DE1459779C3 - Bituminöse Schlämme für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine bituminöse Schlämme für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken u. dgl.

Im Straßenbau finden bekanntlich bituminöse Schlämmen Verwendung für Oberflächenbehandlungen, wie sie beispielsweise die TVbit 1/58 beschreibt. Ziel einer solchen Oberflächenbehandlung ist es hauptsächlich, einen »offenen«, d. h. hohlraumreichen Belag in seiner Oberfläche so zu schließen, daß Schmutz und Feuchtigkeit unter der Einwirkung des Verkehrs nicht eindringen können. Bituminöse Schlämmen bestehen aus wäßrigen Dispersionen bituminöser Bindemittel, denen Füller und Sand zugemischt werden. Nach der Verarbeitung bricht eine derartige Schlämme, das Dispersionswasser verdunstet bzw. versickert und es bleibt ein bituminös gebundener Feinmörtel zurück, der den erwähnten Porenschluß bewirkt. Eine derartige Schlammbehandlung gilt nach TVbit 1 nicht als selbständige Bauweise. Seit langem besteht im Straßenbau die Aufgabe, einen Baustoff zu finden, der nach Art einer Oberflächenbehandlung auf bituminöse Beläge aufgebracht werden kann und dann eine dünne aber hochverschleißfeste Beschichtung darstellt. Allgemeine Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Baustoff anzugeben.

In anderen Zweigen der Technik, nämlich zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten auf Metallen od. dgl. kennt man wäßrige Epoxydharz/ Härter-Dispersionen, die nach dem Aufbringen brechen und auf dem zu behandelnden Gegenstand eine Epoxydharz-Oberflächenschicht entstehen lassen. Für die Herstellung solcher Dispersionen eignen sich als Epoxydharze vorzugsweise Verbindungen mit mindestens zwei Äthylenoxydgruppen pro Molekül, die durch Umsetzung von mehrwertigen Phenolen mit Epichlorhydrin bzw. von Dienen mit Persäure erhalten werden. Ebenfalls geeignet sind Mischungen von Epoxydharz mit Steinkohlenteeren und Spezialbitumina. Als Härter sind vorwiegend solche geeignet, die hydrophobe Eigenschaften besitzen, beispielsweise Polyamine mit langen aliphatischen Ketten zwischen den reaktiven Aminogruppen, wobei die Gliederzahl vorzugsweise größer als 10 ist, oder Umsetzungsprodukte von monomeren dimerisierten bzw, trimerisierten ungesättigten Fettsäuren mit Polyaminen.

Es ist zwar bekannt (vgl. Zeitschrift »Bitumen, Teere, Asphalte, Peche und verwandte Stoffe«, 6/1964, S. 277 und 278), aus Epoxydharz, Härter, Bitumen und inerter, feinkörniger Mineralmasse bestehende Gemische für die Herstellung von Schutzüberzügen auf bituminösen Fahrbahndecken zu verwenden, die Verarbeitung solcher Gemische ist jedoch wesentlich aufwendiger als die von Schlämmen. Darüber hinaus reißen derartige Schutzüberzüge unter den Beanspruchungen des modernen Straßenverkehrs, während die Haftung ebenso häufig von vornherein nicht ausreicht.

Ferner ist es bekannt (vgl. Zeitschrift »Farbe und Lack«, 69. Jahrgang, Nr. 11, 1963, S. 830 und 831" sowie »Seifen — Öle — Fette — Wachse«, Nr. 2% 1962, S. 708 und 709, sowie »Plaste und Kautschuk«, 11. Jahrgang, Heft 4, 1964, S. 240 bis 242), Gemische auf Basis von Epoxydharzen in Kombination mit Teeren und Bitumen als Anstrichmittel zum Korrosionsschutz von Wänden oder Metallen oder Epoxydharz-Bitumen-Emulsionen vom öl-in-Wasser-Typ zur Herstellung von Deckschichten auf Dächern, insbesondere Glasfaserdächern, zu verwenden. Das hat jedoch die Entwicklung bituminöser Schlämmen für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken u. dgl. bisher nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bituminöse Schlämme für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken u. dgl. zu finden, die problemlos verarbeitet werden kann und dennoch allen Anforderungen in bezug auf Verschleißfestigkeit und Haftfestigkeit genügt.

