Belegmasse für Strassen, Böden und dergleichen und Verfahren zur Herstellung dieser Masse. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belegmasse für Strassen, Böden und derglei chen, welche Steinmaterial wie zum Beispiel Basalt, Granit, Gneis, Quarz, Quarzit, Flint, Kalkstein, Hochofenschlacken, Stahlofen schlacken usw., und ein bituminöses Binde mittel wie zum Beispiel Strassenteer oder Asphalt, dem gegebenenfalls eine geeignete Menge Teeröl, Mineralöl oder dergleichen zugesetzt ist, enthält. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Belegmasse.
Bei Belegmassen dieser Art, deren bituminöses Bindemittel nur auf höchstens<B>130'</B> C erwärmt zu werden braucht, damit seine Mischung mit den Steinmateria lien stattfinden kann, hat es sich gezeigt, dass die Klebfähigkeit des Bindemittels an den Steinmaterialien recht schlecht ist, was sich in der Weise zu erkennen gibt, dass die an den einzelnen Steinen klebende Teer- oder Asphaltschicht verhältnismässig leicht von Wasser verdrängt werden kann. Dieser Umstand ist sehr ungünstig, be sonders bei Anwendung der betreffenden Belegmassen als Strassenbelag, da dieser dem. Einfluss von Wasser und Feuchtigkeit stark ausgesetzt ist.
Besonders in der ersten Zeit nach dem Aufbringen solcher Strassenbeläge (welche auch kalt aufgebracht werden kön- neu) leiden diese stark unter der erwähnten Beeinflussung, da es einige Zeit braucht, bis die hinzugesetzten Öle aus der obersten Schicht verdampft sind und bis der Belag unter Einfluss des Verkehrs fertig kompri miert ist.
Durch Aufheben der Klebfähig keit unter dem Einfluss von Wasser können die einzelnen Steine oder Körner leicht aus dem Belag unter dem Einfluss der Verkehrs beanspruchung herausgerissen werden; es können sich Schlaglöcher bilden, und nach und nach wird der ganze Belag vollständig zerstört.
Entsprechend ungünstige Verhältnisse machen sich bei Anwendung eines härteren Strassenteeres oder Asphalts (das heisst eines solchen, der eine lllischungstemperatur über <B>130</B> C erfordert, und der es somit notwen dig macht, die Belagmasse in warmem Zu stande aufzubringen) nicht geltend. Die Klebfähigkeit ist nämlich in diesem Falle weit grösser, und das Wasser kann die Teer- oder Asphaltschichten schwieriger von den Steinoberflächen verdrängen.
Indessen ist es von wesentlicher Bedeu tung, dass man die Anwendung solcher harter Teere oder Asphalte und also die damit ver bundene starke Erwärmung vermeiden kann, und die Erfindung geht darauf aus, die oben erwähnten Schwierigkeiten zu überwinden, und zwar durch Erreichung einer derart ver besserten Klebfähigkeit zwischen den Stein materialien und dem Strassenteer, zerschnitte nem Asphalt oder dergleichen, dass eine Be- lagmasse erzielt wird,
welche auch kalt auf gebracht werden kann und in welcher die Teer- oder-Asphaltschicht nicht von Wasser verdrängt wird.
Es wird bemerkt, dass die oben erwähnten Schwierigkeiten sich besonders bei Strassen belagmassen geltend machen, die aus verhält- nismässig groben Steinmaterialien hergestellt sind, zum Beispiel aus in der Natur vor kommenden, nicht zerquetschten kieselsäure haltigen Steinmaterialien wie Quarz, Quarzit, Granit, Gneis, Basalt, Flint oder dergleichen. Solche Beläge sind nämlich im allgemeinen in der ersten Zeit nach ihrer Aufbringung poröser als Beläge, die aus Steinmaterialien mit einer Korngrösse unter 3 mm bestehen, so dass Wasser oder Feuchtigkeit leichter die Steinkörner in dem Innern der Beläge beein flussen kann.
