DE1646640A1

DE1646640A1 - Synthetischer Zuschlag fuer Baustoffe sowie Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE1646640A1
Application number: DE19671646640
Authority: DE
Inventors: Kroeyer Karl Kristian Kobs
Original assignee: KROEYER KARL KRISTIAN KOBS
Current assignee: KROEYER KARL KRISTIAN KOBS
Priority date: 1966-07-06
Filing date: 1967-07-04
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1192573A; DK118176B

Description

Synthetischer Zuschlag für Baustoffe sowie Verfahren zur Herstellung desselben

.Die Erfindung bezieht sich auf einen synthetischen Zuschlagstoff, der insbesondere zur Verwendung in gießbaren Straßenoberflächenbelägen geeignet ist.

In den letzten Jahren hat sich ein Bedürfnis ergeben, Straßenbeläge in anderen Farben als den bisher verwendeten ' Schwarz-Weiß-Färbungen herzustellen, teils aus ästhetischen Gründen und teils zu dem Zweck, den Durchgangsverkehr durch Stadtgebiete zu leiten, wo es schwierig ist, Straßenbeschilderungen in einer ausreichend auffallenden Weise anzuordnen. Eine solche Lenkung des Verkehrs kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, daß der Straßenbelag mit verschieden gefärbten Leitlinien oder Fahrbahnstreifen versehen wird.

Eine Möglichkeit, Straßenbeläge oder Teile davon, wie zum Beispiel Verkehrslinien, vorzusehen, die farbigen Asphalt enthalten, besteht darin, gefärbten Asphalt zu verwenden. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß der erhaltene Farbeffekt verhältnismäßig schwach ist, weil der Asphalt, der das Bindemittel bei Asphalt-Straßenbelägen bildet, nur rund 10 % des Belages ausmacht. Außerdem wird ein großer Teil des verhältnismäßig weichen Asphaltes durch Abnutzung abgetragen, so daß die Farbe in relativ kurzer

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Es ist auch versucht worden, farbige Naturmaterialien als Zuschlagstoffe im Straßenbau zu verwenden. Auch diese Lösung ist unbefriedigend, weil es sehr schwer ist, Naturmaterialien zu finden, die die gewünschte Festigkeit und Farbe in sich vereinigen.

Da die für Asphalt-Straßendecken meistens verwendeten Zuschlagstoffe, wie zum Beispiel Granit, kalzinierter Flint und entglastes Glas, für eine Färbung nicht direkt empfänglich sind, ist erwogen worden, diese Materialien in der Weise zu färben, daß man sie mit einer farbigen Glasur versieht. Die Verwendung glasierter Zuschlagstoffe für Straßendecken oder für den Belag anderer Oberflächen, die starken Einflüssen in Form von Verschleiß, Stoßen und hohen Temperaturänderungen ausgesetzt sind, ist jedoch unbefriedigend, veil die spröde Glasur leicht vom Basismaterial abplatzen kann, wodurch der Farbeffekt verloren geht. Außerdem ist das Glasieren ein zeitaufwendiger und kostspieliger Prozeß, weil es ein Erhitzen auf hohe Temperaturen erfordert.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen billigen, verschleißfesten und farbigen Zuschlagstoff zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuschlagstoff aus Knöllchen besteht, die sich aus kleinen Körpern aus entglastem Glas, hydraulisch abbindendem Zement und einem Pigment zusammensetzen. Der mit dem erfindungs— gemäßen Zuschlagstoff erhaltene Farbeffekt wird durch das

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Pigment erzeugt, das gleichmäßig in der Zementmasse verteilt ist, welche die kleinen Körper entglasten Glases zu der Form der Knöllchen miteinander verbindet. Folglich ist der Zuschlagstoff nicht nur auf der Oberfläche gefärbt, so daß der Farbeffekt noch erhalten bleibt, wenn das Material verschleißt oder unter schweren Schlägen zerbricht. Das Pigment ist vorzugsweise ein fein gemahlenes, unlösliches anorganisches Pigment, das bei der Herstellung des Zuschlagstoffes innig mit "dem Zement vermischt wird, bevor die Knöllchenbildung stattfindet. Es können sonach die vielfältigsten Pigmente gewählt werden, und der erfindungs- μ gemäße Zuschlagstoff kann in den verschiedenartigsten Farben hergestellt werden.