Die erfindungsgemäße bituminöse Schlämme für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken u. dgl. besteht aus einer als Schlämme aufbereiteten Mischung aus Epoxydharz, Härter, Steinkohlenteer und/oder mit Epoxyd-

harz mischbarem Bitumen und einer kornabgestuften Mineralmasse aus

a) 20 bis 40 Gewichtsprozent Füller mit einer Körnung kleiner als 0,09 mm,

b) 80 bis 50 Gewichtsprozent Sand mit einer Kör- S nung zwischen 0,09 und 2 mm und

c) gegebenenfalls Pigmenten,

wobei auf 100 Gewichtsteile der Mineralmasse etwa 10 bis 25 Gewichtsteile Epoxydharz/Härter-Gemisch und etwa 10 bis 40 Gewichtsteile Wasser enthalten sind und die zur Erhöhung der Flexibilität enthaltene Menge an Steinkohlenteer und/oder Bitumen auf die erforderliche Verschleißfestigkeit abgestimmt ist, wobei steigende Zusatzmengen geringere Abriebfestigkeit der Verschleißschicht ergeben.

Unter kornabgestufter Mineralmasse aus 20 bis 40 Gewichtsprozent des Füllers und 80 bis 50 Gewichtsprozent des Sandes wird im Rahmen der Erfindung eine Mineralmasse verstanden mit einer Kornabstufung, die zwischen den Sieblinien A und B des in der Figur dargestellten Siebliniendiagramms liegt. Das Diagramm stellt die Kornzusammensetzung der Mineralmasse mit einem Größtkorn bis zu 2 mm dar. Die als Sieblochweite (Abszisse) im Wurzelmaßstab angegebenen Körnungen entsprechen den im Straßenbau üblichen Kornabstufungen. Unter den jeweiligen Ziffern ist die Sieblochweite eines Maschensiebsatzes nach DIN 4188 zu verstehen. Die Kornabstufung der Mineralmasse zwischen den Sieblinien A und B entspricht in etwa einer quadratischen Parabel, wie das Diagramm erkennen läßt.

Die zuzusetzende Menge an Steinkohlenteer und/ oder Bitumen, d. h. des bituminösen Bestandteiles kann leicht unter dem Gesichtspunkt ermittelt werden, daß die Abriebfestigkeit mit steigendem Zusatz abnimmt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung enthält die Schlämme bis zu 90 Gewichtsprozent an bituminösem Bestandteil, bezogen auf den Anteil an Epoxydharz, Härter sowie Steinkohlenteer und/oder Bitumen. Dabei empfiehlt sich für wenig beanspruchte Fahrbahndecken ein Gehalt des bituminösen Bestandteiles von 50 bis 70 Gewichtsprozent und für stark beanspruchte Fahrbahndecken ein solcher von 10 bis 20 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf den Anteil von Epoxydharz, Härter sowie Steinkohlenteer und/oder Bitumen.

Im Rahmen der beschriebenen Maßnahmen kann zur Erhöhung der Flexibilität mit erhöhten Härtermengen gearbeitet werden. Erhöhte Härtermenge bedeutet dabei, daß die stöchiometrisch erforderliche 5a Menge überschritten wird, und zwar unter Umständen beachtlich. Arbeitet man z. B. mit üblichen Härtern, so kann die Härtermenge die stöchiometrisch erforderliche um etwa 70 bis 100 °/o übersteigen. Der Wasserzusatz sollte im Rahmen der angegebenen Grenzen möglichst niedrig gehalten werden. Er hat fast ausschließlich die Aufgabe, die Verarbeitbarkeit der Schlämme zu bewirken. Lediglich bei sehr offenen, d. h. hohlraumreichen und bindemittelarmen bituminösen Belägen kann das Wasser das Eindringen der Schlämme erleichtern und somit — ähnlich wie bei Beton — zur Verbesserung der Haftung beitragen. Mit Hilfe der gegebenenfalls zuzusetzenden anorganischen oder organischen Pigmente können die Schlämmen und damit die daraus hergestellten Schichten eingefärbt werden.

Es muß als überraschend bezeichnet werden, daß eine Mischung des obengenannten Aufbaus als Schlämme aufbereitet werden kann, wobei bei Einsatz der genannten Kornabstufung der Mineralmasse diese Schlämme hinreichend stabil ist, um als Schlämme transportiert und auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht zu werden, während darüber hinaus gerade die Kornabstufung der Mineralmasse in Verbindung mit dem Steinkohlenteer- und/oder Bitumenzusatz dem aus der Schlämme entstehenden Schutzüberzug die erhöhte Flexibilität verleiht, die erforderlich ist, um den Schutzüberzug auf einer bituminösen Fahrbahndecke od. dgl. bei allen Beanspruchungen absolut sicher haften zu lassen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß ein leicht verarbeitbarer Baustoff für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken ' geschaffen ist, der ausgezeichnete Hafteigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit und gute Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, wie Treibstoffen, öl u. dgl. und gegenüber anorganischen Lösungen, wie Säuren oder Laugen, in nicht zu hoher Konzentration aufweist.

