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Verfahren zur Herstellung einer Unterbaumischung für den Straßenbau
unter Verwendung einer Hochofenstückschlacke Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung einer Unterbaumischung für den Straßenbau aus latenthydraulischen
Stoffen unter Verwendung einer Hochofenstückschlacke.
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Es ist bekannt, daß Hochofenschlacke latenthydraulische Eigenschaften
aufweist. So hat man schon diese Hochofenschlacke unter Ausnutzung dieser Eigenschaften
und nach entsprechender Aufbereitung, z. B. durch Wassergranulation, und einer Weiterbearbeitung,
z. B. einer Mahlung sowie in Verbindung mit anderen als Anreger dienenden Stoffen,
z. B. Portlandzementklinker, zu hydraulischen Bindemitteln verarbeitet, die mit
beispielsweise Hochofenzement, Eisenportlandzement, Sulfathüttenzement u. dgl. bezeichnet
werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Hochofenschlacke im Straßenbau
einzusetzen. So wurden beispielsweise die latenthydraulischen Eigenschaften der
Hochofenschlacke in der Weise ausgenutzt, daß man der anfallenden Stückschlacke
mit einer Körnung bis zu etwa 80 mm so viel Hüttensand mit einer Körnung von etwa
1 bis 3 mm hinzufügte, daß ein Minimum an Hohlräumen verblieb und dafür ein optimaler
Wassergehalt angestrebt wurde. Für den Unterbau einer Autobahn verwendete man ferner
Stückschlacke in der Mischung mit Natursand, wobei eine langsame Festigkeitssteigerung
des Unterbaues festgestellt wurde. Man hat weiterhin an anderer Stelle eine Versuchsstrecke
aus Stückschlacke und Hüttensand unter Vewendung eines als vollhydraulisch bezeichneten
Mischbinders gebaut. Hierbei wurden Hüttensand und Mischbinder als Mörtel in die
Hohlräume der zuvor ausgebreiteten Stückschlackenlange eingerüttelt. Der Unterbau
ist für eine bituminöse Deckschicht bestimmt. Man ist jedoch hierbei gezwungen,
daß der Verkehr auf der Straße erst nach etwa 40 Tagen Liegedauer zugelassen werden
kann, weil dann erst mit einer genügenden Erhärtung des Unterbaus aus Hochofenschlacke
gerechnet werden kann.
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Sofern bei den bekannten Unterbaumischungen aus Hochofenstückschlacke
in Verbindung mit wassergranulierter Hochofenschlacke, dem sogenannten Hüttensand,
auf die Verwendung vollhydraulischer Bindemittel verzichtet wurde, ergibt sich eine
sehr langsame Erhärtung der Mischung, die zum Zeitpunkt der Fertigstellung der Straße
meistens eine noch nicht ausreichende Stabilität besitzt. Die Verfestigungswirkung
kommt erst allmählich zustande, was jedoch bedingt, daß die Straße erst nach längerer
Zeit nach Fertigstellung dem Verkehr und insbesondere dem schweren Verkehr freigegeben
werden und somit auch dem Bauverkehr nicht dienen kann. Bekannt ist ferner die Verwendung
von Hochofenstückschlacke für den Straßenbau und die Verwendung von Schlackensand
in der Weise, daß zum Einschlagen der Decke während des Fertigwalzens neben Splitt
auch Schlackensand verwendet wird. Der Schlackensand wird hierbei nur dafür verwendet,
daß die freien Hohlräume bei der Packung der Stückschlacke ausgefüllt werden, um
eine geschlossene Straßendecke zu ergeben.
