use foundry waste materials for economic reasons (DE-A-41 08 366), to add metal particles of a metal with a high thermal conductivity as an additive to obtain bodies with high thermal conductivity (DE-A-32 44 696 ) and flooring boards with high flexural strength from sharp-edged iron and steel particles with cement as a binder (AT-B - 177 714). 40 All covering materials or covering mixtures have the disadvantage in common that the use properties of the coverings are adversely affected when a high flowability is required or required for application.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und setzt sich zum Ziel, ein Verfahren zu erstellen, bei welchem obige Nachteile vermieden werden. 45 Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, einen Zusatz zur Erhöhung der Fließfähigkeit von Belagstoffen oder Belaggemischen anzugeben, der auch die Gebrauchseigenschaften der Beläge verbessert.The invention seeks to remedy this and aims to create a method in which the above disadvantages are avoided. 45 Furthermore, it is an object of the invention to provide an additive for increasing the flowability of covering materials or covering mixtures, which also improves the performance properties of the coverings.

Dieses Ziel wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß als Metallpartikel Abtraggut mit einem Metallgehalt von größer als 60 Gew.-%, weiches bei Schleif- und/oder Schneidprozessen gewonnen wird und dessen den Metallgehalt bildende Partikel eine größte Längserstreckung von 2,4 so mm, vorzugsweise 1,2 mm, aufweisen, zugesetzt und im Belaggemisch gleichmäßig verteilt wird.This goal is achieved in a generic method in that as metal particles material to be removed with a metal content of greater than 60% by weight, which is obtained in grinding and / or cutting processes, and whose metal content-forming particles have a greatest longitudinal extension of 2.4 so mm, preferably 1.2 mm, added and evenly distributed in the topping mixture.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß Abtraggut in feiner und gleichmäßiger Verteilung wahrscheinlich durch dessen hohe Benetzbarkeit die Thixotropie von Belagstoffen bei deren Bereitstellung und Aufbringung fördert und nach einer Beruhigungszeit ein Erhärten beschleunigt. Diese überraschende experimentell festgestellte Wirkung ist in ihren Ursachen wissenschaft-55 lieh noch nicht vollkommen geklärt, jedoch sind Ansätze dafür in der lonentheorie gegeben. Mehrwertige Ionen an der Oberfläche von Partikeln wirken günstig im Sinne der Ausbildung von Haftbrücken und können dadurch die Fließfähigkeit erhöhen; einwertige Ionen hingegen wirken fluidophob, also eine Benetzbarkeit be- oder verhindernd, und somit komponentenstabilisierend. Metallische Teilchen bilden an deren Oberflä- 2The advantages achieved with the invention are essentially to be seen in the fact that material to be removed in a fine and uniform distribution probably promotes the thixotropy of coating materials during their provision and application due to its high wettability and accelerates hardening after a settling time. The causes of this surprising experimentally determined effect have not yet been fully clarified, however there are approaches in ion theory for this. Polyvalent ions on the surface of particles have a favorable effect in terms of the formation of adhesive bridges and can thereby increase the flowability; monovalent ions, on the other hand, have a fluidophobic effect, that is, prevent or prevent wettability, and thus stabilize the components. Metallic particles form on their surface

AT 399 342 B chen durchwegs mehrwertige Ionen in zumeist nur wenige Moleküllagen dünnen Wasserfilmen aus. Weil diese Wasserfilme bei einem pH-Wert von größer als 9 leichter verdrängt werden können, kann es auch von Vorteil sein, mit Kalk unter Bildung von Ca(OH)2 das Abtraggut zu behandeln. Dabei ist, um besonders gute Gebrauchseigenschaften des Belages insbesondere hinsichtliche hoher Zähigkeitswerte erreichen zu 5 können wichtig, daß Abtraggut, dessen den Metallgehalt bildenden Partikel eine größte Längserstreckung von 2,4 mm, vorzugsweise von 1,2 mm aufweisen, zugesetzt und im Belaggemisch gleichmäßig verteilt wird. Längere Partikel können, wie gefunden wurde, zu ungünstigen Komabstützungen mit Entmischungen im Millimeterbereich führen.AT 399 342 B consistently produces polyvalent ions in mostly only a few molecular layers in thin water films. Because these water films can be displaced more easily at a pH value greater than 9, it can also be advantageous to treat the material to be removed with lime to form Ca (OH) 2. In order to achieve particularly good usage properties of the covering, in particular with regard to high toughness values, it is important that material to be removed, the particles of which the metal content has a greatest longitudinal extent of 2.4 mm, preferably 1.2 mm, is added and evenly distributed in the covering mixture becomes. Longer particles, as has been found, can lead to unfavorable coma supports with segregation in the millimeter range.