Dieses Verhältnis ist gerade sehr ungünstig, da man mehr und mehr zur Benutzung gröberer Steinmaterialien für die Belagmassen übergeht, um rauhe Strassen beläge zu erzielen, und die Erfindung hat daher dadurch eine besondere Bedeutung, dass sie die Ausnutzung solcher gröberen Steinmaterialien, zum Beispiel solcher in der Natur vorkommenden wie die obengenannten, für Strassenbelagmassen ermöglicht.
Selbst bei solchen Belagmassen, die ausschliesslich feinere Steinmaterialien (unter 3 mm Korn grösse) enthalten, ist es jedoch auch von gro sser Bedeutung, dass die Klebfähigkeit ver bessert wird, so dass Wasser nicht die Binde- miti;elhaut von .den Steinoberflächen verdrän gen kann.
Nach der Erfindung vermeidet man die oben erwähnten Übelstände mittels Zusatzes von Humusstoffen, wie sie zum Beispiel in fein vermahlenem Torf oder Braunkohle ent halten sind. Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, dass Torf- oder Braunkohlen pulver, welches grosse Mengen an Humus säure und Humuskohle enthält, eben gerade die Eigenschaft hat, dass es bei Zumischung in trockenem Zustand in der Belagmasse be wirkt, dass die Klebfähigkeit zwischen den Steinmaterialien und dem Bindemittel er höht wird, so dass die Bindemittelhaut nicht von Wasser verdrängt wird,
und sogar wird ein so gutes Kleben ermöglicht, dass die Ver drängung selbst bei sehr langer Lagerung in Wasser nicht stattfindet.
Das Torf- oder Braunkohlenpulver kann mit dem Steinmaterial und dem Bindemittel, das auf höchstens<B>130'</B> C erwärmt ist, auf vier verschiedene Weisen gemischt werden. Nämlich: 1.
Man mischt zuerst das Pulver mit dem Bindemittel und setzt dann das Steinmate rial hinzu, oder 2. man mischt zuerst das Pulver mit dem Steinmaterial und setzt dann das Bindemit tel hinzu, oder 3. man mischt zuerst Steinmaterial und Bindemittel und setzt dann das Pulver hinzu, oder schliesslich 4. man mischt das Steinmaterial, das Bindemittel und das Torf- oder Braunkohlen- pulver gleichzeitig.
Anstatt Torf- oder Braunkohlenpulver an sich kann man gegebenenfalls Humusstoffe, besonders Numussäure, benutzen, die zum Beispiel aus Torf oder Braunkohle ausgezo gen worden sind, beispielsweise durch Extraktion mit einem geeigneten Lösemittel, da die angestrebte Wirkung, nämlich die Erhöhung der Klebfähigkeit zwischen den Steinmaterialien und dem Bindemittel, so dass die Bindemittelhaut nicht von Wasser verdrängt wird,
ebensogut bei Anwendung von Humussäure als bei Anwendung von feinvermahlenem Torf oder Braunkohle er halten werden kann. Auch können andere künstlich hergestellte oder natürlich vor kommende humushaltige Stoffe, zum Beispiel andere humushaltige Kohlen zur Verwen dung kommen.
Es wird bemerkt, dass es bereits vorge schlagen worden ist, Torf in Verbindung mit Strassenbelagmaterialien zu benutzen, bei den betreffenden Vorschlägen jedoch hat es sich um verhältnismässig schwerschmelzbare Bindemittel gehandelt, bei welchen die Misch temperatur wesentlich höher als 180 C liegt.
Es wurde zum Beispiel vorgeschlagen, bis zu 15 % pulverisierte Kohle oder Torf zu Kohlenteer bei einer Temperatur von etwa <B>300'</B> C hinzuzusetzen; um Strassenteer, der zur Oberflächenbehandlung benutzt wird, zu stabilisieren. Ferner wurde vorgeschla gen, Asphaltsurrogate herzustellen durch Mischung von Teer mit pulverisiertem Öl schiefer oder durch Mischung von Pech mit Torf, aber infolge der hier angewendeten Bindemittel muss eine bedeutend höhere Temperatur als<B>130'</B> C bei den Mischpro zessen benutzt werden, und wenn die Nassen als Strassenbelag verwendet werden sollen, müssen sie zum Schmelzen erhitzt und aus gegossen werden.
