DE10338978A1 - Thermoplaste (Plastomere) als Bindemittel für Flächenabdichtkonstruktionen zur Herstellung flüssigkeitsundurchlässiger und chemisch beständiger, befahrener Dichtkonstruktionen in LAU-Anlagen (Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen wassergefährdender Flüssigkeiten) (Plastomer-Asphalt) - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kraftstoff- und/oder chemikalienresistenten Verkehrsfläche auf Basis einer Plastomerasphaltmischung mit vernetzbaren und/oder unvernetzbaren Thermoplasten oder Elastomeren, die als Compounds vernetzungsaktive Substanzen sowie weitere Additive enthalten, als Bindemittel für die mineralischen Füllstoffe zur Beschichtung einer bestehenden oder neu zu erstellenden Oberfläche, insbesondere in LAU-Anlagen, durch Aufbringen einer Plastomerasphaltmischung in gepulverter oder geschmolzener Form, Einbringen von Schmelz- und Vernetzungswärme durch Mikrowellenbestrahlung und Anwalzen der noch heißen Asphaltschicht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Zubereitung sowie ein Verfahren zur Fertigung kraftstoff- und/oder chemikalienresistenter Verkehrsflächen auf Basis von vernetztem und/oder unvernetztem Polyethylen sowie anderer Thermoplaste als Bindemittel für Guss- und Walzasphaltmischungen mit mineralischen Füll- und weiteren Zusatzstoffen, die auf bestehende oder neu zu errichtende Fahrbahnen, insbesondere im Betankungs- und Befüllbereich von Tankstellen oder sonstige Flächen aufgebracht werden sowie deren Verwendung.
• Den Umweltanforderungen angepasste Änderungen gesetzlicher Auflagen machen kraftstoff- und/oder chemikalienresistente Abdichtungen von Fahrbahndecken im Bereich von LAU-Anlagen notwendig. Dieses Problem zeigt sich besonders bei älteren Tankstellen, deren befahrene Flächen nicht mehr den Erfordernissen entsprechen. Zur nachträglichen Abdichtung müssen die bestehenden Fahrbahnen in der Regel entfernt und neu erstellt werden. Bislang war es technisch äußerst schwierig, die mangelhaften Fahrbahndecken mit einer weiteren, kraftstoff- und chemikalienresistenten Beschichtung zu versehen, die einerseits den gesetzlichen Auflagen entspricht und andererseits auch die chemisch-technischen Anforderungen erfüllt.
• Der vollständige Austausch einer zu sanierenden konventionellen Fahrbahndecke und der anschließende, den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Neuaufbau ist außerordentlich kostenintensiv. Somit wird deutlich, den bereits vorhandenen Fahrbahnaufbau aus wirtschaftlichen und bautechnischen Gegebenheiten als Basis für die erfindungsgemäße Beschichtungstechnik zu nutzen.
• Den gesetzlichen Auflagen entsprechend muss die Fahrbahndecke in Tankstellenbereichen auch elektrisch leitend ausgerüstet sein, d. h. einen maximalen Ableitwiderstand von 108 Ohm aufweisen. Durch geeignete Zuschlagstoffe wird dieser Anforderung entsprochen.
• Auch in Bereichen mit befahrenen Flächen, auf denen Lösemittel und Chemikalien gehandhabt werden, LAU- und HBV-Anlagen genannt, gilt Entsprechendes. Fahrbahndecken, die kraftstoffresistent auf bestehende Decken aufgetragen werden, sind in der DE 199 57 657 beschrieben. Diese werden mehrschichtig aus einer Trennlage auf Faserbasis und einer Gussasphaltschicht von mindestens 2 cm Schichtdicke aufgetragen. Der Nachteil ist im vergleichsweise hohen Kosten- und Zeitaufwand dieser Technologie zu sehen, die aufgrund der Dicke des Aufbaus eine Höhenniveauregulierung auch des Zapfsäulenbereichs sowie die damit verbundene Anpassung weiterer Bauteile, wie Schächte, Abflüsse und Übergangsbereiche notwendig macht.
