AT400730B - Zubereitung eines bitumenbetons mit drahtstücken - Google Patents

Description

AT 400 730 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zubereitung einer gießbaren heißen Bitumenbetonmischung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beton dieser Art wird häufig zur Verstärkung der Dämme von Wasserläufen sowie für Fahrbahndecken verwendet. Er besteht bekanntlich aus einer Mischung aus Füllmaterial (z.B. Sand, Kalk und/oder Steinstük-ken, z.B. in den Abmessungen von 2 mm bis zu 20 mm) und einem schmelzbaren Bitumen, das in ausgehärtetem Zustand das Füllmaterial bindet. "Bitumen" sei hier als eine hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen mit Restverunreinigungen bestehende Mischung verstanden, wie sie als Rückstände bei der Aufbereitung von Kohle oder Erdöl, z.B. in Form von Pech, Teer oder Asphalt, entsteht.

Das für den vorliegenden Zweck ausgewählte Bitumen ist bei Temperaturen, denen es während des Betriebs ausgesetzt ist und die im allgemeinen unter 40 ”C liegen, genügend hart und bei der Mischungstemperatur genügend flüssig, so daß es beim Mischen mit dem Füllmaterial vermischbar ist und während einer Zeit nach dem Gießen weich bleibt, so daß es verformt und in seiner Endform verdichtet werden kann, in der es aushärten soll. Ein geeigneter Mischungstemperaturbereich liegt zwischen 80 *C und 200 *C. Bei einer Temperatur von weniger als 80’C verbleibt nicht genug freie Zeit zwischen dem Vergießen und dem Verdichten. Bei Temperaturen über 200 *C ist der Prozeß weniger ökonomisch, und die heiße Mischung ist weniger gut zu handhaben. Unter dem im folgenden verwendeten Begriff "gießbare heiße Bitumenbetonmischung'' sei die vorangehend beschriebene Bitumenbetonmischung bei der genannten Mischtemperatur verstanden.

Zur Verstärkung von Bitumenbeton ist es beispielsweise aus US-PS 4.382.988 bekannt, in die Mischung eine Vielzahl von Stahldrahtstücken einzubringen, die sich für eine Verstärkung des Bitumenbetons nach dessen Aushärtung eignen, und diese Stahldrahtstücke in die Mischung einzumischen.

Es sind bereits Stahldrahtelemente zur Verstärkung von Zementbeton auf dem Markt. Diese Stahldrahtelemente liegen in Form von Bündeln vor, die durch ein Bindemittel zusammengehalten werden, das in Wasser zerfällt, wenn es in nassen Zementbeton gemischt wird. Solche Drahtbündel werden in die nasse Zementbetonmischung eingebracht und zerfallen durch die Einwirkung des Wassers in der Mischung und durch die Mischbewegung in einzelne Drahtstücke. Durch weiteres Mischen werden die einzelnen Drahtstücke in der Mischung gleichmäßig verteilt. Durch das Einbringen in Form von Bündeln wird vermieden, daß die einzelnen Drähte zusammenballen, statt gleichmäßig verteilt zu werden. Ein derartiges Mischverfahren und geeignete Bündel sind in US-PS 4.314.853 beschrieben. Bündel dieser Art werden in Massenfertigung hergestellt, wobei eine Anzahl von Drähten gebündelt und durch Aufträgen einer Wasseremulsion des Klebers (der nach dem Trocknen später in dem Zementbeton wieder emulgiert oder zerfällt) zusammengeklebt. Anschließend trocknet man die Bündel in einem Trockenofen und schneidet sie zuletzt quer in kurze Bündelstücke, wie dies in US-PS 4.284.667 beschrieben ist.

Ein bekannter Kleber für diesen Zweck besteht zu etwa 75% aus einer Polyvinylacetat-Dispersion mit einem Weichmacher und zu etwa 25% aus einem wasserlöslichen Kleber, z.B. Polyvinylalkohol oder Ethylenvinylacetat.

Weiters wurde durch die GB-PS 1 184 838 ein Verfahren zur Verstärkung einer Bitumenschicht mittels textiler Fasern oder Fäden vorgeschlagen. Dabei sind die Fasern oder Fäden, die gegebenenfalls in form eines gewebten oder gestrickten Gewebes vorliegen können, mit einer Harzschicht versehen werden, um die Haftung der Fasern an dem Bitumen zu verbessern.

