DE1658778A1

DE1658778A1 - Isolierung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1658778A1
Application number: DE1967A0056432
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emmerich Schuscha
Original assignee: Geissler & Pehr GmbH
Current assignee: Geissler & Pehr GmbH
Priority date: 1966-03-07
Filing date: 1967-08-04
Publication date: 1970-11-05
Also published as: BE702424A; NL6710895A; DE1658778B2; DE1658778C3; CH542321A

Description

AÄug. 1967

PATENTANWALT 11/1/6 96267

. E. F. ElTNER 1658778

M Ü N C H E N §, ERHARDTSTRA8SE8

Asphaltgesellschaft Geissler u. Pehr in Fürnitz b. Villach (Kärnten)

Isolierung und Verfahren zu deren Herstellung

2.satzpatent zu Patent Nr........ (A 55077 V/37a)

Die Erfindung betrifft eine Isolierung zwischen dem Betonunterbau und dem Belag, insbesondere Fahrbahnbelag, von Brücken und von Hochbauabdeckungen, z.B. Terrassen, unter Verwendung armierter Bitumenschichten als Isolierschichten unter einer als Schutzschicht dienenden Mischgutschicht, wobei nach _Λ

Hauptpatent Nr. .. (A 55077 V/37a) eine Trennschicht aus

einer beidseitig bitumenbeschichteten glatten Trennfoiie aus tiefziehfähigem Material, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer mit einer Stärke von 0,15 bis 0,2 mm vorgesehen ist und

die Trennschicht und eine armierte Isolierschicht in einer Schicht (Kombinationsschicht) vereinigt sein können_f so daß gegebenenfalls dies« aus Bitumen bestehende Schicht sowohl die Trennfolie als auch eine Armierung aufweist, wobei vorteilhaft die Kombinationsschicht auf einer armierten Isolierschicht heiß aufgeschweiß ist. - ' ■

Die Isolierung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschicht, insbesondere auf die Trennschicht bzw. auf die Kombinationsschicht eine Heißmischgutschicht aufgebracht ist.

Bei den bisherigen Ausführungen war es notwendig, das Kaltmischgut mit einem relativ hohen Hohlraum auszustatten„ um dem Lösungsmittel die Möglichkeit zu geben, zu verdunsten. Dieser

Hohlraumanteil hat jedoch die zwangsläufige Folge, daß die Festigkeit des Mischgutes geringer ist, vvenngieicn sie aurch besondere Maßnahmen auf verhältnismäßig hohe Werte gestei*;gert werden konntev. Für besonders beanspruchte Objekte, das sind solche mit besonders starkem Bauverkehr, besteht die Möglichkeit, daß diese Festigkeit nicht ausreichen und unter Umständen zu einer Spurbildung, Wellenbildung u.a. im Mischgut führen wird. Darüber hinaus ist bei extremen Belastungen die Kantenfestigkeit der Mineralkomponente von besonderer Wichtigkeit, die jedoch nicht immer richtig, exakt, schnell und sicher festgestelle werden kann. In solchen Fällen führen Beläge mit dichterem Kornauflaau zum Ziel.

• -

Als Nachteil ergibt sich jedoch dabei die Tatsache, daß durch das weitgehende Fehlen von Hohlräumen ein etwaiges Verschnitt^

mittel nicht abdunsten kann. Daraus folgt, daß die Verleg-ung hohlraumarmer Schutzschichten nur im Heißverfahren möglich ist. Bei Verlegung von Heißmischgut auf bituminöse Isolierbahnen tritt jedoch ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Materialien ein, u.zw. kühlt daß Mischgut durch Wärmeabgabe an die Isolierung und in weiterer Folge an die Betontragplatte einerseits, durch. Abkühlung und Konvektion an die kühlere Luft andererseits aus.

