-
Die Erfindung betrifft einen Verbundstoff
und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
-
Aus dem Stand der Technik ist es
zum Entwässern
von Schlamm bekannt, den Schlamm auf einer festen porösen Fläche auszubreiten,
so dass das im Schlamm enthaltene Wasser von der Fläche abgeleitet
oder aufgenommen wird. Weist eine solche Fläche große Poren auf, wandert Schlamm
in die Poren ein, setzt diese zu und kann dort zu Fäulnisprozessen
führen.
Weiterhin ist es bei einer grobporigen Fläche von Nachteil, dass diese
nur gering belastbar und beispielsweise mit einem Radlader zum Ausbringen
des Schlamms nicht befahrbar ist, ohne dabei Schaden zu nehmen.
Weist die Fläche
kleine Poren auf, treten die obigen Probleme nicht auf. Nachteilig ist
dabei jedoch, dass die Entwässerungsleistung
gering ist, weil das Wasser durch kleine Poren nur langsam abfließen kann.
-
Aus der
US 4,481,114 ist eine aus einen Verbundstoff
bestehende poröse
Fläche
bekannt, welche belastbar und zum Trocknen von Schlamm geeignet
ist. Nachteilig an diesem Verbundstoff ist, dass er in der Herstellung
insgesamt teuer ist. Zur Steigerung der Trockenleistung kann ein
Vakuum an der Fläche
angelegt werden. Das erfordert jedoch eine technisch aufwändige Vorrichtung.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Verbundstoff bereitzustellen, welcher zum Entwässern von zu trocknendem Gut
geeignet und günstig
herstellbar ist. Das zu trocknende Gut kann dabei Schlamm, insbesondere
Klärschlamm
oder Gewässerschlamm, tierische
oder humane Exkremente, Gülle,
Kompost, eine Dispersion, insbesondere ein Abwasser, Getreide, Seegras,
Hackschnitzel oder andere Schüttgüter enthalten.
Eine weitere. Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines kostengünstigen
Verfahrens zur Herstellung eines solchen Ver bundstoffs und einer
Vorrichtung zum Entwässern.
Weiterhin soll eine Verwendung für
den Verbundstoff angegeben werden.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale
der Patentansprüche
1, 15, 18 und 19 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14, 16, 17 und 20
bis 27.
-
Erfindungsgemäß ist ein Verbundstoff vorgesehen,
welcher aus einer ersten wasserdurchlässigen Schicht mit ersten Poren
und einer gegenüber der
ersten Schicht dickeren zweiten wasserdurchlässigen Schicht aus Beton mit
zweiten gegenüber
den ersten Poren größeren Poren
besteht. Die größeren Poren
der zweiten Schicht ermöglichen
ein ungehindertes Abfließen
von Wasser. Dadurch, dass die zweite Schicht gegenüber der
ersten Schicht dicker ist, kann das Wasser bei einer gegebenen Dicke
des Verbundstoffs verhältnismäßig schnell
abfließen,
weil es daran nicht durch einen langen Weg durch kleine Poren gehindert
ist. Idealerweise gelangt das Wasser nach einem kurzen Weg durch
kleine Poren in der ersten Schicht zu den einen ungehinderten Wasserabfluss
ermöglichenden
größeren Poren
der zweiten Schicht. Die ersten Poren sind dabei vorzugsweise von
so geringer Größe, dass
sie sich kaum mit zu trocknendem Gut zusetzen können. Die erste Schicht ist
wegen der geringeren Porengröße belastbarer
als die zweite Schicht. Dadurch, dass die zweite Schicht aus Beton,
z. B. einen Einkornbeton, besteht und es sich dabei um ein sehr
kostengünstiges
Material handelt, kann der Verbundstoff insgesamt sehr preiswert hergestellt
werden. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine große Fläche aus
dem Verbundstoff benötigt
wird und der Verbundstoff wegen der vorgesehenen Verwendung belastbar
sein soll und daher eine gewisse Mindestdicke aufweisen muss. Das
ist z. B. erforderlich, wenn der Verbundstoff als Boden zum Trocknen
großer
Mengen von zu trocknendem Gut, wie sie z. B. in Form von Klärschlamm
bei einem Klärwerk
anfallen, eingesetzt wird und, beispielsweise mit einen Radlader,
befahrbar sein soll. Eine solche Befahrbarkeit ermöglicht ein kostengünstiges
Auftragen des zu trocknenden Gutes und anschließend ein ebenso kostengünstiges Entfernen
des zu trocknenden Gutes mittels üblicher Arbeitsgeräte, wie
beispielsweise einem Radlader. Ein weiterer Vorteil einer im Verhältnis zur
zweiten Schicht verhältnismäßig dünnen ersten
Schicht besteht darin, dass die kleinen Poren der ersten Schicht,
beispielsweise mittels eines Hochdruckreinigers, verhältnismäßig einfach
zu reinigen sind, indem sie durchgespült werden. Bei einer dickeren
Schicht mit kleinen Poren wäre
dies nicht möglich.