Mit einem solchen Verfahren lassen sich jedoch nur relativ geringe Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften einer aus einem solchen Material hergestellten Belages erzielen.

Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine gute Vermischung der Stahldrahtstücke mit der heißen Bitumenbetonmischung sichergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß der Binder, mit dem die einzelnen Stahldrähte zusammengehalten sind bei der zugabe der Bündel in die heiße Bitumenbetonmischung langsam zerfallen und die einzelnen Drahtstücke nach und nach in der Mischung verteilt werden können, wobei die Bündle von deren Außenseite her zerfallen.

Unter dem Begriff "durch Schmelzen lösbar" wird hier verstanden, daß das Bindemittel bei der Einmischung in die gießbare heiße Bitumenbetonmischung soviel Festigkeit verliert, daß die Bündel von Drahtstücken infolge der Mischbewegung in einzelne Drahtstücke zerfallen, wobei dieser Verlust an Festigkeit dadurch verursacht wird, daß die Substanz ganz oder teilweise aus dem festen in den Schmelzzustand übergeht. Der Verlust an Festigkeit erfolgt nicht notwendigerweise bei einem scharf definierten Schmelzpunkt. Bei Substanzen, die aus verschiedenen Molekülen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten zusammengesetzt, z.B. bei Kunstharzen, erfolgt der Verlust an Festigkeit durch allmähliches Erweichen über einen Erweichungstemperaturbereich. Bei diesen Substanzen wird der Temperaturpegel der Erwei- 2

Claims (2)