Schliesslich wurde vorge schlagen, Steinmaterialien und Torfmoos, Kokosnussfasern oder ähnliche Pflanzen fasern mit einer Dispersion von Kohle in Teer oder einer Mischung von Brennöl, Petro leumasphalt oder Trinidadasphalt zu mi schen. Hier ist also nur die Rede von Zu satz von Pflanzenfasern oder -fibern und nicht die Rede von Zusatz von Humusstoffen, die in Torfpulver oder Braunkohlenpulver, jedoch nicht in Pflanzenfasern, vorkommen.
Ferner lagen die Temperaturen, bei welchen die Mischungen der letzteren Stoffe vorge nommen wurden, auf 145 und<B>180'.</B> Im Gegensatz zu diesen früheren Vor schlägen geht die Erfindung auf solche Be- lagmassen aus, bei welchen die Mischung der Bestandteile nach Erwärmung nur auf höch stens 130 C des Bindemittels stattfinden kann und bei welchen der Zusatz von stark humushaltigem Torf- oder Braunkohlenpul ver den oben erwähnten besonderen Vorteil mit sich bringt,
dass ein ausserordentlich gutes Kleben zwischen: dem Bindemittel und dem Steinmaterial erzielt wird, so dass die Bindemittelhaut von den Steinoberflächen nicht von eindringendem Wasser verdrängt wird.
Ausser diesem wesentlichen Vorteil gibt der Zusatz von Torf- oder Braunkohlen pulver noch andere Vorteile infolge der guten Eigenschaften dieser Stoffe als Füll materialien in Belagmassen der beschriebe nen Art, nämlich dass, sie hydrophobe Mate rialien sind, da sie sich besser mit Clen, Asphalt und dergleichen verbinden als mit Wasser, dass sie weiche Materialien im Ver hältnis zu den Steinkörnern des Belages sind, und dass sie einen stabilisierenden Einfluss auf das Bindemittel haben, da dessen Härte, Schmelzpunkt und Stärke durch.
Zusatz (ein- vermahlenen Torfs oder Braunkohle erhöht werden.
Torf- oder Braunkohlenpulver kann daher auch als Füllmaterial in den Belagmassen nach der Erfindung ausgenutzt werden, bei deren Herstellung Teer oder zerschnittener Asphalt auf höchstens <B>130'</B> C erwärmt wird, indem das Pulver im Verein mit dem Binde mittel einen Mörtel bildet, der die Hohlräume zwischen den einzelnen Steinkörnern im Belag ausfüllen kann, so dass dieser in Wirk lichkeit aus einem tragenden Steinskelett besteht,
dessen Hohlräume durch ein wasser undurchdringliches Material ausgefüllt sind. Da dieser Mörtel weicher ist als das Stein material, erhält man einen Belag, in wel chem keine innere Abnutzung stattfindet, was selbstverständlich eine grosse Rolle für die Haltbarkeit des Belages spielt. Ein Strassenbelag aus einer Belagmasse nach der Erfindung hat ferner eine grosse Fähigkeit, vom Verkehr herstammende Erschütterungen aufnehmen zu können.
Ferner kann angefiihrt werden, dass Torf und Braunkohle gut wärmeisolierende Stoffe sind, so dass die Beläge sehr widerstands fähig gegen Einwirkungen von Wärme oder gälte sind.
Schliesslich wird bemerkt, dass die Mi schung des Torf- oder Braunkohlenpulvers mit Steinmaterial und Bindemittel in belie biger, geeigneter Weise geschehen kann, zum Beispiel unter Anwendung dazu geeigneter Mischapparate, und dass die Menge des zu gesetzten Pulvers im Verhältnis zur Menge des Bindemittels und des Steinmaterials in verschiedenen Fällen auch verschieden sein kann, da das Mischungsverhältnis sieh wesentlich nach den Eigenschaften des ange wendeten Teers, des Asphaltes, der Emul sion oder dergleichen richtet.
