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Die
Erfindung betrifft ein schallabsorbierendes Füllmaterial, wie es beispielsweise
zur Befüllung von
Drahtschotterkästen,
sogenannter Gabionen, verwendet wird.
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Zur
Hangsicherung, als Lärmschutz
sowie im Wasser- und Landschaftsbau werden heutzutage vielfach mit
Naturgestein gefüllte
Gabionen eingesetzt, wie sie beispielsweise in der
DE 20 2005 018 509 U1 und
der
DE 20 2006
004 980 U1 beschrieben sind. Sie stellen eine kostengünstige Alternative
zu herkömmlichen
Bauverfahren dar und fügen
sich harmonisch und ökologisch
in die Umgebung ein.
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Im
Bereich des Lärmschutzes
hängt die
Qualität
der Gabionen entscheidend von den schallabsorbierenden Eigenschaften
der Gabionenfüllung
ab. Diesbezüglich
existieren verschiedene Befüllungsvarianten.
So sind aus drei Kammern bestehende Sandkerngabionen bekannt, bei
denen die der Schallquelle zugewandte Kammer mit Schaumlava, die
der Schallquelle abgewandte Kammer z. B. mit Muschelkalk-Schotter
oder einem anderen Gesteinsmaterial und die mittlere Kammer zur
Verbesserung der Schallabsorptionswirkung mit Sand befüllt wird.
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Aus
der
DE 20 2004
020 040 U1 ist ein Steinkorb zur Erstellung einer Schallschutzwand
bekannt, dessen Innenraum in mindestens zwei Abteilungen geteilt
ist, die mit jeweils aus einem einheitlichen Material bestehenden
Schüttgut
befüllt
sind, wobei die Abteilungen durch eine Transmissionssperre in Form einer
im wesentlichen luftundurchlässigen,
festen Platte, vorzugsweise aus Metall, getrennt sind. Zur weiteren
Verbesserung der Schallabsorptionswirkung kann der Transmissionssperre
eine Absorberplatte zugeordnet werden, deren Dichte geringer ist als
die der Transmissionssperre. Als geeignete Materialien werden gepresste
Naturfasern oder ein Polymerschaum vorgeschlagen.
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In
der
DE 20 2007
003 515 U1 ist ein Gabionenkorb mit schallisolierenden
Eigenschaften beschrieben, der aus mindestens zwei, sich über die gesamte
Höhe und
Breite des Gabionenkorbes erstreckenden Bereichen besteht, wobei
der der Schallquelle zugewandte Bereich mit einem schallreflektierenden
und druckresistenten Gesteinsmaterial, z. B. Basalt, gefüllt ist,
und ein zweiter Bereich eine stabilisierende Tragschicht aus monolithischem, massivem
Gestein, z. B. aus Lava-Beton-Formsteinen oder auch in Form einer
gegossenen Betonschicht, bildet.
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Bei
den oben genannten, bekannten Befüllungsvarianten ist eine Schichtung
der einzelnen Materialien und daher eine Unterteilung des Gabionenkorbes
in mehrere Kammern erforderlich. Bei der Verwendung von Beton müssen zusätzlich Folien oder
ein Textil eingebracht werden, um den fließfähigen Beton an der Ausbreitung
in andere Kammern zu hindern.
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Die
grundsätzliche
Eignung von Steinmaterialien – einzeln
oder als Gemisch – als
Füllstoff
für Gabionen
zum Zwecke des Schallschutzes ist aus Giering, K, Gericke, F: Schallschutz
im Straßenbau
mit Gabionen, Straße
+ Autobahn, 9. 2006, S. 548–553 bekannt.