• Ziel der Erfindung ist somit, eine Fahrbahnbeschichtung zu ermöglichen, die neben kraftstsoffresistenter Erfordernisse auch die Bedingung bezüglich des Ableitwiderstandes, der dauerhaften Rissbeständigkeit zur Verhinderung des Eindringens von Kraftstoff in den Untergrund erfüllt und auch über einen längeren Zeitraum der Belastung und dem Verschleiß durch Kraftfahrzeuge unter allen Witterungsbedingungen widersteht. Darüber hinaus ist eine kostengünstige Fahrbahnbeschichtung innerhalb kurzer Zeit aufzubringen, die aufgrund ihrer geringen Schichtstärke keine Niveauanpassung im Tankstellenbereich erforderlich macht und nach dem Auftragen ein sofortiges Befahren ermöglicht.
• Dieses Ziel wird mit einer Methode der anfangs bezeichneten Art erreicht, bei der zur Herstellung einer kraftstoffresistenten und -dichten Verkehrsfläche auf Basis einer Plastomerasphaltmischung einer bestehenden oder auch einer neu zu fertigenden Fahrbahn, insbesondere im Tankstellenbereich durch Reinigen der vorhandenen Oberfläche, Aufbringen einer Plastomerasphaltpulvermischung, Verdichten, Vernetzen des darin enthaltenen Polyethylens mittels Eintrag von Wärme durch elektromagnetische Strahlung und Nachverdichten der noch heißen Plastomerasphaltschicht verfahren wird.
• Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise wird eine kaftstoff- und chemikalienresistente, ableitende und verschleißarme Schicht auf eine bestehende oder neu zu erstellende Fahrbahn aufgetragen, die den gesetzlichen Auflagen entspricht. Die Spannungsrissbeständigkeit wird durch die Vernetzung des in der mineralischen Asphaltmischung enthaltenen Polyethylens LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und/oder HDPE (Polyethylen hoher Dichte), das seine Molekülstruktur durch chemisch oder physikalisch initiierte Verknüpfung der Polymerketten ändert, drastisch reduziert. Vernetztes HDPE ist kraftstoffresistent, formstabil, zeigt ein optimales Verhältnis Flexibilität/Druckbelastbarkeit (entropieelastisches Verhalten), hervorragende Zeitstandfestigkeit auch bei höheren Temperaturen (bis ca. 110 °C) sowie hohe Abriebfestigkeit und hervorragende Rückstellkräfte. Darüber hinaus wird die Hafteigenschaft des Polyethylens durch den Vernetzungsvorgang deutlich verbessert. Unvernetztes Polyethylen, insbesondere HDPE, muss zur Verbesserung der Hafteigenschaften auf einen mittels Primer auf Polymer-/Copolymerbasis vorbereiteten Untergrund aufgebracht werden. Diese Primer können als Folie oder Pulver aufgeschmolzen oder als Polymerschmelze aufgetragen werden.
• Erfindungsgemäß wird auf den gründlich gesäuberten und getrockneten Untergrund je nach Anforderung eine pulverförmige Asphaltmischung, bestehend aus compoundiertem Polyethylenpulver bestimmter Körnung, das ein zur Vernetzung erforderliches organisches Peroxid enthält, einer anteiligen Menge an mineralischem Füllstoff (Quarzsand, Steinsplitt o. ä. in definierter Körnung) und weiteren erforderlichen Additiven, die auch im Polyethylen compoundiert sein können (Ruß, Antistatika o. a.), zur Verbesserung der elektrischen Ableitfähigkeit sowie der Mikrowellenaktivität aufgebracht. Die aufgetragenen Plastomerasphaltpulvermengen liegen zur Erzielung einer Beschichtungsstärke von 2 bis 10 mm je nach Schüttdichte des Pulvers im Bereich von 3 bis 15 kg/m². Bedarfsweise lassen sich auch Schichten bis 40 mm mit entsprechenden Pulvermengen und -formulierungen aufbringen. Somit können auch Unebenheiten ausgeglichen sowie erforderliches Gefälle berücksichtigt werden.