Bei der bekannten Oberflächenbehand lung oder Oberschichtfüllung von Strassen und bei der Herstellung von Emulsionbeton für Strassen werden im allgemeinen rauhe und oft feuchte Steinmaterialien benutzt, die, wenn es sich um Oberflächenbehandlung handelt, auf die im voraus mit Emulsion oder mit flüssigem Strassenteer oder Asphalt behandelten Strassenoberflächen geworfen werden,
während die rohen Steinmaterialien beim Emulsionbeton mit Emulsion in einer Mischmaschine oder in anderer Weise ge mischt werden, bevor sie auf die Strassen oberfläche gebracht werden.
Diese Verfahren haben sich indessen als unzweckmässig erwiesen, da teils infolge Feuchtigkeit der Steinkörner das Steinmate rial und das bituminöse Bindemittel sehr schlecht zusammenkleben. Bei den auf diese Weise hergestellten Belägen wird es oft recht leicht möglich sein, die einzelnen Stein körner, beispielsweise mit einem Messer aus der Belegmasse herauszuschälen, weil die Klebkraft zwischen dem Bitumen und den Steinkörnern sehr gering war.
Zur Verbesserung der Klebfähigkeit ist vorgeschlagen worden, dass zur Mischung mit bituminösen Emulsionen bestimmte Stein material einer Vorbehandlung mit Olen, Bitu men oder Emulsionen zu unterwerfen. Wenn es auch hierdurch gelungen ist, ein etwas besseres Kleben des aus der Emulsion ausge schiedenen Bitumens am Steinmaterial zu erzielen, haben diese Verfahren jedoch, so weit man weiss, nicht völlig befriedigende Resultate gegeben.
Die vorliegende Erfindung geht, wie gesagt, auch darauf aus, ein namentlich zur Anwendung für Strassenbeläge bestimmtes. präpariertes Steinmaterial herzustellen, bei welchem eine ausgezeichnete Klebfähigkeit zwischen dem bituminösen Bindemittel und dem Steinmaterial gewährleistet wird.
Das Steinmaterial kann an sich belie biger Art sein, als Beispiel können Stein schutt oder Schotter, in der Natur vorkom mende Steine und Kies oder Grus, Rocliofen- schlacken, Stahlofenschlacken und derglei chen erwähnt werden. Die Herstellung des präparierten Steinmaterials kann dadurch geschehen, dassi man Torf- oder Braunkoh lenpulver (oder Rumusstoff); Bindemittel und Steinmaterial gleichzeitig mischt, oder dass man zuerst zwei beliebige der Bestand teile mischt und dann den dritten zusetzt.
Die anzuwendende Bindemittelmenge und die Menge von Torf- oder Braunkohlenpul ver kann verhältnismässig gering sein, das heisst einige wenige Gewichtsprozent der Steinmenge betragen, so dass die Steine nur einen ganz dünnen Überzug erhalten, oder sie kann grösser sein, so dass die einzelnen Stein körner sozusagen in eine verhältnismässig dicke Schicht des Bindemittels eingepackt werden.
Die auf diese Weise mit mehr oder weni ger Bitumen und Humusstoffen vermischten Steinmaterialien können entweder in einer Mischmaschine oder auf der Strassenober fläche selbst mit einer weiteren Menge eines Bindemittels, wie Strassenteer, Asphalt, Teeröl, Mineralöl, Emulsion oder dergleichen gemischt werden. Sie können während kür zerer oder längerer Zeit gelagert werden, sip können über weite Strecken transportiert werden, ohne Schaden zu nehmen, bis sie schliesslich zur Herstellung eines Strassen belages benutzt werden.
Document mass for roads, floors and the like and method for producing this mass. The present invention relates to a document mass for roads, soils and the like chen, which stone material such as basalt, granite, gneiss, quartz, quartzite, flint, limestone, blast furnace slag, steel furnace slag, etc., and a bituminous binder such as road tar or Asphalt to which a suitable amount of tar oil, mineral oil or the like is optionally added. The invention also relates to a method for producing this document mass.
In the case of document masses of this type, the bituminous binding agent of which only needs to be heated to a maximum of <B> 130 '</B> C so that it can be mixed with the stone materials, it has been shown that the adhesive properties of the binding agent on the stone materials are right What is bad is what can be seen in the way that the tar or asphalt layer sticking to the individual stones can be displaced relatively easily by water. This fact is very unfavorable, especially when using the relevant document masses as a road surface, since this is the. Is exposed to the influence of water and moisture.