-
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verbundstoffs
besteht darin, dass er nicht nur wasser- sondern damit auch luft-
bzw. gasleitend ist. Durch die Kombination von großen zweiten
Poren in der zweiten Schicht und kleineren ersten Poren in der ersten
Schicht wird bei einem Durchblasen des Verbundstoffs in Richtung
von der zweiten Schicht zur ersten Schicht ein Druckabfall bewirkt,
der eine gleichmäßiges Ausströmen von
Luft bzw. Gas über eine
große
Fläche
ermöglicht.
Dadurch kann die Trocknung von nur feuchtem Trockengut, wie z.B. Getreide,
durch Einblasen von, insbesondere vorgewärmter, Luft, d.h. durch Belüften, beschleunigt
werden. Auch ein gleichmäßiges Begasen
von Naturprodukten, etwa zur Schädlingsbekämpfung,
ist dadurch möglich.
Weiterhin können
durch ein Durchblasen des erfindungsgemäßen Verbundstoffs die Poren, insbesondere
von Resten des Trockenguts, gereinigt werden.
-
Vorzugsweise weisen die ersten Poren
eine Kapillarität
auf. Dadurch ermöglichen
die Poren der ersten Schicht einen kapillaren Wassertransport. Damit
kann dem zu trocknenden Gut effektiv und sogar kapillargebundenes
Wasser, entzogen werden. Das Gut kann schneller getrocknet werden
als mittels eines nur ein Abfließen von Wasser ermöglichenden Verbundstoffs.
-
Bevorzugt weisen die zweiten Poren
keine Kapillarität
auf. Dadurch wird ein schnelleres Abfließen von Wasser ermöglicht.
-
Das Abfließen des Wassers erfolgt umso besser,
je größer die
Poren sind.
-
Bei einer Ausgestaltung des Verbundstoffs weist
die erste Schicht eine Dicke von höchstens 4 cm, bevorzugt höchstens
3 cm, insbesondere höchstens
2 cm, vorzugsweise höchstens
1 cm, auf. Durch eine verhältnismäßig dünne erste
Schicht ist es möglich,
auch die erste Schicht aus einem verhältnismäßig teueren Material herzustellen,
ohne dass sich das stark kostensteigernd auf den gesamten Verbundstoff
auswirkt.
-
Vorzugsweise ist die erste Schicht
aus einem Bindemittel und mindestens einem ersten Zuschlagstoff,
wie beispielsweise Sand, gebildet. Das Bindemittel, der erste Zuschlagstoff
und das Mengenverhältnis
zwischen Bindemittel und dem ersten Zuschlagstaff sind dabei so
gewählt,
dass verhältnismäßig kleine,
insbesondere eine Kapillarität
aufweisende, Poren entstehen. Wie eine solche Auswahl zu treffen
ist, ist im Stand der Technik bekannt. In der Regel werden je nach
Körnung
und Oberfläche
der den ersten Zuschlagstoff bildenden Teile, wie z.B. Sandkörner, 5
bis 10 Gewichtsprozent (Gew.%) Bindemittel, bezogen auf das Gewicht
des ersten Zuschlagstoffs, eingesetzt.