Dies hat zur Folge, daß die bituminöse Isolierschicht auf-

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ge'-eizt wird und aadurcr in einen plastischen Bereich geraten kö-.n, der bei der anschließenden Walzverdichtung zu Verdrückungen innerhalb der Isolierschicht führt.

Die Mindesteinbautemperatur für Heißmischgut betrug nach derr, Stand der Technik bei Verwendung von Bitumen 3 200 12O⁰C und bei Verwendung von Bitumen B 85 130⁰C.

Durch.eigene Versuche wurde hingegen gefunden, daß ein Hei.3mischgut mit Bitumen B 200 als Bindemittel bis zu Verdichtung stemperaturen von 1ÖO°C keine wesentlichen Qualitätsverluste erleidet; dies ist aus untenstehender Tabelle ersichtlich ur.G steht in Übereinstimmung mit den Angaben Von Schmidt.

Die Hohlräume und die mechanischen Eigenschaften eines bituminösen Mischgutbelages hängen wesentlich und entscheidend von der Verdichtungstemperatur und der Verdichtungsarbeit ab. Während die Verdichtungsarbeit durch das Walzengewicht, die Zahl der Walzübergänge und die Walzengeschwindigkeit als konstant angesehen werden kann, möge folgendes Beispiel den Einfluß der Verdichtungstemperatur verdeutlichen. Dasselbe Mischgut wurde unter sonst gleichbleibenden Bedingungen bei 100, 110 und (J

130⁰C verdichtet und einer Prüfung nach Marshall unterzogen:

Verdichtungs- Verdichtungs-Verdichtungstemperatur temperatur temperatur ⁵; 110⁶C 130⁶C

Stabilität, kg	950	1080	1180
Raumgewicht
kg/lit	2,30	2.32	2.34
Hohlraum V %	.4.6	2.1	1.3

Daraus erfolgt, daä bei einer niedrigen Verdichtungstemperatur die Stabilität abnimmt ,jedoch nur in einem solcher. Mafi,

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daß sie immerhin noch etwa doppelt so hoch wie diejenige eines bituminösen Kaltmischgutes liegt. Der Hohlraumteil steigt ebenfalls auf ca. das Vierfache, liegt jedoch mit 4,6 Vol.-% oei etwa einem Fünftel des Wertes von Kaltgemiseh (mit ca. 20 \fol.-%). Es ist daher zweckmäßig den Einbau von bizuminösem Heißroischgut bei ca. 105⁰C vorzunehmen. Es werden damit Eigenschaften der verlegten Schutzschicht erzielt, die den geforderten Beanspruchungen bei Schwerstverkehr durchaus entsprechen.

Untersuchungen, wie weit ein bituminöses Heißmischgut von 105 C die" darunterliegende Isolierung und Trennschicht aufwärmt und bis zu welchem Grad damit die Gefahr einer Verdrückung der bituminösen Isolierbahnen durch d.en Abwalzvorgang gegeben ist, sind in Fig. 1 festgehalten, in der die Abszisse die Zeit in //,Knuten und die Ordinate die Temperatur in ^C bedeuten. Die Kurve 1 ergibt die Abkühlungskurve für eine Meßstelle 4 mm unter der Mischgutoberfläche, Kurve 2 die Abkühlungskurve für eine Meßstelle 5 mm über der Aluminiumfolie, Kurve 3 die Abkühlung: kurve für eine Meßsteile 1 mm unter der Aluminiumfolie und Kurve4' die Abkühlungskurv.e für eine Meßstelle 1,5 mm ober der Betonplatte.

Zur Beurteilung der ingenieurmäßigen Möglichkeiten ist es von entscheidender Wichtigkeit, die Abkühlungskurven innerhalb der Isolierschicht in Abhängigkeit der Zeit zu kennen. Erst bei genauer Kenntnis der maximal auftretenden Temperaturen in der

Isolierschicht kann, entschieden werden, ob ein Heißeinbau grundsätzlich möglich ist bzw. welche Vorbedingungen gegeben sein müssen.