Especially in the first time after the application of such road surfaces (which can also be applied cold-new) they suffer greatly from the influence mentioned, since it takes some time for the added oils to evaporate from the top layer and for the surface to be affected of the traffic is completely compressed.
By breaking the adhesion under the influence of water, the individual stones or grains can easily be torn out of the surface under the influence of traffic; potholes can form and gradually the entire surface is completely destroyed.
Correspondingly unfavorable conditions do not arise when using a harder road tar or asphalt (i.e. one that requires a mixture temperature of over 130 C and which therefore makes it necessary to apply the paving compound in a warm state) valid. In this case, the adhesiveness is much greater, and the water can more difficultly displace the tar or asphalt layers from the stone surfaces.
However, it is essential that one can avoid the use of such hard tars or asphalts and thus the severe heating associated therewith, and the invention aims to overcome the above-mentioned difficulties by achieving such an improved one Adhesion between the stone materials and the road tar, cut asphalt or the like so that a paving compound is achieved,
which can also be applied cold and in which the tar or asphalt layer is not displaced by water.
It should be noted that the above-mentioned difficulties are particularly evident in the case of roads made of relatively coarse stone materials, for example from naturally occurring, non-crushed siliceous stone materials such as quartz, quartzite, granite, gneiss, Basalt, flint or the like. Such coverings are generally more porous than coverings made of stone materials with a grain size of less than 3 mm, so that water or moisture can more easily influence the stone grains in the interior of the coverings in the first time after their application.
This ratio is just very unfavorable, since one is switching more and more to the use of coarser stone materials for the pavement masses in order to achieve rough road surfaces, and the invention is therefore of particular importance because it allows the use of coarser stone materials, for example those in Naturally occurring such as those mentioned above, for pavement materials.
Even in the case of pavement masses that only contain finer stone materials (grain size less than 3 mm), it is also of great importance that the adhesiveness is improved so that water does not displace the adhesive membrane from the stone surfaces can.
According to the invention, the above-mentioned inconveniences are avoided by adding humus substances, such as those contained in finely ground peat or lignite, for example. The invention is based on the discovery that peat or lignite powder, which contains large amounts of humus acid and humus coal, just has the property that when mixed in the dry state in the pavement mass it acts that the adhesiveness between the stone materials and the binding agent is increased so that the binding agent skin is not displaced by water,
and even such good bonding is made possible that the displacement does not take place even after very long storage in water.
The peat or lignite powder can be mixed in four different ways with the stone material and the binding agent, which is heated to at most <B> 130 '</B> C. Namely: 1.
You first mix the powder with the binding agent and then add the stone material, or 2. you first mix the powder with the stone material and then add the binding agent, or 3. you first mix stone material and binding agent and then add the powder , or finally 4. the stone material, the binding agent and the peat or brown coal powder are mixed at the same time.
Instead of peat or lignite powder per se, humus substances, especially numusic acid, can be used that have been extracted from peat or lignite, for example by extraction with a suitable solvent, because the desired effect, namely increasing the adhesiveness between the stone materials and the binder, so that the binder skin is not displaced by water,
just as well when using humic acid than when using finely ground peat or lignite it can be kept. Other man-made or naturally occurring humus-containing substances, for example other humus-containing coals, can also be used.
It is noted that it has already been proposed to use peat in conjunction with paving materials, but the proposals concerned were relatively refractory binders with a mixing temperature significantly higher than 180 ° C.
For example, it has been suggested to add up to 15% powdered coal or peat to coal tar at a temperature of about 300 ° C; to stabilize road tar used for surface treatment. It was also proposed to produce asphalt surrogates by mixing tar with powdered oil shale or by mixing pitch with peat, but because of the binding agent used here, a significantly higher temperature than 130 ° C must be used in the mixing processes and if the wet is to be used as a road surface, it must be heated to melt and poured out.