-
Bevorzugt weist die erste Schicht
eine größere Härte als
die zweite Schicht auf. Auch dadurch ist es möglich, die zweite Schicht kostengünstiger herzustellen
als die erste Schicht und insgesamt einen preiswerten Verbundstoff
bereitzustellen, der hohe Anforderungen an die Härte der Oberfläche erfüllt. Wie
eine größere Härte erreicht
werden kann, ist im Stand der Technik bekannt. Die größere Härte kann
z.B. erreicht werden, indem der erste Zuschlagstoff eine große Härte aufweist,
der erste Zuschlagstoff ein bestimmtes Verhältnis von feinkörnigen zu grobkörnigen Bestandteilen
aufweist und/oder das Bindemittel ein eine große Härte bewirkendes Bindemittel
ist, wie z.B. Magnesiazement oder Epoxidharz.
-
Bevorzugt weist die erste Schicht
eine glatte Oberfläche
auf. Die Oberfläche
kann dabei auch eine innere Oberfläche, insbesondere eine Oberfläche innerhalb
der Poren, sein. Dadurch können
sich Mikroorganismen und Bakterien, insbesondere in den Poren, nicht
oder nur erschwert ansiedeln. Angesiedelte Mikroorganismen und Bakterien
können
die Poren verstopfen und/oder zu unerwünschten Fäulnisprozessen führen. Die
glatte Oberfläche
kann erreicht werden, indem das zur Herstellung der ersten Schicht
verwendete Bindemittel ein eine glatte Oberfläche bildendes Bindemittel ist,
wie z.B. Epoxidharz.
-
Das Bindemittel kann Magnesiazement
oder ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz, sein. Magnesiazement
zeichnet sich durch große
Härte bei
geringen Herstellungskosten aus. Magnesiazement ermöglicht besonderes
günstige
Eigenschaften der ersten Schicht. Obwohl die erste Schicht porös ist, ist sie
mechanisch stark belastbar. Magnesiazement verbindet die Teile des
ersten Zuschlagstoffs sehr fest miteinander, auch wenn er zur Herstellung
der ersten Schicht nur in einer geringen Menge im Verhältnis zur
Menge des ersten Zuschlagstoffs verwendet wird. Das ist erstaunlich,
weil die Teile des ersten Zuschlagstoffs dabei im Wesentlichen nicht
vollständig
im Bindemittel eingebunden sind, sondern nur an den Stellen mit
dem Bindemittel verbunden sind, an denen sie sich berühren. Die
erste Schicht wird bei den üblichen
mit einem Reinigen mittels eines Hochdruckreinigers oder dem Aufbringen
von Trokkengut mittels eines Radladers verbundenen Belastungen nicht
beschädigt.
Die erste Schicht weist eine große Härte auf und ist sehr haltbar.
Die Materialkosten des Verbundstoffs sind dabei außerordentlich
gering. Epoxidharz ist gegenüber
Magnesiazement als Bindemittel dann vorteilhaft, wenn die erste
Schicht dauerhaft durchnäßt werden
soll. Dann hat sich ein mittels Epoxidharz als Bindemittel hergestellter
Verbundstoff als haltbarer als ein mittels Magnesiazement als Bindemittel
hergestellter Verbundstoff erwiesen.
-
Bevorzugt ist der Magnesiazement
aus etwa 25 Gewichtsanteilen Magnesiumoxid pro 20 Gewichtsanteilen
einer Lösung
eines Magnesiumsalzes, insbesondere Magnesiumchlorid, mit einer
Dichte der Lösung
von etwa 1263 g/l hergestellt. Das Verhältnis der Menge des Zuschlagstoffs
zur Menge des Bindemittels ist abhängig von der Gesamtoberfläche der
Teile des Zuschlagstoffs. Bei kleinen Teilen ist die Gesamtoberfläche der
Teile größer als
bei größeren Teilen
und erfordert im Verhältnis
zum Gewicht der Teile mehr Bindemittel. Bei Epoxidharz als Bindemittel
kann die erste Schicht beispielsweise hergestellt werden, indem
Quarzsand mit einer Körnung
von 1 bis 2 mm mit 6 Gew.% Epoxidharz vermischt und dann verdichtet
wird.
