<Desc/Clms Page number 1>
VERVAARDIGING VAN BITUMINEUS BETON VERSTERKT MET STAALDRAADSNIPPERS De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een stortbaar warm mengsel bitumineus beton.
Zulk beton wordt vaak gebruikt voor het versterken van oevers en voor wegdekverharding. Zoals bekend, bevat zulk beton een mengsel vulmateriaal (zoals zand, kalk, en/of steenslag, bijvoorbeeld met dimensie van 2 tot 20 mm) en een smeltbaar bitumen dat, in gestolde toestand, het vulmateriaal samen- houdt. "Bitumen" is hier te verstaan als een mengsel van hoofdzakelijk koolwaterstoffen, met restonzuiverheden, zoals verkregen als residus van de steenkool- of petroleumraffinage, zoals pik of teer of asfalt.
Het bitumen wordt zodanig gekozen, dat het hard genoeg is bij de temperaturen waarbij het bij gebruik blootgesteld wordt, in het algemeen een temperatuur onder 40oC, en dat het ook voldoende vloeibaar is bij de mengtemperatuur om mengbaar te zijn met het vulmateriaal gedurende het mengen, en dat het voldoende week blijft na het uitstorten voor de nodige tijd om het nog te vervormen of te compacteren tot de gewenste vorm waarin het zal stollen. Een geschikte mengtemperatuur ligt in het gebied van 800C tot 200 C. Onder 800C blijft er te weinig tijd over tussen het storten en het compacteren, en boven 2000C is de werkwijze minder economisch en minder praktisch qua behandeling van het warm mengsel. Een mengsel van zulk bitumineus beton op zulke temperatuur, wordt hierna bedoeld met een "stortbaar warm mengsel van bitumineus beton".
Het is bekend, bijvoorbeeld uit het U. S. octrooi nr.
4. 382. 988, van, teneinde het bitumineus beton te versterken, in het mengsel een menigvuldigheid van staaldraadsnippers in te brengen, die geschikt zijn om zulk bitumineus beton na verharding te versterken, om van die staaldraadsnippers in het mengsel in te mengen.
<Desc/Clms Page number 2>
Er zijn reeds staaldraadelementen op de markt, geschikt voor het versterken van beton op basis van cement, en in de vorm van bundels van zulke staaldraadsnippers die tot genoemde bundels samengehouden worden door een kleefstof die geschikt is om te desintegreren door water wanneer het in een nat cementbeton wordt ingemengd. Zulke draadbundels worden aldus in het natte mengsel ingebracht, ze vallen uiteen tot individuele draadsnippers, door inwerking van het water en van de mengbeweging, en, door het verder mengen, geraken de afzonderlijke staaldraadsnippers gelijkmatig verdeeld in het mengsel.
Dank zij het inbrengen in de vorm van bundels, wordt vermeden dat de individuele draadsnippers zieh bij het mengen gaan samenballen in plaats van zieh gelijkmatig te verdelen. Zulke mengmethode en daarvoor geschikte bundel werd beschreven in het U. S.-octrooi nr. 4. 314. 853. Zulke bundels worden nu in massaproductie vervaardigd door een methode waarbij een aantal draden gebundeld worden en dan samengekleefd door aanbrengen van een waterige emulsie van het kleefmiddel (dat na dragen weer in het cementbeton zal kunnen reëmulgeren of oplossen) en dan worden de bundels in een droogoven gedroogd, en tenslotte transversaal in stukken gesneden, zoals beschreven in het U. S. octrooi nr. 4. 284. 667.
Een gekende kleefstof hiervoor bevat voor 75 % een waterige dispersie polyvinyl-acetaat met een weekmaker en voor ongeveer 25 % een in water oplosbare kleefstof zoals polyvinylalcohol of ethyleen-vinyl acetaat.
Bij het aanpassen van deze draadsnipperbundelmethode voor toepassing in bitumineus beton, werd echter ontdekt dat dezelfde draadbundels die op de markt waren voor gebruik in cementbeton, onmiddellijk bruikbaar zijn in bitumineus beton, ondanks het feit dat een mengsel van dit beton geen water bevat. Dit is omdat de kleefstof die de draadsnippers samenhoudt, is, of kan zodanig aangepast zijn dat het bij de
<Desc/Clms Page number 3>
mengtemperatuur van het bitumineus beton smelt, en ervoor zorgt dat de bundels uiteenvallen. Wanneer aldus aangepaste draadsnipperbundels gekozen worden voor bitumineus beton, dan is het niet nodig om een afzondelijke voorraad te houden voor cementbeton enerzijds en bitumineus beton anderzijds.
De uitvinding is bijgevolg gekenmerkt door het feit dat de staaldraadsnippers in een mengsel voor zulk bitumineus beton ingebracht worden in de vorm van bundels van dergelijke staaldraadsnippers die tot genoemde bundels worden samengehouden door een kleefstof die geschikt is om te desintegreren door water wanneer ingemengd in een nat beton op basis van cement, waarbij genoemde bundels ook geschikt zijn om uiteen te vallen door smelten wanneer ingemengd in genoemd warm mengsel bitumineus beton, en dat genoemde bundels, gedurende het mengen van genoemd bitumineus mengsel, tot uiteenvallen gebracht worden.
Door "geschikt om uiteen te vallen door smelten" wordt hier bedoeld, dat de kleefstof, bij het inmengen in het warm stortbaar mengsel bitumineus beton, genoeg aan vastheid verliest om de bundels onder de mengbeweging te laten uiteenvallen tot individuele draadsnippers, waarbij dit verlies aan vastheid veroorzaakt wordt doordat de kleefstof geheel of gedeeltelijk van de vaste naar de vloeibare toestand overgaat. Dit verlies aan vastheid treedt niet noodzakelijker op bij een scherp bepaald smeltpunt. Bij stoffen die verschillende molecules bevatten met verschillende smeltpunten, zoals bijvoorbeeld kunstharsen, gebeurt dit verlies aan vastheid door geleidelijk week worden doorheen een weekwordings-temperatuurgebied.