Finally, it was proposed to mix stone materials and peat moss, coconut fibers or similar vegetable fibers with a dispersion of coal in tar or a mixture of fuel oil, petroleum asphalt or Trinidad asphalt. So here we are only talking about the addition of plant fibers or fibers and not about the addition of humus substances which occur in peat powder or brown coal powder, but not in plant fibers.
Furthermore, the temperatures at which the mixtures of the latter substances were carried out were between 145 and 180 '. In contrast to these earlier proposals, the invention is based on those covering compounds at which the mixture the components can only take place after heating to a maximum of 130 C of the binder and for which the addition of peat or lignite powder with a high content of humus brings the special advantage mentioned above,
that an extraordinarily good bond between: the binding agent and the stone material is achieved, so that the binding agent skin is not displaced from the stone surfaces by penetrating water.
In addition to this essential advantage, the addition of peat or lignite powder gives other advantages as a result of the good properties of these substances as filling materials in paving materials of the type described, namely that they are hydrophobic materials because they are better with clen, asphalt and like connecting with water, that they are soft materials in relation to the stone grains of the pavement, and that they have a stabilizing influence on the binding agent, since its hardness, melting point and strength.
Addition (ground peat or brown coal can be increased.
Peat or lignite powder can therefore also be used as a filler material in the pavement masses according to the invention, during the manufacture of which tar or cut asphalt is heated to a maximum of 130 ° C by the powder in combination with the binding agent Forms mortar that can fill the cavities between the individual stone grains in the pavement so that it actually consists of a load-bearing stone skeleton,
whose cavities are filled by a water-impermeable material. Since this mortar is softer than the stone material, you get a covering in which there is no internal wear, which of course plays a major role in the durability of the covering. A road surface made from a paving compound according to the invention also has a great ability to absorb vibrations originating from traffic.
It can also be stated that peat and lignite are good heat-insulating materials, so that the coverings are very resistant to the effects of heat or cold.
Finally, it is noted that the mixing of the peat or lignite powder with stone material and binder can be done in any suitable manner, for example using suitable mixing equipment, and that the amount of powder to be set in relation to the amount of binder and the Stone material can also be different in different cases, since the mixing ratio depends essentially on the properties of the tar, asphalt, emulsions or the like that are used.
In the known surface treatment or top layer filling of roads and in the production of emulsion concrete for roads, rough and often damp stone materials are generally used, which, if surface treatment is concerned, on the road surfaces previously treated with emulsion or with liquid road tar or asphalt to be thrown,
while the raw stone materials in emulsion concrete are mixed with emulsion in a mixer or in some other way before they are brought onto the road surface.
However, these methods have proven to be inexpedient, since the stone mate rial and the bituminous binder stick together very poorly partly due to moisture in the stone grains. With the coverings produced in this way, it will often be quite easy to peel the individual stone grains out of the document mass, for example with a knife, because the adhesive strength between the bitumen and the stone grains was very low.
In order to improve the adhesiveness it has been proposed that certain stone material be subjected to a pretreatment with oils, bitumen or emulsions for mixing with bituminous emulsions. Even though this has made it possible to achieve a somewhat better adhesion of the bitumen separated from the emulsion to the stone material, these methods have not, as far as we know, given completely satisfactory results.
As said, the present invention is also based on a specific application for road surfaces. to produce prepared stone material, in which an excellent adhesion between the bituminous binder and the stone material is guaranteed.
The stone material can be of any kind, for example stone rubble or gravel, naturally occurring stones and gravel or grit, Rocli furnace slag, steel furnace slag and the like can be mentioned. The preparation of the prepared stone material can be done by using peat or brown coal powder (or rum material); Mixing the binder and stone material at the same time, or mixing any two of the components first and then adding the third.
The amount of binder to be used and the amount of peat or lignite powder can be relatively small, i.e. a few percent by weight of the amount of stone, so that the stones only get a very thin coating, or it can be larger, so that the individual stone grains, so to speak packed in a relatively thick layer of the binder.
The stone materials mixed in this way with more or less bitumen and humus materials can either be mixed in a mixer or on the road surface itself with a further amount of a binder, such as road tar, asphalt, tar oil, mineral oil, emulsion or the like. They can be stored for a shorter or longer period of time, sip can be transported over long distances without being damaged until they are finally used to produce a road surface.