• Bedarfsweise kann kurz vor dem Auftragen des Plastomerasphaltpulvers eine Vorwärmung der Beschichtungsfläche unterhalb der sogenannten Scorchtemperatur des Peroxides erfolgen, um ein leichtes Anschmelzen des Polyethylens zu erreichen.
• Im weiteren Schritt wird die aufgetragene Asphaltpulvermischung zweckmäßig durch Anwalzen verdichtet und anschließend mit Hilfe eines Mikrowellengenerators auf eine Vernetzungstemperatur von 180 bis 250 °C gebracht. Direkt vor dem Erkalten wird die Plastomerasphaltschmelze durch Walzen nachverdichtet und ist nach Erreichen der Umgebungstemperatur sofort befahrbar. Übergangsbereiche können durch spezielle Techniken unter Berücksichtigung der Erweichungstemperatur des Polyethylens ebenfalls kraftstoff- und/oder chemikalienresistent versiegelt werden.
• Mikrowellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie das absorbierende Material selektiv, berührungslos volumetrisch unter geringem Zeit- und Energieaufwand erwärmen. Somit werden auch diesbezügliche Sicherheitsauflagen im Handhabungsbereich entflammbarer Medien erfüllt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, vorhandene Fugen zu überbauen, ohne Undichtigkeiten entstehen zu lassen. Die bereits beschriebene thermoelastische Eigenschaft des vernetzten Thermoplastbinders reicht aus, Materialspannungen auszugleichen.
• Auf diese Weise lassen sich durch Variation der Plastomerasphalt-Pulverformulierung auch stärkere Deckschichten in diversen Anwendungsbereichen aufbauen. Weitere Einsatzmöglichkeiten finden sich bei der Beschichtung von Böden in Lagerhallen, Verkaufsräumen und in Außenbereichen als Auftragsmaterial für Fahrbahnmarkierungen. Des Weiteren können auch Sanierungen von bereits lösemitteldicht ausgerüsteten Fahrbahnbelägen in und außerhalb von LAU-Bereichen vorgenommen werden.
• Gemäß dieser Erfindung lässt sich Polyethylen als Binder im Plastomerasphalt je nach physikalisch-chemischer Beanspruchung in Form von HDPE und/oder LDPE sowohl in unvernetzter als auch in vernetzter Form einsetzen. In weiteren Anwendungsbereichen können auch peroxidisch vernetzbare Elastomere (EVA, EPDM, NR, SBR u. a.) als Plastomerasphaltbinder verwendet werden.
• Die Vernetzung kann chemisch oder physikalisch erfolgen. Chemische Vernetzungsarten basieren auf der Verwendung hochreaktiver Substanzen wie org. Peroxide, Silane oder Azoverbindungen. Beim physikalischen Vorgang wird die Vernetzung durch energiereiche Elektronenstrahlung ausgelöst.
• Wird erfindungsgemäß unvernetztes Polyethylen als Binder verarbeitet, so kann die Plastomerasphaltmischung auch in Form einer Schmelze als Guss- oder Walzasphalt, bedarfsweise unter Verwendung eines geeigneten Primers, insbesondere beim HDPE, auf den zu beschichtenden Untergrund aufgetragen werden. Anstelle von Polyethylen lassen sich anforderungsbedingt auch andere Thermoplaste oder Elastoplaste (DIN 7724) als Bindemittel einsetzen.
• Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel näher beschrieben.
• Eine erfindungsgemäße Fahrbahndecke wird auf eine Betondecke im Bereich einer Tankstelle folgendermaßen aufgebracht.