Um beste Fließfähigkeit des Belagmaterials und weiters verbesserte Belaggüte zu erreichen, ist 70 vorteilhaft, wenn Abtraggut in einem Ausmaß von mindestens 0,6 Vol.-% und höchstens 10 Vol.-% dem Belaggemisch zugesetzt wird. Geringere Zusatzmengen zeigen wenig Wirkung auf eine Verbesserung der Fließfähigkeit und ein höherer Anteil an Abtraggut erschwert eine gleichmäßige Verteilung und kann bei einigen Stoffen bzw. Metallkomponenten im Abtraggut das Aussehen des Belages nachteilig darsteilen.In order to achieve the best flowability of the covering material and further improved covering quality, 70 is advantageous if material to be removed is added to the covering mixture to an extent of at least 0.6% by volume and at most 10% by volume. Smaller amounts of additive have little effect on improving the flowability and a higher proportion of material to be removed makes it more difficult to distribute it evenly and can adversely affect the appearance of the coating for some substances or metal components in the material to be removed.

Wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Form, insbesondere im Straßen- und Wegebau, Abtraggut 75 Belaggemischen auf Bitumenbasis mit einem Bitumengehalt von 3,5 bis 8 Gew.-%, welche zu Belägen mit einer Dicke von größer als 25 mm, insbesondere von 40 bis 180 mm verarbeitet werden, zugesetzt wird, können besonders hohe Fließwerte des Belag-Mischgutes bewirkt und letztlich hohe Stabilität und spezifische Belastbarkeit des Belages erreicht werden, wodurch geringere Belagstärken erforderlich und höhere Wirtschaftlichkeit gegeben sind. 20 Sicherheitstechnisch für Elektronikräume, aber auch verarbeitungstechnisch für besonders ebene Beläge kann es günstig sein, wenn zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit von Belaggemischen mit Zement als Bindemittel, welche zu Belägen oder Estrichen verarbeitet werden,metallisches ABtraggut von Schneid-und Schleifprozessen zugesetzt wird. Besonders günstig wirken dabei Beläge mit einer Dicke von 10 bis 120 mm. Es wurde auch beobachtet, daß in Räumen mit derartigen erfindungsgemäßen Belägen darin 25 tätige Menschen sich besonders wohl fühlen , was auf eine Abschirmung von Einflüssen von geopathischen Störzonen schließen läßt. Dies wurde auch zumindest teilweise von Radiästheten nachgewiesen, doch stellt dies einen physikalisch-mathematisch nicht qualifizierbaren Effekt dar.If, according to a further preferred form, in particular in road and path construction, material to be removed 75 topping mixtures based on bitumen with a bitumen content of 3.5 to 8% by weight, which lead to coatings with a thickness of greater than 25 mm, in particular from 40 to 180 mm can be processed, added, particularly high flow values of the base mix can be achieved and ultimately high stability and specific resilience of the base can be achieved, which means that lower base thicknesses are required and greater economy is achieved. 20 In terms of safety technology for electronics rooms, but also in terms of processing technology for particularly flat coverings, it can be beneficial if metallic material to be removed from cutting and grinding processes is added to increase the electrical conductivity of covering mixtures with cement as a binder, which are processed to coverings or screeds. Coverings with a thickness of 10 to 120 mm have a particularly favorable effect. It has also been observed that people working in such coverings according to the invention feel particularly comfortable in them, which suggests that the effects of geopathic interference zones are shielded. This has also been demonstrated, at least in part, by dowsies, but this represents an effect that cannot be qualified physically and mathematically.

Ein hoher Metallgehalt von größer als 60 Gew.-% im Abtraggut ist wichtig, um bei geringen Zusatzmengen schon ausreichend gute Fließfähigkeit des Belagstoffes bzw.- gemisches zu erreichen. 30 Im Sinne einer besonders dichten Hartbelagausbildung mit geringster Porosität und besten mechanischen Eigenschaften hat es sich dabei als notwendig erwiesen, daß die den Metallgehalt bildenden Partikel vom Abtraggut eine größte Längserstreckung von 2,4 mm, vorzugsweise 1,2 mm, aufweisen und in einem Ausmaß von mindestens 0,2 Vol.-% und höchstens 5 Vol.-% des Belaggemisches vorliegen.A high metal content of more than 60% by weight in the material to be removed is important in order to achieve sufficiently good flowability of the covering material or mixture with small additions. 30 In the sense of a particularly dense formation of hard flooring with the lowest porosity and the best mechanical properties, it has been found necessary for the particles forming the metal content to have a maximum longitudinal extension of 2.4 mm, preferably 1.2 mm, and to an extent of at least 0.2% by volume and at most 5% by volume of the topping mixture.

Abtraggut ist, wie gefunden wurde, in Belägen auf Bitumenbasis insbesondere zur Verbesserung einer 35 gleichmäßigen Stoffverteilung bei der Auftragung und zu einer Vermeidung einer Mikrorißbildung sowie einer Erhöhung der Abriebfestigkeit des Belages vorteilhaft, weil dadurch während des Mischvorganges eine besonders gute Fließfähigkeit des Belaggemisches erreicht wird und diese günstigen Fließeigenschaften in einer nachfolgenden Zeitspanne, in weicher zumeist die Verarbeitung erfolgt, erhalten bleiben. Der durch einen Zusatz von Abtraggut erhöhte Anteil an Trockenmaterial kann durch einen geringfügig größeren 40 Bitumenanteil kompensiert werden, wobei die Vergrößerung typischerweise etwa 0,25 bis 0,35 Prozentpunkte beträgt.Removal material, as has been found, is advantageous in bitumen-based coverings, in particular to improve the uniform distribution of material during application and to avoid microcracking and to increase the abrasion resistance of the covering, because this results in a particularly good flowability of the covering mixture during the mixing process and these favorable flow properties are retained in a subsequent period in which processing is mostly carried out. The proportion of dry material increased by the addition of material to be removed can be compensated for by a slightly larger proportion of 40 bitumen, the increase typically being about 0.25 to 0.35 percentage points.