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Aus der Fabrikation von Hüttenzement war bekannt, Schlackensand als
hydraulisches Bindemittel zu verwenden. Er wird dabei als gleichwertig mit dem natürlich
vorkommenden Fluß- und Grubensand angesehen. Die Verwendung von feinvermahlten Anteilen
bei der Herstellung dieser Zemente führte zu dem Ergebnis, daß ein erheblich besseres
Erhärtungsvermögen erreicht wird, wobei das Erhärtungsvermögen sich hierbei auf
die Höhe der Festigkeit an sich bezieht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Unterbaumischung
für den Straßenbau aus latenthydraulischen Stoffen unter Verwendung einer Hochofenstückschlacke,
wobei die Herstellung der Unterbaumischung vornehmlich unmittelbar an der Gewinnungsstelle
der Schlacke in einem Arbeitsgang durchzuführen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß für die Unterbaumischung sowohl Hochofenstückschlacke als auch eine wassergranulierte
Hochofenschlacke (Hüttensand) verwendet werden und pulverisierte Anteile (z. B.
anfallender Staub der Brechanlage) von beiden Schlackenarten in der Weise zugemischt
werden, daß die pulverisierten Anteile der
Stückschlacke und des
Hüttensandes nahezu zu gleichen Teilen in der Mischung verwendet werden und daß
jeder Anteil in pulverisierter Form etwa den vierten bis sechsten, vorzugsweise
den fünften Teil der Menge des Hüttensandes bzw. etwa den achten bis zwölften, vorzugsweise
den zehnten Teil der Menge der Stückschlacke beträgt, wobei die Zusammensetzung
der Mischung von Stückschlacke zu Hüttensand etwa in den Grenzwerten von 1,25:1
bis 3:1 gehalten wird. Mit diesen pulverisierten Anteilen, und zwar sowohl der Hochofenstückschlacke
als auch dem Hüttensand, erreicht man eine sehr schnell wirksame Verfestigung und
Tragfähigkeit der Unterbaumischung ohne Zuhilfenahme eines Mischbinders, auf den
man bisher für die Erzielung des erfindungsgemäß angestrebten Ergebnisses angewiesen
war, nämlich einen sich so schnell verfestigenden Unterbau zu erhalten, daß er nach
kurzer Zeit von schweren Lastkraftwagen befahren werden kann, die für die Fertigstellung
der Straßen benötigt werden. Zur Erzielung des optimalen Ergebnisses wird die Mischung
von Stückschlacke und dem Hüttensand in einem Verhältnis von etwa 2:1 gehalten.
Die erfindungsgemäße Mischung ist für den Unterbau schwerst belasteter Straßen,
insbesondere solcher mit flexibler Binder- und Deckschicht geeignet. Man erzielt
eine leicht transportfähige und leicht einzubauende Unterbaumischung, die die unter
bituminösen Decken erforderliche Festigkeit unter gleichzeitiger Wahrung der erwünschten
Flexibilität aufweist. In dem Unterbau stellt sich bereits nach einer angemessenen
Zeit, etwa zum Zeitpunkt der nachfolgenden Fertigstellung der Deckschicht, die optimale
und ausreichende Festigkeit ohne die beim herkömmlichen Zementbetonunterbau im höheren
Alter eintretenden Nachteile wie Rißbildung, Stauchung u. dgl. ein. Sofern in höherem
Alter mit einer etwaigen zu großen Nacherhärtung zu rechnen ist, wird dieser Neigung
die dynamische Beanspruchung durch den schweren Straßenverkehr entgegenwirken, so
daß sich diese beiden Erscheinungen etwa die Waage halten werden und eine gleich
lange Lebensdauer für Decke und Unterbau erwartet werden kann.
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Es hat sich weiterhin als praktisch herausgestellt, einen an sich
bekannten Anregerzusatz der erfindungsgemäßen Gesamtmineralmischung zuzugeben, und
zwar in gelöster Form mit dem zur optimalen Verarbeitbarkeit noch erforderlichen
Wasser. Als solche Anregerstoffe dienen beispielsweise Kalkhydrat, hochhydraulischer
Kalk u. dgl. Ferner ist es zweckmäßig, Salze, die ebenfalls im Wasser gelöst sind,
zuzugeben, um das für die hydraulische Erhärtung nötige Wasser in der Mischung festzuhalten,
ohne daß es einer aufwendigen Nachbehandlung bedarf. Gleichzeitig wird dadurch eine
gewisse Lagerungs- und Transportmöglichkeit ohne die Gefahr des Eintretens einer
Entmischung gewährleistet. Solche Salze können Alkali-bzw. Erdalkalichloride sein,
wie z.B. Kalziumchlorid, Natriumchlorid u. dgl. Die Menge der Anregerstoffe bzw.
der hygroskopischen Stoffe soll nur wenige Prozent betragen, bezogen auf die Menge
des Anmachwassers.