-
Der erste Zuschlagstoff und/oder
ein zweiter im Beton enthaltener Zuschlagstoff besteht bevorzugt
aus im Wesentlichen einheitlich, insbesondere abgerundet, bevorzugt
körnig
oder kugelig, geformten Teilen. Derart geformte Teile ermöglichen
eine gleichmäßige und
bei der Herstellung vorhersagbare Porosität der ersten bzw. der zweiten
Schicht . Dazu ist es auch günstig,
wenn der erste und/oder der zweite Zuschlagstoff aus Teilen von
zumindest einer im Wesentlichen einheitlichen Größe besteht. Ansonsten, d.h.
wenn die Teile unterschiedliche Größen aufweisen, können die
von größeren Teilen
gebildeten Poren von kleineren Teilen zugesetzt sein. Es können aber
auch Teile mehrerer im Wesentlichen einheitlicher Größen vorliegen,
wenn dadurch sicher gestellt ist, dass definierte Poren entstehen.
Poren sind vor allem durch ihre Größe definiert, die im Allgemeinen
durch die Größe der Partikel
oder Moleküle
bestimmt ist, welche die Poren passieren können.
-
Der erste und/oder der. zweite Zuschlagstoff kann
ein Sand, insbesondere ein Quarzsand, sein. Die Sandkörner von
Quarzsand zeichnen sich durch eine besonders große Härte aus. Dadurch kann die erste
Schicht besonders hart ausgestaltet werden. Je härter die erste Schicht ist,
desto weniger wird sie bei mechanischer Belastung beschädigt.
-
Die erste Schicht kann mit der zweiten Schicht
reib-, haft- und/oder
formschlüssig
verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbundstoff
in Form eines Formsteins, insbesondere eines Verbundsteins, vorliegt.
Das ermöglicht
eine Herstellung unter optimalen Bedingungen und unabhängig vom
Ort der späteren
Verwendung und den dort vorherrschenden Bedingungen. Insbesondere
bei der Verwendung von Epoxidharz als Bindemittel kann nicht immer
Vorort gearbeitet werden, weil dazu beispielsweise Temperaturen
unter 10°C
nicht geeignet sind.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin
eine Vorrichtung zum Entwässern
von zu trocknendem Gut, wobei die Vorrichtung zumindest teilweise
eine wasserableitende oder -aufnehmende aus einem erfindungsgemäßen Verbundstoff
gebildete Bodenoberfläche
aufweist. Der große
Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass das Gut mittels der
Bodenoberfläche
sehr effektiv und schnell entwässert
werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein solcher Boden
verhältnismäßig preiswert
hergestellt werden, kann und somit die Gesamtkosten der Vorrichtung verringert.
-
Vorzugsweise ist die Oberfläche des
Bodens aus Formststeinen gebildet, welche aus einem erfindungsgemäßen Verbundstoff
gefertigt sind. Das hat gegenüber
einer Vorort hergestellten Bodenoberfläche den. Vorteil, dass bei
der Herstellung des Verbundstoffs keine Abhängigkeit von äußeren Bedingungen
am Ort des Bodens, wie z.B. zu große Hitze oder zu große Kälte, besteht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die die Oberfläche des
Bodens bildenden Formsteine nicht fest mit dem Boden oder untereinander
verbunden und dadurch aus der Oberfläche herausnehmbar sind. Das
ermöglicht
eine einfache Reinigung der Formsteine, z.B. indem sie aus dem Boden
herausgenommen und von der Rückseite
her mit einem Hochdruckdampfstrahler durchspült werden.
-
Besonders gut ist die Vorrichtung
zum Trocknen von zu trocknendem Gut geeignet, wenn über dem
Boden ein gewächshausarti ges
Gebäude
errichtet ist. Dadurch wird eine solare Trocknung, d.h. eine Trocknung
unter Zuhilfenahme von Sonnenenergie ermöglicht. Das gewächshausartige
Gebäude weist
im Allgemeinen eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Gebäudehülle auf.
Mit einer solchen Vorrichtung kann dem Gut bei einer solaren Trocknung
Wasser von oben und unten entzogen werden. Einem kompakten Gut,
wie z.B. Klärschlamm,
kann durch den Boden schnell so viel Wasser entzogen werden, dass
es aufgelockert werden kann. Durch das Auflockern steht eine größere der
Luft zugängliche
Oberfläche
für die
Trocknung durch Verdunstung zur Verfügung, so dass eine solare Trocknung
effektiver wird. Die Kombination des Bodens mit dem eine solare
Trocknung ermöglichenden
gewächshausartigen
Gebäude
steigert sowohl die Effektivität
der solaren Trocknung als auch die Effektivität der Trocknung durch den Boden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass nach
dem Trocknen des Guts in den Poren enthaltenes, insbesondere kapillar
gebundenes, d.h. nicht mehr abfließendes, Wasser durch solare
Trocknung verdunstet werden kann, um den Boden für eine weitere Entwässerung
von Gut vorzubereiten. Ein Absaugen des Wassers ist nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
stellt eine technisch einfache und kostengünstige Alternative zu im Stand
der Technik bekannten mit Vakuum arbeitenden Vorrichtung zum Entwässern von
Schlamm dar.