• Die zu beschichtende und zu versiegelnde Fahrbahndecke wird zunächst gründlich gereinigt und das Plastomerasphaltpulver, bestehend aus compoundiertem LDPE- und/oder HDPE-Gries sowie Mineralgries gleicher Korngröße im bestimmten Mischungsverhältnis mit Hilfe einer Auftragsvorrichtung (Walzenstreuer) in einem Streifen von ca. 50 bis 100 cm in einer Schichtdicke von ca. 1 cm aufgestreut, mittels Anwalzen verdichtet und direkt nachfolgend durch Mikrowellenbestrahlung auf Erweichungs- und Vernetzungstemperatur des Polyethylens (ca. 200 °C) gebracht. Der Mikrowellengenerator kann auch in die Auftragsvorrichtung integriert werden. Das Mikrowellenfeld wird mit einer für den Vernetzungsvorgang erforderlichen Geschwindigkeit über den Plastomerasphaltpulverstreifen geführt. Die Vernetzungszeit liegt, abhängig von der Temperatur und der Peroxidmenge im Polyethylen, im Bereich von 1 bis 5 Minuten zur Erzielung eines ausreichenden Vernetzungsgrades. Unmittelbar vor dem Abkühlen der Asphaltschmelze wird diese dicht auf die Fahrbahndecke aufgewalzt.
• Der nächste Plastomerasphaltstreifen wird in der gleichen Weise parallel und fugendicht dem ersten Streifen angefügt. Bedarfsweise werden die Übergangskanten angerauht oder mittels Faserfließ überbrückt. Bei erforderlichen Aussparungen (Schachtdeckel o. ä.) oder Anpassungen wird technisch wie beim Aufbringen von Bitumenasphalt verfahren.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer kraftstoff- und/oder chemikalienresistenten Verkehrsfläche, bei dem vernetzbare und/oder unvernetzbare Thermoplaste (Plastomere), insbesondere Polyethylen als Bindemittel für Guss- und Walzasphaltmischungen mit mineralischen Füll- und weiteren Zusatzstoffen auf bestehende oder neu zu fertigende Fahrbahnen in LAU-Anlagenbereichen als Plastomerasphaltmischung in Pulverform mit anschließendem Aufschmelzen oder in geschmolzenem Zustand und Vernetzen sowie Nachverdichtung aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vernetzung des Thermoplastes chemisch durch organische Peroxide, Silane oder Azoverbindungen oder physikalisch mittels energiereicher Strahlung angeregt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Erwärmung der Plastomerasphaltmischung zur chemischen Vernetzung durch Mikrowellenbestrahlung oder andere elektromagnetische Strahlung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die eingesetzten Thermoplaste als Bindemittel weitere Zusatzstoffe in compoundierter, beigemischter oder gecoateter Form zur Verbesserung der elektrischen Ableitfähigkeit sowie der Mikrowellenabsorption enthalten.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Verbesserung der Plastomerasphalthaftung geeignete Primer auf Polymer-/Copolymerbasis auf den zu beschichtenden Untergrund aufgeschmolzen werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Plastomerasphaltbeschichtung auch in anderen Bereichen, wie Fahrbahnen außerhalb von LAU-Anlagen, Lagerhallen, Verkaufsräume, Dach- und Bodenflächen im Freien sowie zur Flächensanierung eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei anstelle von Polyethylen als Bindemittel auch andere vernetz- und/oder nicht vernetzbare Thermoplaste, Elastomere oder Elastoplaste nach DIN 7724 oder Abmischungen dieser eingesetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Plastomerasphaltbeschichtung durch Farbpigmentzusatz auch für Fahrbahnmarkierungsflächen verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zur Verbesserung der elektrischen Ableitfähigkeit bedarfsweise zusätzlich in bestimmten Abständen leitfähige Verbindungen vom Plastomerasphalt zum Bodenbereich zur Verbesserung der elektrischen Ableitfähigkeit installiert werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vor der Beschichtung des Untergrundes eine Trennlage aufgebracht wird (schwimmender Plastomerasphalt) mit leitfähigen Verbindungen zum Boden zur Verbesserung der elektrischen Ableitfähigkeit.
11. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 7, bei dem die Plastomerasphaltmischungen, anforderungsbezogen mit Glas- oder Polymerfasern, zusätzlich armiert und/oder auch zur Herstellung von Formteilen verwendet werden.