Als Pigmente für den Zuschlagstoff können beispielsweise Metalloxyde verwendet werden, wie Eisenoxyde, Chromoxyde Kobalt-, Titan- und Nickelverbindungen.

Anstatt den gefärbten Zement im Zusammenhang mit der Herstellung der Knöllchen herzustellen, kann auch handelsüblicher farbiger Zement verwendet werden, der gewöhnlich f aus weißem Zement und einem beigemischten Pigment besteht.

Da das entglaste Glas normalerweise ein weißes Material ist, genügen verhältnismäßig kleine Mengen an Pigment, um die Farbe dieses Materials zu überdecken und dem Zuschlagstoff den gewünschten Farbton zu geben.

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Die kleinen Körper aus entglastem 81a* haben in sich eine hohe mechanische Festigkeitι und da der abgebundene Zement gute Festigkeitseigenschaften hat, besitzen die aus diesen beiden Teilen geformten Knöllchen eine große Widerstandsfestigkeit gegen mechanische Einwirkungen, Ein wichtiger Paktor, der zu den guten Festigkeitseigenschaften der Knöllchen beiträgt, ist der Umstand, daß die kleinen Körper aus entglastem Glas spitze Kanten haben und deshalb dazu neigen, während der Knöllchenbildung weitreichend ineinander einzurücken.

Die spitzen Kanten der Körper aus entglastem Glas sind auch dann von Wichtigkeit, wenn der Zuschlagstoff für Straßendecken verwendet wird, da die Knöllchen eine rauhe, sandpapierartige Oberfläche haben, was darauf beruht, daß größere oder kleinere Körner des entglasten Glases aus der Oberfläche vorstehen. Wenn die Knöllchen in einen Straßenbelag eingebettet sind und der die Knöllchen umgebende Asphalt durch die vom Verkehr verursachte Abnutzung entfernt worden ist, verleihen die Knöllchen der Straßenoberfläche einen rauhen Charakter, und die Vielzahl der aus den Knöllchen herausragenden Körner aus entglastem Glas verhindern, daß die Knöllchen poliert werden, und gewährleisten gute Haftreibungseigenschaften der Straßendecke. Außerdem vermögen die Knöllchen den Wasserfilm zu brechen, der sich bei nassem Wetter auf der Straßenoberfläche bildet.

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Der erfindungsgemäße Zuschlagstoff hat ferner'gute'w'iBer-

er gute Wide

standsfestiglceit gegen chemische Einflüsse, denen er unterliegt, wenn er für Materialien verwendet wird, die der Atmosphäre ausgesetzt irind«,

- Die kleinen Körper aus entglastem Glas können eine Teilchengröße von bis zu 2 mm haben, und die endgültigen Knöllchen werden vorzugsweise mit einer Korngröße von 4 - 12 mm gefertigt,wobei dieser GrÖßenbereiGh sich für Straßenoberflächenbeläge als besonders brauchbar gezeigt hat. Für spezielle zwecke kann es wünschenswert sein, noch größere Knöllchen herzustellen·

Eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes besteht darin, daß die kleinen Körper entglasten Glases durch Abschrecken von geschmolzenem Glas hergestellt sind» Bs wurde gefunden, daß die auf diese Weise hergestellten Glaspartikel in beträchtlichem Ausmaß im wesentlichen kubische Form haben« Diese kubische Form ist für den erfindungsgemäßen Zatohlagstoff besonders geeignet, da die kleinen Körper dann eine große Aneahl .spitzer beziehungsweise scharfer Kanten und Ecken haben, was sich auf die weiter oben genannten Vorteile positiv'auswirkt.