-
Erfindungsgemäß ist weiterhin die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Verbundstoffs
zum Filtern von Flüssigkeit,
zum Begasen von Naturprodukten oder zum Trocknen von Trockengut
durch Entziehen von Flüssigkeit
oder durch Belüften
vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur
Herstellung eines aus einer ersten Schicht und einer zweiten aus
Beton bestehenden Schicht gebildeten Verbundstoffs mit folgenden
Schritten vorgesehen:
- a1) Ausbringen des die
zweite Schicht bildenden frischen Betons,
- b1) Ausbringen eines die erste Schicht bildenden frischen aus
einem nicht wässrigen
Bindemittel und. mindestens einem ersten Zuschlagstoff bestehenden
Verbundmaterials auf den noch nassen oder feuchten Beton,
oder
- a2) Ausbringen eines die erste Schicht bildenden frischen aus
einem nicht wässrigen
Bindemittel und mindestens einem ersten Zuschlagstoff bestehenden
Verbundmaterials,
- b2) Ausbringen des die zweite Schicht bildenden frischen Betons
auf das noch frische Verbundmaterial,
und
- c) Verdichten des bei den Schritten lit. a1 und lit. b1 oder
den Schritten lit. a2 und lit. b2 ausgebrachten Betons und Verbundmaterials
und
-
Aushärten lassen des Betons und
des Verbundmaterials.
-
Unter einem frischen Beton bzw. einem
frischen Verbundmaterial wird ein noch nicht abgebundener Beton
bzw. ein noch nicht abgebundenes Verbundmaterial verstanden. Der
Beton kann beim Schritt lit. b1 insbesondere einen Feuchtigkeitsgehalt von über 4%,
5% oder sogar 6% aufweisen. Obwohl es aus dem Stand der Technik
bekannt ist, dass ein Verbundmaterial mit einem nicht wässrigen
Bindemittel, wie beispielsweise Epoxidharz, nur auf trockenen Beton
aufgebracht werden kann, um einen gut verbundenen Verbundstoff zu
bilden, ermöglicht
es das erfindungsgemäße Verfahren,
eine solche Verbindung auch mit frischem Beton herzustellen. Ermöglicht wird
das durch das beim Schritt lit. c erfolgende Verdichten des Betons
und des Ver bundmaterials. Das Verdichten kann z.B. durch Rütteln oder
auch durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formsteins erfolgen.
Je höher
der beim Verdichten auf das Verbundmaterial und den Beton ausgeübte Druck
ist, desto besser verbindet sich der noch frische Beton mit dem
Verbundmaterial.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann sogar vollständig
darauf verzichtet werden, dem nicht wässrigen Bindemittel einen Emulgator
zuzusetzen. Emulgatoren werden nicht wässrigen Bindemitteln im Stand
der Technik zugesetzt, um ein Aufbringen auf Beton mit einem Restwassergehalt
von bis zu 4% zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist das Bindemittel ein Epoxidharz. Das Verdichten
gemäß lit. c
kann durch Ausüben
eines Pressdrucks oder durch Rütteln
erfolgen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird
zuvor der frische Beton zwischen den Schritten lit. a1 und lit.
b1, insbesondere durch Ausüben
eines Pressdrucks oder durch Rütteln,
verdichtet. Der in den Schritten lit. a1 oder b2 ausgebrachte Beton
kann Poren aufweisen. Das ermöglicht
eine besonders gute Verbindung der ersten mit der zweiten Schicht.
Dabei kann das nicht wässrige
Bindemittel in die Poren des Betons eindringen.