In Fig. 1 sind Laborergebnisse gezeigt, wobei verschiedene im Belaggemisch verwendete bzw. diesem zugesetzte Abtraggutmengen A in Vol.-% dem ermittelten Fließwert F in mm des Gemisches zugeordnet sind. 45 Dabei kann festgestellt werden, daß schon ein geringer Zusatz von ca. 0,25 Vol.-% eine Erhöhung des Fließwertes bewirkt, daß typischerweise ein Anteil von etwa 2 bis 5 Vol.-% die besten Fließwerte erbringt, wonach bei höheren Gehalten von insbesondere über 6 Vol.-% die Fiießeigenschaften wieder jenen entsprechen, die ohne Zumischen von Abtraggut gegeben sind.1 shows laboratory results, with various quantities of material to be removed A in volume% used in or added to the coating mixture being assigned to the determined flow value F in mm of the mixture. 45 It can be stated that even a small addition of approx. 0.25% by volume increases the flow value, that typically a proportion of approximately 2 to 5% by volume yields the best flow values, after which higher contents of in particular over 6% by volume, the flow properties again correspond to those which are given without the addition of material to be removed.

Abtraggut in Belägen mit Zement als Bindemittel ist insbesondere zur Erhöhung der elektrischen so Leitfähigkeit, zum Beispiel von Estrich in Elektronikräumen und dgl., zur magnetischen und dergleichen Abschirmung bevorzugt geeignet. Es werden dabei gleichzeitig eine Homogenisierungs- und Fließfähigkeits-verbesserung bei der Bereitstellung und Auftragung des Belaggemisches, eine Verbesserung der Gebrauchseigenschaften, insbesondere der mechanischen Eigenschaften, und ein Erhalt besonderer elektrischer, magnetischer und strahlungstechnischer Werte des Belages erreicht. 3 55Material to be removed in coverings with cement as a binder is particularly suitable for increasing the electrical conductivity, for example screed in electronics rooms and the like, for magnetic and the like shielding. At the same time, there is an improvement in homogenization and flowability in the provision and application of the topping mixture, an improvement in the use properties, in particular the mechanical properties, and preservation of particular electrical, magnetic and radiation-related values of the topping. 3 55

Claims

AT 399 342 B Claims 1. A process for increasing the flowability of coating materials or coating mixtures when they are applied, which coating materials or mixtures contain bitumen, cement or the like as binders and, in addition, 5 also contain metal particles, which coating materials or mixtures may be heated during manufacture , with a thickness of at least 10 mm, preferably greater than 25 mm, applied, in particular, to prepared substrates, distributed, if necessary compacted and allowed to harden to a higher strength, characterized in that material with a metal content of greater than 60% by weight is removed. %, which is obtained in grinding and / or cutting processes and the particles forming the metal content of which have a greatest longitudinal extent of 2.4 mm, preferably 1.2 mm, are added and distributed evenly in the coating mixture.

2. The method according to claim 1, characterized in that material to be removed to an extent of at least 0.6 vol .-%, preferably 0.8 vol .-%, and at most 10 vol .-%, preferably 5 vol .-%, the 75 topping mixture is added.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that Abtraggut Beiaggemi-rule with a bitumen content of 3.5 to 8 wt .-%, preferably from 4.4 to 5.2 wt .-%, which to cover processed with a thickness of 40 to 180 mm is added. 20th

4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that to remove the electrical conductivity of topping mixtures with cement as a binder, which are processed to coverings or screeds, metallic material to be removed from cutting and grinding processes.

5. hard covering, which contains metal particles, preferably with a thickness of 25 to 180 mm, in particular produced by a method according to one of claims 1 to 3 with improved performance properties, in particular high specific pressure resistance and fracture resistance, frost resistance and improved bitumen-based abrasion resistance with a bitumen content from 3.5 to 8% by weight, preferably from 4.4 to 5.2% by weight, characterized in that the covering material has a content of metal particles with a length of at most 2.4 mm of 0.2 to 5 . 0 vol .-% of material removed from grinding and / or cutting processes.

6. Hartbeiag, which contains metal particles, preferably with a thickness of 10 to 120 mm, in particular produced by a method according to one of claims 1 or 2 or claim 4, with 35 improved performance properties, in particular increased electrical conductivity and shielding effect and improved mechanical properties, with cement as a binder, possibly screeds in EDP or electronic rooms, and possibly those that are exposed to the effects of geopathic fault zones, characterized in that the concrete or screed material has a content of metal particles with a length of at most 2.4 mm of Has 0.2 to 5.0% by volume of 40 material removed from grinding and / or cutting processes. With 1 sheet of drawings 45 50 4 55