Das Gewichtsverhältnis von entglaateia Glas zu Zement ist vorzugsweise etwa 2 i 1, entsprechend aexi Anforderungen im jeweiligen linzelfall können aber auch höhere oder niedrigere Verhältnisse angewendet werden* Die verwendete Wasserpenge ist vorzugsweise etwa 0,4 - O»45 kg pro Kilo-

gramm Zement, wodurch der Zement die größtmögliche Festigkeit und geringst mögliche Porösität bekommt. Je nach den Anforderungen des Einzelfalles kann das Verhältnis jedoch j auch verändert werden, und es ist weiterhin möglich, einen Teil« des Wassers durch eine nichtpolymerisierte Acrylverbindung zu ersetzen, zum Beispiel durch Acrylemulsionen, die unter den Handelsname« Primal MC 4530 Acryl, Vinacryl 4040 und Lasbeton Universal Acryl gehandelt werden.

Durch Zugabe einer Aerylverbindung in den erfindungsgemäßen Zuschlagstoff anstelle eines Teiles des Wassers wird eine höhere Schlagfestigkeit erzielt.

Das Pigment wird vorzugsweise in einer Menge von 2 - 10 % des Gewichtes des Zementes angewendet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes der vorbeschriebenen Art. Gemäß diesem Verfahren werden kleine Körper aus entglastem Glas mit Wasser angefeuchtet, danach unter Umrühren ein Gemisch aus Zement und Pigment zugegeben, sodann das so erhaltene Produkt auf eine sich bewegende Fläche gegeben, zur Herstellung der Knöllchen und anschließend die so geformten Khöllchen nach Erreichen der gewünschten Größe von der sich bewegenden Fläche abgenommen.

Während der Verweilzeit auf der sich bewegenden Fläche findet die Knöllchenbildung aufgrund des sogenarλ ten Schnee-

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balleffektes statt, das heißt, kleine Körper entglasten Glases und zugefügter Zement »it Pigment haften fortwährend an der oberfläche von zuerst beziehungsweise bereits geformten Agglomeraten aus benetzten kleinen Körpern entglasten Glases und Zement an»

Vorzugsweise erfolgt die KnÖllchenbildung auf der Innenfläche einer um eine waagerechte Achse rotierenden Trommel oder auf der Innenfläche eines waagerecht angeordneten Behälters, der eine Hinundherbewegung ausführt.

Nachdem die Knöllchen geformt sind, können sie in eine Kammer gegeben werden» die feuchte Luft enthält, oder in Wasser gelagert werden. Gegebenenfalls können sie einer Autoklavbehandlung unterzogen werden, um das Abbinden und Aushärten zu beschleunigen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert, welches verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes und eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung dieses Materials angibt.

Beispiel

Eine Reihe von Zuschlagstoffen wurde aus den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Komponenten hergestellt. Das Verfahren wurde folgendermaßen ausgeführt: Bs wurde Wasser

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einer trockenen Masse aus kleinen Körpern entglasten Glases zugesetzt, so daß diese leicht befeuchtet wurde, und es wurde dann ein Gemisch aus Zement und Pigment auf die benetzten kleinen Körper gestreut bei gleichzeitigem Umrühren, Diese Mischung wurde in einen rotierenden Behälter eingefüllt, wodurch die Knöllchen geformt wurden. Die Knöllchen wurden"28 Tage in Wasser bei einer Temperatur von 18° C gelagert und wurden dann auf Horden gefüllt zwecks Trocknung an der Luft bei 18° C während 3 Tage.