-
vorzugsweise erfolgt das Ausbringen
gemäß der Schritte
lit. a1 und lit. b1 oder lit. a2 und lit. b2 zur Herstellung eines
Formsteins in eine Formsteinform hinein. Besonders vorteilhaft ist
das Verfahren, wenn die Formsteinform nach Schritt lit. c und vor
Schritt lit. d zumindest teilweise entfernt wird. Insbesondere können Seitenwände der
Formsteinform entfernt werden. Besonders gut ist das beim die Schritte
fit. a1 und lit. b1 umfassenden Verfahren möglich. Bei einem ausschließlich mit
Epoxidharz als Bindemittel hergestellten Formstein ist das nicht
möglich,
da dieser nach dem Entfernen der Seitenwände der Formsteinform seine
Form verliert, d.h. insbesondere zerfließt. Ein solcher Formstein muss
daher in der Form ausgehärtet
werden. Zur industriellen Herstellung solcher Formsteine sind wesentlich
mehr Formsteinformen er forderlich als nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann
dieselbe Formsteinform, zumindest teilweise, immer wieder verwendet
werden, bevor der darin hergestellte Formstein ausgehärtet ist.
Vorzugsweise ist der Verbundstoff ein erfindungsgemäßer Verbundstoff.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand
von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
-
1. Herstellung von Formsteinen
-
1.1. Beton zur Herstellung
der zweite Schicht
-
Zur Herstellung der zweiten Schicht
wird als zweiter Zuschlagstoff klassierter Split mit einer Körnung von
8–16 mm
eingesetzt. Zur Verbesserung der Formstabilität werden 20 Gewichtsprozent
ungewaschener Flusssand der Körnung
0–2 mm
zugegeben. Weiterhin werden etwa 10 Gewichtsprozent Zement zugesetzt.
Sand, Split und Zement werden mit einem handelsüblichen Betonzwangsmischer
vermischt und anschließend
werden etwa 50 g Wasser pro kg Split-Zement-/Sandgemisch zugegeben
und eingemischt.
-
Die Zusammensetzung des Betons kann
je nach gewünschten
Eigenschaften in einem weiten Bereich variieren. Diese Eigenschaften
können
von den Anforderungen an das Endprodukt oder der Art einer zur Verarbeitung
eingesetzten Maschine abhängen.
Die Maschine ist bspw. eine Maschine zur automatischen Herstellung
von Formsteinen. Es sind z.B. die folgenden Varianten möglich:
- – Statt
Splitt kann ein anderes klassiertes, insbesondere grobporiges, Material
mit definierter Körngröße eingesetzt
werden.
- – Art
und Menge des Sandes können
gegenüber dem
obigen Beispiel abweichen. Der Anteil des zugegebenen Sandes kann
zwischen 0 und 30 Gewichtsprozent betragen.
- – Die
Menge des zugesetzten Zements und des zugesetzten Wassers kann gegenüber dem
obigen Beispiel abweichen. Je höher
der Anteil des Zements und je niedriger der Anteil des Wassers, desto
härter
ist das Endprodukt.
- – Zum
Mischen kann statt des Betonzwangsmischers auch eine andere handelsübliche Mischmaschine
verwendet werden. Das Mischen kann aber auch manuell erfolgen.
-
Die Angabe-"Gewichtsprozent" bezieht sich bei der Herstellung des
Betons jeweils auf das Gesamtgewicht des herzustellenden Betons.
-
1.2. Verbundmaterial zur
Herstellung der ersten Schicht
-
Zur Herstellung der ersten Schicht
wird als erster Zuschlagstoff Quarzsand der Körnung 1 bis 2 mm eingesetzt.
Als Bindemittel wird PCI-Bauharz®, ein
von der Firma PCI Augsburg GmbH, Piccardstraße 11, 86159 Augsburg, Deutschland
vertriebenes Epoxidharz, eingesetzt: Das Epoxidharz wird nach Herstellerangaben
mit Härter
vermischt. Anschließend
wird der Quarzsand mit 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht
des Quarzsandes, PCI-Bauharz® gründlich vermischt.
-
Die Zusammensetzung des Verbundmaterials
kann je nach gewünschten
Eigenschaften variieren. Es sind z.B. die folgenden Varianten möglich:
- – Statt
Quarzsand einer Körnung
von 1 bis 2 mm kann auch ein anderes klassiertes relativ kleinkörniges Material
mit definierter Körngröße verwendet
werden.