Hierin ist insbesondere die Eignung von Lavagestein für derartige
Zwecke beschrieben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Füllgutes
mit hoher Schallabsorptionswirkung, mit welchem beispielsweise ein Gabionenkorb
auf einfache und kostengünstige
Weise befüllt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Gesteinsgemisch nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Das
erfindungsgemäße Steingemisch
gemäß Anspruch
1 zeichnet sich durch eine hervorragende Schallabsorptionswirkung
aus. Darüber
hinaus lässt
sich eine Gabione in besonders einfacher und kostengünstiger
Weise mit dem erfindungsgemäßen Lava-Festgestein-Gemisch
befüllen,
da es in loser Durchmischung in die Gabione eingebracht wird und
eine Unterteilung des Drahtkorbes in einzelne Kammern somit nicht
erforderlich ist.
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Vorzugsweise
ist das dichte oder nur gering poröse, gebrochene Festgestein
Basanit. Alternativ kann auch Basalt, Diabas, Granit oder Grauwacke eingesetzt
werden. Zudem kann auch ein Gemisch dieser Festgesteine zum Einsatz
kommen. Voraussetzung für
den Einsatz genannter Gesteinsarten ist eine ausreichende Frost-
und Witterungsbeständigkeit,
die insbesondere bei Basanit gegeben ist.
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Neben
dem Festgestein ist auch Lava frost- und witterungsbeständig. Lavagestein
hat darüber
hinaus aufgrund seiner Porosität
schalldämmende
Eigenschaften und die Fähigkeit,
Feuchtigkeit zu speichern. Das Festgestein hingegen wirkt aufgrund
seiner hohen Dichte und Festigkeit stabilisierend und reflektiert
den Schall. Beide Gesteinstypen ergänzen sich somit zu einer besonders
guten Schalldämmung für den Außeneinsatz.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Füllmaterials liegt darin, dass
es seine sehr gute schallabsorbierende Wirkung bereits bei loser und
durchmischter Anordnung von Festgestein und Lava entfaltet. Es handelt
sich dabei um eine im Wesentlichen homogene Durchmischung. Es erübrigt sich
somit ein zeit- und kostenaufwändiges
Schichten nach einzelnen Gesteinstypen oder gar das Einbringen weiterer
schallabsorbierender Materialien in den Drahtkorb.
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Erfindungsgemäß beträgt der Lavaanteil 65–75 Vol.-%
und der Festgesteinsanteil 25–35 Vol.-%.
Aufgrund seiner porösen
Struktur hat Lavagestein hervorragende schallabsorbierende Eigenschaften
und bildet somit zweckmäßigerweise
den Hauptanteil an dem Gesteinsgemisch.
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Volumenangaben
beziehen sich dabei hier und auch im Folgenden stets ausschließlich auf
das Steinmaterial selbst; etwaige Zwischenräume, die sich aufgrund der
endlichen Körngröße der Gesteinspartikel
ergeben, bleiben bei den Volumenangaben unberücksichtigt.
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Die
Korngröße des erfindungsgemäßen Gesteinsgemisches
liegt im Bereich von 60–120
mm. Die Verwendung von Gesteinspartikeln mit größerer Körnung geht mit Einbußen in der
Schallabsorptionswirkung einher, da mit zunehmender Korngröße für Schallwellen
vermehrt die Möglichkeit
des direkten Durchtritts durch das Gesteinsgemisch besteht. Zu kleine
Steine hingegen fallen leicht durch die Drahtgittermaschen einer
Gabione hindurch und erschweren somit die Befüllung. Gleichzeitig sollte
die Maschenweite des Korbes nicht zu klein gewählt werden, um Pflanzen und
Kleintieren die im Sinne einer ökologischen
Landschaftsgestaltung erwünschte
Ansiedlung zwischen den Steinen zu ermöglichen. Bewährt hat
sich in diesem Zusammenhang auch eine Korngröße im Bereich von 80–120 mm.
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In
einer bevorzugten Ausführung
weist das Gesteinsgemisch eine mittlere Dichte von 1,7 bis 2,1 t/m3 auf. Auch hier bezieht sich die Angabe
der Dichte allein auf das Steinmaterial, etwaige Zwischenräume zwischen
den einzelnen Steinen bleiben unberücksichtigt. Besonders bevorzugt
beträgt
die Dichte des erfindungsgemäßen Steingemisches
1,9 t/m3.