Eingehende Studien und Untersuchungen haben gezeigt, daß

. bei Verwendung eines rfeißmischgutes mit einer spezifischen Wärme von etwa 0,25 cäi x Gxad der Temperaturverlauf in der

obersten Zone der Isolierschicht, also der am stärksten wärmebelasteten, dem in Fig. 1 dargestellten Kurvenverlauf entspricht -=.r.ach wird das Temperaturmaximum etwa acht Minuten nach erfolgtem Einbau erreicht und beträgt 60 C.

Die Isolierbahnen sind mit Deckschichten aus gefüiiertem Bitumen erzeugt. Der Erweichungspunkt nach Ring und Kugel des reinen Bitumens beträgt ca. 12O⁰C, so daß die Temperaturspanne von der Maximaltemperatur bei Einbau des Mischgutes zum Erweichungspunkt nach Ring und Kugel des reinen Bitumens 60⁰C

oexrägt. ■

Neben der Temperatur ist für die Verformung auch noch Gie Dauer der Lasteinwirkung und die Größe der Last maßgeoend. Für eine TANDEM-Walze von 9 to Dienstgewicht, mit einer -Geschwindigkeit von 5 kmh ,. beträgt die Belastungsdauer des einzelnen Punktes ca. 0,1 see. pro Walzenübergang, der spezifi-

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. sehe Flächendruck ca. 3 kg/cm .Für die vorerwähnte Tempera--■ rar, das sind 6O⁰C unter dem Erweichungspunkt, die festgelegte Belastungsdauer von ca. 0,1 see, einem Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 120 C und einer Penetration von 20 beträgt die Steifigkeit 1 χ 10 N/m . Es war zu erwarten, daß eine Verdrückung der Isolierung unter den genannten Voraussetzungen nicht eintritt; dies wurde durch die Praxis bestätigt.

Demnach kann.also flüf besonders schwere Belastungen statt einem bituminösen Kaltr-rmischgut axe Schutzschicht aus einem -vlruminösen Heißmischgut (Asphalx-Feinbeton, Asptelt-Grob-

beton, Sandasphalt usw. in üblicher Zusammensetzung) der Körnung

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C/5 bis 0/15 in der Dicke bis 2 cm bestehen. Gröiere Zc.-.xchzdicken können durch mehrlagigen Einbau erzielt werden.

Als Bindemittel können die Bitumensorten B=85, 3 120, vornehmlich jedoch B 200 verwendet werden.

Die· Einbautempora türen betragen 100 - 12O⁰G. Die Verdich- ~. :,q findet mit einer .Y<ulzt-> eieren Geschwindigkeit minaeszer. -.

■- kmh beträgt, statt.⁵" Eb resultiert dadurch eine S.nutz-Sv,..icht mit geringerem Hohlraum, größerer mechanischer Festigkeit und dichterer Struktur, die insbesondere für schweren und" schwersten Baustellenverkehr geeignet ist. Zudem ist die Verwendung von Heißmischgut, das durch das dichte Netz von Heißmischanlagen in jeder Form und Qualität preiswert zu haben ist, von Vorteil. '. ■ - -

Die unter der HeiSmischgutschicht liegende Trennschicht b-_xeht aus einer beidseitig bitumenbeschichteten glatten Ϊ. ......nfolie aus tiefzieh'fsMgerr, Material. Als tief ziehfähiges

K. _erial kann man Aluminium oder Kupfer verwenden. Bevorzugt w_rd eine Aluminiumfolie verwendet, deren Zugfestigkeit 60

bis 75 kg, bezogen auf einen Streifen von 50 mm Breite und deren Tiefziehfähigkeit nach Erichsen mindestens 7,5 mm beträgt. Die Dehnung am Zugfestigkeitsversuch soll am Normalstab mindestens 1-0 % ergeben. ^v

Die Beschichtung der Aluminiumfolie wird in der Regel s_ao vorgenommen,·daß die der Isolierschicht zugekehrte Seite eine

stärkere Bitumenbeschichtung als die abgekehrte Seite aufweist. Die Verarbeitung der einzelnen Bahnen geschieht durch Aufflammen im stumpfen Stoß oder in Überlappung bis -zu 2. cm.