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Es wird ferner empfohlen, daß die Stückschlacke in noch nicht ganz
erkaltetem Zustand zu der erfindungsgemäßen Mischung verarbeitet wird. Gegebenenfalls
kann auch das erforderliche Anmachwasser erwärmt werden. Dies gilt insbesondere
bei Herstellung der Unterbaumischung bei kühlem Wetter. Auf diese Weise läßt sich
auch im Winter die Anfangsfestigkeit erhöhen. Hierbei ist es zweckmäßig, die Unterbaumischung
gemäß der Erfindung unmittelbar an der Gewinnungsstelle der Schlacke herzustellen,
wobei die Herstellung in einem fortlaufenden Arbeitsgang erfolgen kann. Man kann
dann die --fertiggestellte Mischung zum Einsatzort transportieren, da sich bei Beschränkung
des Größtkorns auf etwa 45 mm Entmischungen des Materials weitestgehend vermeiden
lassen und auch nicht die Gefahr allzu schnellen Erstarrens wie bei vollhydraulischen
Bindemitteln gegeben ist.
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Beispiel 1
| Gemahlener Hüttensand (Körnung 0 bis |
| etwa (0,2 mm) ................ . . . . . . . . etwa
7 °/o |
| Pulverisierte Stückschlacke (Körnung |
| 0 bis etwa 0,2 mm) .................... etwa 6 °/o |
| in Prallmühle od. dgl. zerkleinert oder aus |
| anfallendem Staub im Brecher usw. ge- |
| wonnen, |
| Hüttensand ungemahlen (Körnung etwa |
| 0,2 bis 7 mm) ... . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .... etwa 29 °/o |
| Stückschlacke (gesiebt, Körnung 0 bis |
| 25 mm) .............................. etwa 22°/o |
| Stückschlacke (gesiebt, Körnung 25 bis |
| 45 mm) .............................. etwa 36°/o |
| 1000/0 |
darauf etwa 3 bis
501, Wasser, in welchem beispielsweise gelöst sind: etwa
3 °/o Kalkhydrat und etwa 4°/0 Kalziumchlorid, bezogen auf die Wassermenge.
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Beispiel 2
| Gemahlener Hüttensand (Körnung 0 bis |
| etwa 0,2 mm) ......................... etwa 7 °/o |
| Pulverisierte Stückschlacke (Körnung |
| 0 bis etwa 0,2 mm) ..................... etwa 6 °/o |
| in Prallmühle od. dgl. zerkleinert oder aus |
| anfallendem Staub im Brecher usw. ge- |
| wonnen, |
| Hüttensand ungemahlen (Körnung etwa |
| 0,2 bis 7 mm) ......................... etwa 25 °/o |
| Stückschlacke (gesiebt, Körnung 0 bis |
| 25 mm) .............................. etwa 24 °/o |
| Stückschlacke (gesiebt, Körnung 25 bis |
| 45 mm) .............................. etwa 38 °/o |
| 1000/' |
darauf 411/0 Wasser, in welchem gelöst sind: etwa 40/, hochhydraulischer Kalk und
etwa 5 °/o Natriumchlorid. Bei diesem Beispiel liegt der Anteil der Stückschlacke
zu dem Anteil des Hüttensandes an der unteren Grenze, nämlich etwa
2,5: 1.
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Beispiel 3
darauf ebenfalls etwa 40/, Wasser, in :welchem gelöst sind: etwa 4 °/a hochhydraulischer
Kalk und etwa 5 °/o Natriumchlorid.
Das Mengenverhältnis Stückschlacke
zu Hüttensand beträgt bei diesem Beispiel
1,5: 1.