Voor die stoffen wordt het niveau van weekwording gedefinieerd door het verwekingspunt volgens de Ring & Ball test.
En voor de stoffen met scherp bepaald smeltpunt gebeurt het "verweken" bij de smelttemperatuur. Dit wordt hier bedoeld met "verwekingspunt".
<Desc/Clms Page number 4>
Bij voorkeur wordt een mengtemperatuur gebruikt die in een gebied ligt tussen 30 en 50 graden Celsius boven het verwekingspunt van de kleefstof der bundels. Indien de mengtemperatuur te hoog boven dat verwekingspunt ligt, dan kan men vaststellen dat de kleefstof te vlug smelt voordat de nog aan elkaar houdende bundels eerst gelijkmatig verdeeld zijn in het mengsel, en wanneer de mengtemperatuur te dicht boven dat verwekingspunt ligt, dan is er gevaar dat de bundels niet volledig uit elkaar vallen.
Daar de geschikte mengtemperatuur in het gebied ligt tussen 800C en 200 C, en daar een verwekingspunt onder 500C ongewenst is, teneinde te vermijden dat de bundels beginnen aan elkaar te kleven wanneer ze aan de zon of aan warme klimaatsomstandigheden blootgesteld worden, dan betekent dit dat het verwekingspunt voor de kleefstof in het gebied ligt tussen 500C en 1700C.
Om in aanmerking te komen voor het versterken van het bitumineus beton na verharding, moeten de staaldraadsnippers een hoofdzakelijk langwerpige vorm hebben, met een dikte van 0, 3 tot 1, 5 mm, een lengte/dikteverhouding tussen 40 en 120 en een maximale lengte van 120 mm. Door"langwerpig"wordt bedoeld, dat het draadstuk-niet zo gebogen of gekruld is, dat het niet meer mogelijk zou zijn om een lengterichting te onderscheiden, waarin de draadsnipper zijn versterkende werking moet uitoefenen. Aldus moet de schijnbare lengte van de draadsnipper, d. w. z. de afstand tussen de uiteinden, niet kleiner zijn dan 0, 7 maal de lengte, gemeten langs de draadsnipper. De dikte van de draadsnipper, voor niet-ronde doorsneden, is gelijk aan de diameter van de cirkel die dezelfde transversale doorsnede heeft.
<Desc/Clms Page number 5>
Een bundel bevat dan een aantal dergelijke draadsnippers, bijvoorbeeld tussen 5 en 40. Deze draadsnippers zijn dan samengehouden door het bindmiddel, niet noodzakelijk doordat de draadsnippers aan elkaar gekleefd zijn waarbij het bindmiddel zieh tussen de draadsnippers bevindt, maar ook bv. doordat het bindmiddel zieh rond de bundel bevindt in de vorm van een min of meer rond de bundel spannende mouw, of een of meer rond de bundel spannende ringen. De bundel moet niet noodzakelijk een bundel zijn met ronde doorsnede, maar zal bij voorkeur een platte bundel zijn van draden die zij aan zij aan elkaar gekleefd zijn. Aldus zijn de draadsnippers dan ook gemakkelijker scheidbaar bij het mengen.
Voor de beoogde dubbele gebruiksmogelijkheid moet de kleefstof, die desintegreerbaar is door smelten, ook desintegreerbaar zijn in het water van cementbeton. Dit kan verkregen worden door een stof te gebruiken die volledig oplosbaar is in water, maar ook door'een samenstelling te gebruiken die slechts partieel oplosbaar is, zodanig dat het niet oplosbare deel voldoende week wordt en/of emulgeert teneinde de draadsnippers van elkaar te kunnen scheiden door de mengbeweging.
Bij voorkeur wordt een kleefstof gebruikt op basis van polyvinylacetat, zoals hierboven vermeld. Wanneer een ethyleen-vinylacetaat als wateroplosbare component wordt bijgevoegd als wateroplosbaar component, dan kan het verwekingspunt ingesteld worden door inwerking op de verhouding ethyleen/vinylacetaat.
De kleefstof kan een in water oplosbaar polymeer of copolymeer zijn, bij voorkeur in de vorm van een gebruikelijke smeltlijm die nog harsen, wassen, weekmakers, stabilisatoren en vulstoffen bevat. Geschikte smeltlijmen zijn deze die gebruikt worden voor het aanbrengen in warmte toestand op papier of karton, en die nadien door bevochtiging weer
<Desc/Clms Page number 6>
kleverig worden, zoals verkrijgbaar op de markt, en bijvoorbeeld beschreven in het boek van D. L. BATEMAN,"Hot melt adhesives", Third Edition, Noyes Data Corporation.
De bundels staaldraadsnippers worden in een massa in het mengsel ingestort. Zij kunnen eerst in een droog mengsel toegevoegd worden, voordat het bitumen wordt bijgevoegd. De bundels kunnen ook aan het warme mengsel toegevoegd worden, dat reeds het gesmolten bitumen bevat. In beide gevallen zullen de bundels zelf zieh eerst gelijkmatig in het mengsel verdelen onder de mengbeweging. En nadien, maar steeds gedurende het verder mengen, zal de kleefstof week worden en/of smelten, waardoor de bundels openbreken tot afzonderlijke draadsnippers, die nadien verder gemengd worden en, als afzonderlijke draadsnippers, zieh gelijkmatig gaan verdelen door het verder mengen.