Die Trennschicht, die die oben angegebene Aufgabe erfüllen

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-τ-

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soil,, ist ihrerseits mit der Isolierschicht, die aus zwei Lagen besteht, durch Heißverschweißung verbunden.

Die Dicke der Isolierschicht beträgt im Mittel 9 mm. Die Aufbringung auf den Untergrund geschieht durch. Heißverschweißung irr. Flamm-Verfahren. Damit wird eine vollflächige und lückenlose Verklebung gewährleistet. Als Voraussetzung für die einwandfreie Aufbringung der ersten Isolierbahn ist eine mit einem Bitumenvoranstrich versehene Betonfläche erforderlich ·. Die Verschmelzung mit dem Untergrund und innerhalb der Bahnen ist so innig, daß ein Eindringen von Wasser unter die Isolierung ausgeschlossen ist.

Um entsprechend große Scherkräfte durch Bremsung auff-angen zu können, werden die Isolierbahnen aus einem besonders steifen und elastischen Sonderbitumen hergestellt.

Die Verformbarkeit von Bitumen setzt sich aus einem elastischen und einem plastischen Anteil zusammen. ,Als Maß für die Verformbarkeit gilt in der Bitumenchemie die Steifigkeit mit aer Dimension /~Kraft/FIäche_J7. Diese Steifigkeit ist eine Funktion sowohl der Temperatur, der Belastungsdauer als auch der 3iturnensorte und zwar nimmt sie mit geringer werdender Temperatur und kürzerer Belastungsdauer zu. Sie sagt jedoch nichts über das Verhältnis von elastischer und plastischer Verformung aus· ·

Für die gegenständliche Isolierung ist eine möglichst c^-ringe Änderung der Steifigkeit mit der Temperatur und der Belastungsdauer wünschenswert. Sie darf jedoch nicht zu hoch liegen, denn sonst würde der große Vorteil der flexiblen Bahnisolierung preisgegeben werden. Weiters soll der elastische Anteil der an sich bis zu einem gewissen Grad wünschenswerten

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Verformbarkeit möglichst groß sein.

Bei der erfindungsgemäßen Brückenisolierung wird dies vorzugsweise durch Verwendung eine Spezialbitumens erreicht.. Die durch dieses Spezialbitumen gegebenen Vorteile wurden durch eine sachgemäße Füllerung weiter vergrößert, so daß sich folgende Zusammensetzung ergibt: 14 Vol.-% Mineralfüller und 86 Vol.-% Bitumen. -

Der Füller weist vorteilhaft eine maximale Korngröße von 0,3 mm auf, wobei der Anteil der Teilchen unter 0,04 r;..Ti mindestens 65 Gew.-%, unter 0,06 mm mindestens 78 Gew.-?o, unter 0,075 mm mindestens 84 Gew.-% und unter 0,09 mm mindestens 88 Gew.-% beträgt.

Tatsächlich könnte .bei diesen Isolierbahnen auch der c.astische Verformungsanteil wesentlich erhöht werden, obwohl ciese bei der Verarbeitung flexibel und schmiegsam sind, so daß Verbindungen, Gully-Einbindungen', Aufzüge, Zwickel usw. einwandfrei und leicht verarbeitet werden können. Auch schwierigste Anschlußstücke werden völlig sicher abgedichtet. Die Haftung der Bahnen auf dem Untergrund ist durch den Schweißvorgang außerordentlich gut und völlig dicht. Ein Nacharbeiten in irgendeiner Form oder ein Nachimprägnieren ist nicht nötig. Die Armierung dieser Isolierbahnen besteht.aus einem vollkommen unverrottbaren und wasserunempfindlichen Glasgewebe aus alkaiifreiem Elektro-Glas. Das Glasgewebe weist ein Flächengewicht von. ζ.3. etwa 160 g/m auf. Der Kettfaden des Glasgewebes besteht aus G]csseidengarn aus Ε-Glas und der Schuß aus Glaswollgarn aus Stapelfasern. · Die Beschichtung der Aluminiumfolie wird ebenfalls mit

de", für die Isolierschicht verwendeten Bitumen durchgeführt.