1. AT 400 730 B chung hier durch den Erweichungspunkt gemäß dem Ring- und Kugeltest bestimmt. Bei Substanzen mit scharf definiertem Schmelzpunkt erfolgt das "Erweichen" bei der Schmelztemperatur. Dies ist in vorliegendem Zusammenhang unter "Erweichungspunkt " zu verstehen. Es ist ratsam, eine Mischungstemperatur zu wählen, die 30°C bis 50°C über dem Erweichungspunkt des Bindemittels der Bündel liegt. Falls die Mischtemperatur zu hoch über dem Erweichungspunkt liegt, beobachtet man ein zu rasches Schmelzen des Bindemittels, bevor die noch zusammenhängenden Bündel zunächst in der Mischung gleichmäßig verteilt sind. Wenn die Mischungstemperatur hingegen zu wenig über dem Erweichungspunkt liegt, besteht die Gefahr, daß die Bündel nicht vollständig zerfallen. Da die geeignete Mischungstemperatur im Bereich zwischen 80°C und 200°C liegt und ein Erweichungspunkt unter 50°C nicht empfehlenswert ist, damit die Bündel nicht beginnen, aneinander zu kleben, wenn sie der Sonne oder einem warmen Klima ausgesetzt sind, heißt dies, daß der Erweichungspunkt für das Bindemittel im Bereich zwischen 50°C und 170°C liegen sollte. Um als Verstärkung für ausgehärteten Bitumenbeton in Betracht zu kommen, sollten die Stahldrähte eine im wesentlichen längliche Form haben mit einer Dicke von 0,3 - 1,5 mm, einem Längen/Dicken-Verhältnis zwischen 40 und 120 und einer maximalen Länge von 120 mm. Unter "länglich" sei hier verstanden, daß das Drahtstück nicht so gebogen oder gerollt sein sollte, daß keine allgemeine Längenrichtung mehr unterschieden werden kann, in der das Drahtstück seine Verstärkungswirkung entfalten soll. In diesem Zusammenhang sollte die scheinbare Länge des Drahtstücks, d. h. der Abstand zwischen den beiden Enden, nicht kleiner sein als das 0,7-fache der tatsächlichen Länge. Die Dicke des Drahtstücks wird für nichtkreisförmige Querschnitte als der Durchmesser des flächengleichen Kreises berechnet. Ein Bündel enthält dann eine Vielzahl solcher Drahtstücke, vorzugsweise zwischen 5 und 40. Diese Drahtstücke werden durch das Bindemittel zusammengehalten, und zwar nicht notwendigerweise dadurch, daß die Drahtstücke miteinander verklebt sind und das Bindemittel zwischen den Drahtstücken liegt, sondern z. B. auch dadurch, daß das Bindemittel um das Bündel herum in Form einer dichten Hülse oder in Form eines oder mehrerer dichter Ringe oder eines oder mehrerer umlaufender Fäden aufgebracht wird. Das Bündel muß nicht notwendigerweise runden Querschnitt haben, sondern sollte vorzugsweise ein flaches Bündel von Drähten sein, die Seite an Seite miteinander verklebt sind. Derartige Bündel zerfallen während des Mischens leichter. Für die angestrebte zweifache Einsatzmöglichkeit muß das Bindemittel, das durch Schmelzen lösbar ist, auch in dem Wasser von Zementbeton lösbar sein. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man eine Substanz verwendet, die in Wasser vollständig löslich ist, oder eine Zusammensetzung, die nur teilweise löslich ist, so daß der nicht lösliche Teil genügend weich wird und/oder emulgiert, damit die Stahldrahtstük-ke durch die Mischbewegung getrennt werden können. Vorzugsweise wird ein Klebstoff aus Polyacetat verwendet, wie er oben erwähnt wurde. Falls ein Ethylenvinylacetat als wasserlösliche Komponente zugefügt wird, kann der Erweichungspunkt durch Änderung des Verhältnisses Ethylen zu Vinylacetat angepaßt werden. Das Bindemittel kann ein in Wasser lösliches Polymer oder Copolymer sein, vorzugsweise in Form eines herkömmlichen Heißschmelzklebers, der zusätzliche Harze, Wachse, Weichmacher, Stabiiisierer und ggf. Füllstoffe enthält. Geeignet sind solche Heißschmelzkleber, die sich in geschmolzenem Zustand auf Papier oder Karton auftragen lassen und bei Befeuchtung mit Wasser wieder klebrig werden sollen. Solche Kleber sind auf dem Markt erhältlich und beispielsweise in dem Buch von D. L. Bateman, "Hot melt adhesives", 3. Auflage, Noyes Data Corporation beschrieben. Die Bündel von Stahldrahtstücken werden als loser Haufen in die Mischung eingegeben. Sie können zuerst zugegeben und in eine trockene Mischung zugemischt werden, bevor das Bitumen zugegeben wird, und letzteres kann anschließend zugegeben werden. Die Bündel können auch in die heiße Mischung eingegeben werden, die bereits das geschmolzene Bitumen enthält. In allen diesen Fällen werden die Bündel zunächst unter dem Einfluß der Mischbewegung in der Mischung gleichmäßig verteilt. Anschließend, während noch weiter gemischt wird, erweicht und/oder schmilzt das Bindemittel, wodurch die Bündel in die einzelnen Drahtstücke zerfallen, die weiter gemischt und dadurch als separate Drahtstücke gleichmäßig verteilt werden. Patentansprüche 1. Verfahren zur Zubereitung einer gießbaren heißen Bitumenbetonmischung, mit den Verfahrensschritten, daß in eine Mischung für einen derartigen Bitumenbeton zur Verstärkung des Bitumenbetons nach seiner Verfestigung eine Vielzahl von Stahldrahtstücken eingegeben werden, wobei diese Stahldrahtstücke zu deren gleichmäßiger Verteilung in die heiße Bitumenbetonmischung eingemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahldrahtstücke in Form von Bündein solcher Stahldrahtstücke in 3 AT 400 730 B die heiße Bitumenbetonmischung eingebracht werden, wobei die Stahldrahtstücke in den Bündein durch ein Bindemittel zusammengehalten sind, das in Wasser und bei einer unterhalb der Mischtemperatur der Bitumenbetonmischung liegenden Temperatur thermisch lösbar ist, wobei die Bündel während des Mischens der Bitumenbetonmischung zerlegt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungstemperatur der Bitumenbetonmischung im Bereich zwischen 80 *C und 200” C und im Bereich zwischen 30 ”C und 50 ”C über dem Erweichungspunkt des Bindemittels liegt. 4