Danach wurden die so hergestellten Knöllchen einem Test unterzogen zur Bestimmung der Zerbröckelungswerte der Knöllchen, und zwar folgendermaßenj Eine Probe von 50Og des Materials mit einer Korngröße von 5 - 7 mm wurde 20 Schlägen eines Fallhammers ausgesetzt. Anschließend wurde das Material durch Siebe gesiebt, die eine Maschenweite von 5, 4, 3, 2 und 1 mm hatten. Die Materialmengen, die das Sieb mit 1 mm Maschenweite passiert hatten, und die Materialmengen, die auf den Sieben mit den Maschenweiten von 1, 2, 3 und 4 mm zurückblieben, wurden gewogen und im Prozentsatz des Ausgangsmaterials ausgedrückt. Diese Prozentsätze sind mit A, B, C, D und E bezeichnet und der Zerbröckelungswert N ist ausgedrückt durch die Gleichung N = 5A + 4B + 3C + 2D +■ E.

Das erhaltene Resultat ist aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

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-* ar - »um

der Zusammensetzung und des Zerbröckelungswertes von verschiedenen Zuschlagstoffen nach der Erfindung»

Test Nr.	1 2 O O	Zusammenset zung	1-2	mm)	ZerbrÖcke- lungswert
1	ooro-»	kg weißer Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße ,05 kg gelbes Pigment ,44 leg Wasser	1-2	mm)	35
2	1 2 0 0,	kg weißer Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße ,10 kg grünes Pigment ,44 kg Wasser	1-2	mm)	53
3	1 2 O₁	kg weißer Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße ,05 kg blaues Pigment ,44 kg Wasser	1-2	mm)	42
4	1 2 o,	kg roter Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße »44 kg Wasser	1-2	mm)	56
5	1 2 o, o,	kg grüner Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße ,44 kg Wasser	1-2	anm)	51
6	t- οι άό	kg roter Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße 2 kg Primal MC 4530 Acryl 25 kg Wasser	1-2	mm)	18
7	1 2 o, o,	kg roter zement kg entglastes Glas (Partikelgröße 1 kg Vinacryl 4040 32 kg Wasser	1-2	mm)	27
8	kg roter Zement kg entglastes Glas (Partikelgröße 05 kg Lasbeton Universal Acryl 41 kg Wasser		35

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Wie aus den Resultaten der vorstehenden Tabelle ersichtlich ist, weisen die den erfindungsgemäßen Zuschlagstoff bildenden Knölichen eine hohe Druck- beziehungsweise Schlagfestigkeit auf. Zum Vergleich sei erwähnt, daß entglastes Glasmaterial, das sich unter dem Handelsnamen SYNOPAL auf dem Markt befindet, einen Zerbröckelungsvert von 20 - 35 hat.

Bs ist auch ersichtlich, daß der Ersatz eines Teiles des Wassers durch eine Acrylverbindung zu einem kleineren Zerbröckelungswert führt, das heißt zu einer höheren Schlagfestigkeit,.

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Claims

Patentansprüche;

1. Synthetischer Zuschlag für Baustoffe, insbesondere zur Verwendung in gießbaren Straßenoberfläcfeenbelägen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Knölleliea öeat^t,, die sich aus kleinen Körpern aus entglastent Glas, äyciimlisch abbindendem Zement und einem Pigment zusammensetzen.

2. Synthetischer Zuschlagstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Körper entglasten Glases durch Abschrecken von geschmolzenen Glas hergestellt sind.

3. Synthetischer Zuschlagstoff nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von entglastem Glas zu Zement etva 2:1 beträgt»

4. Synthetischer Zuschlagstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Pigment zu Zement etwa 2 - 10 % beträgt.

5. Synthetischer Zuschlagstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn- f zeichnet, daß die Knöllchen eine Partikelgröße von 4 - 12 mm aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Zuschlagstoffes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kleine Körper aus

^! entglastem Glas mit Wasser angefeuchtet werden, daß.unter gleichzeitigem umrühren ein Gemisch aus Zement und Pigment zugegeben wird, daß das erhaltene Produkt auf eine sich ,

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bewegende Fläche gegeben wird zur Erzeugung von Knöllchen und daß die Knöllchen nach Erreichen der gewünschten Größe von der sich bewegenden Fläche abgenommen werden.

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