Die Erfindung wird an den folgenden Beispielen erläutert, wobei die Kornabstufungen der Mineralmassen auf das Diagramm der Figur bezogen sind.

1. Eine rote Schlämme für die Oberflächenbehandlung eines Gehweges, dessen Befestigung aus einem Teersplitt besteht, mit dem Ziel, eine für den Fußgängerverkehr geeignete farbige Beschichtung zu schaffen, wird wie folgt hergestellt: 100 bis 140 Gewichtsteile Steinkohlenteer werden mit 100 bis 60 Gewichtsteilen Epoxydharz/Härter gemischt und mit 5 bis 7 Gewichtsteilen Eisenoxidrot als Pigment glatt verrieben. Aus diesem Gemisch wird durch Zugabe von 100 Gewichtsteilen Wasser eine Bindemitteldispersion hergestellt. Zur Herstellung der Schlämme *■ -werden dann unter ständigem Mischen im Zwangs- ··«. mischer 200 Gewichtsteile Füller, z. B. Quarzmehl, und 470 Gewichtsteile Sand einer Kornabstufung zwischen 0,09 und 1 mm (entsprechend der mittleren Sieblinie des Siebliniendiagramms) zugegeben.

2. Eine schwarze (naturfarbene) Schlämme für die Oberflächenbehandlung einer dichten bituminösen Fahrbahndecke mit dem Ziel, eine einer starken Verkehrsbelastung angepaßte Verschleißfestigkeit zu erreichen, wird wie folgt hergestellt: 10 bis 20 Gewichtsteile Steinkohlenteer werden mit 90 bis 80 Gewichtsteilen Epoxydharz/Härter gemischt und daraus durch Zugabe von 100 Gewichtsteilen Wasser eine Bindemitteldispersion hergestellt. Zur Herstellung der Schlämme werden dann 160 Gewichtsteile Füller und 240 Gewichtsteile Sand (Größtkorn 0,6 mm entsprechend der Sieblinie A des Siebliniendiagrammes) zugegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bituminöse Schlämme für die Herstellung von verschleißfesten Schichten auf bituminösen Fahrbahndecken u. dgl., bestehend aus einer als Schlämme aufbereiteten Mischung aus Epoxydharz, Härter, Steinkohlenteer und/oder mit Epoxydharz mischbarem Bitumen und einer kornabgestuften Mineralmasse aus

a) 20 bis 40 Gewichtsprozent Füller mit einer Körnung kleiner als 0,09 mm,

b) 80 bis 50 Gewichtsprozent Sand mit einer Körnung zwischen 0,09 und 2 mm und

c) gegebenenfalls Pigmenten,

wobei auf 100 Gewichtsteile der Mineralmasse etwa 10 bis 25 Gewichtsteile Epoxydharz/Härtergemisch und etwa 10 bis 40 Gewichtsteile Wasser enthalten sind und die zur Erhöhung der Flexi- ao bilität enthaltene Menge an Steinkohlenteer und/ oder Bitumen auf die erforderliche Verschleißfestigkeit abgestimmt ist, wobei steigende Zusatzmengen geringere Abriebfestigkeit der Verschleißschicht ergeben.

2. Schlämme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämme bis zu 90 Gewichtsprozent an bituminösem Bestandteil, bezogen auf den Anteil von Epoxydharz, Härter sowie Steinkohlenteer und/oder Bitumen, enthält.

3. Schlämme nach Anspruch 1 für wenig beanspruchte Fahrbahndecken, gekennzeichnet durch einen Gehalt des bituminösen Bestandteiles von 50 bis 70 Gewichtsprozent, bezogen auf den Anteil von Epoxydharz, Härter sowie Steinkohlenteer und/oder Bitumen.

4. Schlämme nach Anspruch 1 für stark beanspruchte Fahrbahndecken, gekennzeichnet durch einen Gehalt des bituminösen Bestandteiles von 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den Anteil von Epoxydharz, Härter sowie Steinkohlenteer und/oder Bitumen.