DE1794200A1

DE1794200A1 - Verfahren zur herstellung von fahrbahnbelaegen oder bauteilen und massen zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE1794200A1
Application number: DE19681794200
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Engel
Original assignee: MINERALWERK CAMBERG ENGEL KG
Current assignee: MINERALWERK CAMBERG ENGEL KG
Priority date: 1968-09-21
Filing date: 1968-09-21
Publication date: 1973-02-01

Description

In: der Vergangenheit wurde in großem Umfang für die Fertigung von. Straßendecken Bitumen verwendet, doch sind diese Bitumen-Schichten sehr dunkel, so daß zur Erhöhung der Verkehrssicherheit und zur Einsparung von Straßenbeleuchtungen die Aufhellung von Straßendecken in wachsendem Maße gefordert wurde. Zu dieser Aufhellung wurden verschiedene Methoden angewendet, riich denen beispielsweise geschmolzene Mineralien aus" dem AuBlnnd sowie Quarz!te und Moränekies in-die bituminöse Grundtage ei !!gearbeitet wurden. Diese Materialien besaßen aber in vielerlei Hinsicht keine befriedigenden Eigenschaften für den ZSraßenbau, wie zu geringe Druckfestigkeit, Schlagfestigkeit •»ad Frontbeständigkeit. Außerdem erhielt man vielfach keine •<y;ü;"e:-fehende.^Verbindung zwischen den Füllmaterialien und dem

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bituminösen Grundmaterial, so daß die EüllBttatsrialien an der Oberfläche der Straßendecke sich lösten ^ind bei großen Fahr--^ geschwindigkeiten gegen Fahrzeugscheibeni ^©satoeuderli winden * wodurch Unfälle verursacht wurden. ., . ,,f. :·■·,.=>.: ._;.^Λί ;y.. *·

Weiterhin ist es bekannt, grob- oder feinkeramisehe Körper, die aus weißbrennendem Ton in an sich bekannter Weise bei Sintertemperatur gebrannt worden sind, als .Zuschlagstoffe für Straßenbaumassen auf bituminöser Grundlage zu verwenden, um diese Straßenbaumassen aufzuhellen. Es erwies sich jedoch, daß diese technische Lehre keineswegs ausreicht, Straßenbau_T massen zu erhalten, die den auf diesem Gebiet gestellten Erfordernissen genügen. Das gleiche gilt für den' Vorschlag, die genannten grob- oder feinkeramischen Körper in ein thermoplastisches Bindemittel oder Kunstharz einzuwalzeaa, d#s auf die * Straßendecke aufgespritzt wird. _; ·

Aufgabe der Erfindung war es daher, unter Umgehung der Verwendung bituminöser Grundmaterialien Massen für die Herstellung von Fahrbahnbelägen oder Bauteilen zu erhalten, die einerseits eine sehr helle Farbe besitzen und andererseits im Straßenbau und Hochbau erforderliche Druckfestigkeit, Schlagfestigkeit und Wetterbeständigkeit aufweisen. Insbesondere war es Aufgabe, derartige Massen auf Kunststoffgrundlage zu erhalten, die die Gewinnung von.Fahrbahndecken und Bauteilen mit den genannten Festigkeits- und Stabilitätseigenschaften gestatten, nachdem die bisher bekannten Kunststoffe diese Eigenschaften nicht selbst besitzen. ;

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fahrbahnbelägen oder Bauteilen durch Vermischen eines Zuschlagstoffes aus gesinterten und gebrochenen weiß- oder grau-weiß—brennenden Materialien mit einem flüssigen oder plastischen selbsthärtenden Kunststoffmaterial und an sich bekannte Verarbeitung dieses Gemisc-hes zu den Fahrbahnbelägen oder Bauteilen ist dadurch -gekennzeichnet, daß man Zusehlägstoffe verwendet, die durch Sintern von Mineralien oder homogen vermischten Minerä-Iiengend.sehen mit einem Gehalt von etwa 50 - 90 Gewichts-^ SiQp-," etwa 10 - 25 Gewichts-^ AIgO^ und maximal 2 Gewichts-^ Eisen bei 1000 - 1400° C gewonnen sind, und sie verflüssigten oder erweichten Thermoplasten oder härtbaren Monomergemischen oder Vorpolymerisaten zumischt.

Vorzugsweise verwendet man dabei Zuschlagstoffe, die durch Verpressen der Mineralien oder Mineraliengemisehe unter Preßdrük-

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ken zwischen etwa 300 und 800 kg/cm zu Formungen und anschließendes Sintern bei solchen Temperaturen gewonnen sind, daß die Wasseraufnähme der gesinterten Formlinge höchstens 4, vorzugsweise höchstens 2 Gewichts—$, beträgt. Zweckmäßigerweise werden dem Kunststoffmaterial wenigstens 20 Gewichts-^ des Zuschlagstoffes zugemischt.

Als Ausgangsmaterialien für die Zuschlagstoffe können entweder definierte, natürlich vorkommende Mineralien verwendet werden, wenn sie den oben genannten Mengenverhältnissen entsprechen, wie beispielsweise bestimmte Sorten von Devon-Schiefer, oder die genannten Verhältnisse von SiOp und AIpO-, können durch

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Vermischen mehrerer Mineralien eingestellt werden, die man in diesem Fall zu einem homogenen Gemisch miteinander vermengt und möglichst so auswählt, daß sie gemeinsam sintern, damit eine möglichst einheitliche Phase entsteht. Als Ausgangsmaterialien kommen dabei etwa weiß-brennende keramische Klebsande, Porphyre und Tone, und als Mischungsbestandteile Quarze, Feldspate und dergleichen in Betracht.