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Die
hohe Schallabsorptionswirkung eines losen Lava-Basalt-Gemisches
wurde durch eine Messung im Hallraum nach DIN EN ISO 354 nachgewiesen.
Dabei wurden Gabionen mit einer Füllung aus 70 Vol.-% Lava und
30 Vol.-% Basalt vermessen, wobei die Korngröße für beide Gesteinstypen im Bereich
von 60–120
mm lag und die flächenbezogene Masse
1004 kg/m2 betrug. Die Berechnung der Schallabsorption
DLa aus den Messwerten erfolgte nach DIN
EN 1793-1. Die Messung lieferte einen Schallabsorptionswert
von DLa = 13,5 dB. Entsprechend den Anforderungen
der „Zusätzlichen
Technischen Vorschriften und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen" (ZTV-Lsw 06) werden
Flächen
mit Absorptionswerten DLa > 11 dB als hoch absorbierend
bezeichnet. Die mit Lava und Basalt in dem angegebenen Mischungsverhältnis befüllte Gabione
ist somit als hochabsorbierend einzustufen.
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Neben
der Befüllung
von Gabionen eignet sich das Gesteinsgemisch ebenso in hervorragender Weise
zur Befüllung
beliebiger anderer, dem Schall-, Sicht- und/oder Windschutz dienender
Schutzzäune, die
einen entsprechenden, zur Befüllung
geeigneten Hohlraum aufweisen.
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Im
Folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
mit dem erfindungsgemäßen Füllmaterial
befüllte
Gabione im Schnitt.
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Die 1 zeigt
eine mit dem erfindungsgemäßen Füllmaterial
befüllte
Gabione 1. Die dargestellte Gabione 1 hat ein
Fassungsvermögen
von 1 m3. Ihre Seitenwände 2 sowie der Boden 3 sind
aus horizontal verlaufenden Flachdrähten und dazu senkrecht verlaufenden
Runddrähten
gefertigt. Die Weite der aus der Schnittzeichnung nicht ersichtlichen
Drahtmaschen beträgt
ca. 70 × 200
mm. Der Deckel 4 der Gabione 1 besteht aus einem
Drahtgeflecht aus Zn-Alu-beschichtetem Draht mit einer Maschenweite
von 100 × 200
mm. Maschenweiten in der genannten Größenordnung ermöglichen
ein Ansiedeln von Pflanzen und Kleintieren in der gefüllten Gabione 1,
was im Sinne einer ökologischen
Landschaftsgestaltung erwünscht
ist. Das Anwachsen von Pflanzen verleiht der befüllten Gabione 1 zudem
zusätzliche
Stabilität.
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Das
Füllmaterial
ist aus einem Gesteinsgemisch gebildet, welches aus einem Festgestein
in Form von Basanit 5 und Lava 6 besteht. Der
Volumenanteil der Lava 6 beträgt 70%, der des Basanits 5 30%,
wobei beide Gesteinstypen lose durchmischt sind. Auf diese Weise
kann die Gabione 1 einfach und kostengünstig befüllt werden, da ein aufwendiges
Schichten nach einzelnen Gesteinstypen entfällt. Das lose Lava-Basanit-Gemisch weist eine
hervorragende Schallabsorption auf.
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Die
Korngröße der das
Gesteinsgemisch bildenden Basanitpartikel 5 und Lavapartikel 6 weist
jeweils eine Körnung
von 80–120
mm auf. Dabei ist die Korngröße so gewählt, dass
eine hohe Absorptionsleistung gewährleistet ist. Gleichzeitig
ist die Korngröße an die
Maschenweite des Drahtkorbes angepasst, um ein Herausfallen der
einzelnen Steine aus der Gabione 1 zu verhindern.