Wie bereits erwähnt wurde, kann die Heißmischgutschichte statt auf die Trennschicht auch auf die-Kombinationsschicht aufgebaut sein. " " -

Die auf eine erste Lage einer Isolierschicht aufzubringende Kombinationsbahn besteht aus einer mit dem gleichen Spezialbitumen und der gleichen Füllerung, wie die erste Lage der Isolierschicht aufgebauten Verbundbahn, mit einer Einlage aus Glasgewebe und einer darüber eingebauten zweiten Einlage aus einer Aluminium- oder-Kupferfolie,, die in ihren Eigenschaften ebenfalls den oben angegebenen Daten entspricht. Unterhalb der Kombinationsschicht befindet sich eine Isolierschicht, die mit der Kombinationsschicht vorzugsweise heiß verschweißt ist und de ihrerseits auf dem gegebenenfalls mit einem Anstrich versehenen Betonunterbau heiß aufgeschweißt ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der genannten Isolierung. Erfindungsgemäß wird auf · den Betonunterbau ein Bitumenanstrich aufgebracht, auf den eine armierte "Isolierschicht, "auf" die eine weitere Isolierschicht, auf welche die Trennschicht heiß: aufgeschweißt . wird, worauf auf die Trennschicht das Heißmischgut bei Ein- ; bautemperatüren zwischen 100 - 12O⁰Cj aufgebracht wird.

Das Verfahren kann insoferne abgewandelt werden, als an Stelle der zweiten Isolierschicht und der Trennschicht die eben angeführte Kombinationsschicht verwendet werden kann.

Die Heißverschweißung der Trennschicht mit der Isolierschicht einerseits und der einzelnen Isolierschichten mitein- 'ander anderseits bzw. mit dem mit einem Bitumenanstrich verse-

'■"■ ■ " ■"■■.■'■-■■ . ί henen Betonunterbau erfolgt bei einer Temperatur von 80 bis

22O⁰C über dem Erweichungspunkt der -Bitumenkomponente.

Ein Ausführungsbeispiel der earf indung sgemäßen Brückenisolierung ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt.

Auf einen Stahlbeton 1 wird ein doppelter Bitumenanstrich 2 von 0;25 kg/m aufgebracht. Auf den Voranstrich 2

von vorzugsweise armierten/

v/arden durch HeiSverschwei3ung zwei Lagexi xi^xx Isolieren/ · -hicht/3, 3a mit 3 cm 5to3- unc Nahtüberlappung und r_v

„swells einer Dicke von 4,5 mm aufgebracht. Ebenfal^ ..urch-H_-J.ßverschweißung ist auf die zweite Isolierschicht 3d. eine ".•ennschicht 4 mit einer Aluminiumfolie 4a aufgebracht, wobei ._ -ü Gesamtdicke dieser Trennschicht 3 mm beträgt. An di&Trenn- ;.chicht 4 schließt sich eine Heißmischgutschicht 5 an, deren Dicke 22 mm beträgt. Die. Trennfolie 4a der Trennschicht 4 ist beidseitig mit Bitumen beschichtet, wobei die der Isolierschicht 3a zugekehrte Bitumenbeschichtung 4b starker als aj.e der Heißmischgutschicht 5 zugewandte Bitumenbeschichtung 4c ist.