- – Statt
PCI-Bauharz® kann
auch ein anderes Epoxidharz verwendet werden.
- – Der
Anteil des Epoxidharzes kann zwischen 4 und 9 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht des Quarzsandes, liegen.
-
1.3. Herstellung der Formsteine
-
Die Formsteine können bspw. als Platten oder
Verbundsteine hergestellt werden. Die Herstellung erfolgt mit einer üblicherweise
zur Herstellung solcher, insbesondere aus Beton bestehender, Steine
verwendeten Maschine.
-
Zunächst wird der Beton wie bei
der Herstellung von Formsteinen üblich
gleichmäßig in eine Formsteinform
ausgebracht. Anschließend
wird der Beton ein erstes mal mittels eines Stempels in der Formsteinform
verdichtet. Das Verdichten kann mit bei der Herstellung herkömmlicher
Betonformsteine üblichen
Verdichtungsraten erfolgen. Nach der Verdichtung weist die zweite
Schicht eine Höhe
von etwa 8 cm auf. Je nach gewünschter
Verwendung des Formsteins kann die Betonmenge und Verdichtungsrate
aber auch so gewählt
werden, dass die zweite Schicht eine Höhe zwischen 3 und 12 cm aufweist.
-
Im Anschluß an das Verdichen erfolgt
unmittelbar ein gleichmäßiges Ausbringen
des die erste Schicht bildenden Verbundmaterials in die Formsteinform
hinein. Unmittelbar daran anschließend erfolgt ein zweites Verdichten,
vorzugsweise mit derselben Verdichtungsrate wie beim ersten Verdichten.
Die Höhe
der ersten Schicht beträgt
nach der Verdichtung etwa 1 cm. Je nach gewünschter Verwendung des Formsteins
kann die Menge des Verbundmaterials und die Verdichtungsrate aber
auch so gewählt werden,
dass die erste Schicht eine Höhe
zwischen 0,2 und 4 cm, bevorzugt 0,5 bis 1 cm, aufweist.
-
Im Anschluß an das zweite Verdichten
wird die seitliche Wandung der Formsteinform nach oben abgezogen.
Dabei bleiben die aus der ersten und der zweiten Schicht bestehenden
Formsteine von selbst auf ihrer Unterlage stehen. Die Formsteine
können dann
wie nur aus Beton hergestellte Formsteine auf Gestellen oder in
Bandtrocknern getrocknet bzw. ausgehärtet werden. Nach einer Vorhärtung von etwa
einem Tag bei Raumtemperatur könne
die Formsteine zur Nachhärtung
gestapelt werden. Die Nachhärtung
kann bei Umgebungstemperatur innerhalb von etwa einer Woche erfolgen.
-
2. Herstellung
eines ortsfesten Verbundstoffs
-
Zur Herstellung einer aus dem Verbundstoff gebildeten
Bodenoberfläche
wird der oben beschriebene die zweite Schicht bildende Beton in
eine Verschalung mit Ableitungsstutzen für Wasser in einer Schichtdicke
von 10 cm ausgebracht. Anschließend wird
die zweite Schicht eben abgezogen und mit einer Rüttelplatte
verdichtet. Direkt im Anschluß erfolgt das
Ausbringen des die erste Schicht bildenden oben beschrieben Verbundmaterials
in einer Schichtdicke von etwa 2 cm. Die Umgebungstemperatur sollte
dabei mindestens 10 °C
betragen. Die zweite Schicht wird eben abgezogen. Anschließend erfolgt
ebenfalls mit einer Rüttelplatte
ein weiteres Verdichten.
-
Die Herstellung des ortsfesten Verbundstoffs kann
bspw. wie folgt variiert werden:
- – Das Verdichten
kann, insbesondere bei großflächigem Ausbringen
des Verbundstoffs, auch mit einer Straßenwalze oder einem anderen
zum Verdichten bekannten Gerät
erfolgen.
- – Die
Schichtdicke der zweiten Schicht kann zwischen 5 und 30 cm betragen.
- – Die
Schichtdicke der ersten Schicht kann zwischen 0,5 und 3 cm betragen.
- – Das
Ausbringen des die erste Schicht bildenden oben beschrieben Verbundmaterials
erfolgt nicht direkt nach dem
-
Verdichten des Betons und insbesondere erst
nach dem Aushärten
des Betons.