Fig. 3 zeigt die erf incur.·.; sgemäße Isolierung unter Verwendung der Kombinationsschicht. 1 stellt den Unterbetcr., dar mit einem Bitumenanstrich versehen sein kann, dar. Auf dem Unterceton befindet sich die erste Lage der Isolierbahn 3, die eine

-sen kann./
Glasgewebeeinlage aufweljü. Auf die erste Isolierbahn isx. die Kombinationsbahn 7 aufgebracht, die eine Glasgewebe'einlage 8 und darüber eine zweite Einlage aus einer Aluminiumfolie 4a aufweist. Die Dicke aer gesamten Kombinationsbann beträgt etwa 5 mm. An die Kqmbinationsbahn schließt sich die Heißrnisch- ^«wschicht 5 art. - '

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Claims

"Patents η s ρ r ü c h e : - . ·

1. Isolierung zwischen dem Betonunterbau und dem 3elag> insbesondere Fahrbahnbelag, von Brücken und von Hochbauabdeckunge ^.3. Terrassen, unter Verwendung armierter Bixurnenschichten c-^ Isolierschichten unter einer als Schutzschicht dienenden .....icr.gutschicht, wobei nach Hauptpatent Nr. .... (A 55C77 V/37ai

iine Trennschicht aus einer beidseitig bitumenbeschichteten, glatten Trennfolie aus tiefziehfähigem Material, insbesondere cus Aluminium oder Kupfer mit einer Stärke von 0,15 bis 0,2 ...~. vorgesehen ist und die Trennschicht und eine armierte ■Isolierschicht in eir.o-r Schicht (Kombinationsschicht) . vereinigt sein können, so daß gegebenenfalls diese aus Bitumen .istehende Schicht sowohl die Trennfolie als auch eine .-._\T.ierung aufweist, wobei vorteilhaft die Kombinationsschicht auf einer armierten Isolierschicht heiß aufgeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, da2 als Schutzschicht insteasmri ^:aro _: auf die Trennschicht (4) bzw. auf ^.ie Kombinationsschicht^7) J eine He'ißmischgutschicht aufgebracht ist»:;

2. Isolierung nach Anspruch 1", 'dadurch gekennzeichnet, ■ ) daß die Dicke der Heißmischgutschicht bis 2 cm beträgt.

3. Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- I zeichnet, .daß die Körnung der Heiamischgutschicht 0/8 bis 0/15 | beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung einer Isolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduKfc gekennzeichnet, daß auf den Betonunterbau ein Bitumenanstrich aufgebracht wird, auf den eine armierte Isolierschicht* auf die eine weitere

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armierte Isolierschicht und lauf welche die Trennschicht heiß ' angeschweißt wird, worauf auf die Trennschicht die Heißmischgutschicht bei Einbautemperaturen zwischen 100 - 12o°C aufgebracht wird.

5'. Verfahren zur Herstellung einer Isolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Betonunterbau ein .Bitumenanstrich aufgebracht wird, a.."" den eine armierte Isolierschicht und auf welche die Kombinationsschicht heiß aufgeschweißt wird, worauf auf die Kombinationsschicht die Heißmischgutschicht bei Einbautemperaxuren zwischen 100 und 120⁰C aufgebracht wird«

6. Vorfabrizierter Isolierbelag in Form von Bahnen, Streifen» Lagen oder ähnlichen Körpern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trennschicht aus einer beidseitig bitumenbeschiohteten glatten Trennfolie aus tiefziehfähigem Material, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer« bzw. eine solche Trennschicht in Verbindung mit mindestens einer vorzugsweise armierten Isolierschicht (Kombinationsschicht)·

7. "Vorfabrizierter Isolierbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht sowohl eine Trennfolie aus tiefzlehfähigem Material als auch eine Glasgewebeeinlage oder ähnliche Armierung enthält.

Asphaltgesellschaft Geissler u. Pehr

vertreten durch:

(Edeund F

Patentanwalt

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L e β r s e j t e