Nach in der Keramikindustrie üblichem Anmachen der Ausgangs- £ materialien mit 'Wasser preßt man innerhalb der genannten Druclrbereiche vorzugsweise kleine Formlinge, die anschließend bei möglichst gleichmäßigen Ofentemperatüren gesintert werden, wozu man beispielsweise Drehrohröfen-, Tunnelöfen oder Schachtöfen verwendet. Die bevorzugte Sintertemperatur kann man leicht 'anhand weniger Vorversuche ermitteln, bei denen vorgepreßte Formlinge bei unterschiedlichen Sintertemperaturen gesintert werden, worauf man für die verschiedenen Proben die Wasseraufnahme ermittelt.

* Nach dem Sintern werden die Formlinge in üblichen Brecherwerken gebrochen und dann in Körnungen von 0 - 12 mm abgesiebt, wobei Kornfraktionen von 0-2, 2-5, 5-8 und 8 - 12 mm im Straßenbau und Hochbau üblich sind.

Danach werden die so gewonnenen Zuschlagstoffe mit den Kunststoff materialien vereinigt, wobei selbstverständlich nicht alle Kunststoffmaterialien gleich gut geeignet sind, ohne daß aber bestimmte bekannte Kunststoffmaterialien von der Verwen-

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dung ausgeschlossen- werden könnten. Als "besonders brauchbar erwiesen sich Polyesterharze und Epoxidharze.

Die "Vereinigung der Zuschlagstoffe mit den Kunststoff materialien kann in verschiedener Weise erfolgen. So können auspolymerinierte Thermoplaste verwendet werden, die vor dem Zusetzen der Zuschlagstoffe durch Erhitzen erweicht oder plastifiziert werden. Wechselweise können auch als Kunststoffmaterialien selbsthärtende Monomer en-G-emis ehe oder Torpolymerisate verwendet werden, die gegebenenfalls Härtungsmittel oder Härtungsbeschleuniger enthalten. Statt die Zuschlagstoffe mit den Kunststoffmaterial!en innig zu vermischen, kann man auch die Zuschlagstoffe oberflächlich auf eine erweichte Kunststoffschicht, wie Straßendecke oder Fassadenverkleidung, aufbringen und in die erweichte Kunststoffschicht einwalzen.

Auf diese Weise gewinnt man nach der Erfindung Fahrbahnbeläge oder Straßendecken hoher Druckfestigkeit und Schlagfestigkeit sowie Witterungsbeständigkeit, insbesondere Frostbeständigkeit. Außerdem sind diese Straßendecken sehr hell und damit verkehrstechnisch gut als ganze Straßenbeläge oder Teile von Straßenbelägen zur Markierung geeignet. Besonders eignen 3ich die nach der Erfindung verwendeten Massen aus Kunststoffmaterialien und· Zuschlagstoffen auch für Start- und Landebahnen für Flugzeuge, die einem besonders hohen und ständigen Verschleiß ausgesetzt üind. Die erfindungsgemäßen Massen können aber auch zu Fertigteilen verarbeitet werden, wie beispielsweise zu Bodenplatten, FassadenpLatten oder säurefesten Platten für Tiubo-rritorien und dergleichen. Diese Bauteile sind insbesondere

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dann von Vorteil, wenn sie Witterungseinflüssen ausgesetzt werden sollen und hohe Druckfestigkeit und hohe Schlagfestigkeit aufweisen sollen.

Ein weiterer Vorteil der Massen nach der Erfindung ist der, daß die daraus hergestellten Fahrbahnbeläge und Bauteile gegen chemisch aggressive Stoffe widerstandsfähig sind, wie beispielsweise gegen Streusalz, durch das bekanntermaßen gewonnene Fahrbahndecken vielfach stark zersetzt werden. Prostauf brücke können praktisch völlig ausgesohbssen werden, da sich die Wasseraufnähme annähernd oder ganz auf den Wert 0 reduzieren läßt. Daher sind die Straßenbeläge naoh der Erfindung absolut frostsicher.

Außerdem kann auf nach der Erfindung gewonnenen Straßendecken haftendes Wasser leichter entweichen, da der Reibungswiderstand gegenüber Beton- und Bitumendecken geringer ist, so daß bei Windeinwirkung die Fahrbahn sehr viel schneller abtrocknet und damit auch Grlatteisbildung in den Wintermonaten reduziert wird. Schließlich sind die aus den Massen nach der Erfindung hergestellten Bauteile und Fahrbahnbeläge sonnenabweisend und kühlend, und es erfolgt keine Aufweichung unter starker Sonneneinstrahlung, wie dies insbesondere bei bituminösen Straßendecken zu beobachten ist.

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

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Beispiel .

A¹S Ausgangsmaterialien wurde ein Gemisch von.66,75 Gewichts-^ Kaolinton, 27»56 Gewichts-^ Quarz und 5,89 Gewichts-^ Feldspat •verwendet. .Die chemische Analyse des verwendeten Kaolintons war folgende}

27,62$ 0,59$ 1,29$ 0,13$ 0,16$ 1,38$ 0,91°/* 4,44$

Dieses Mineraliengemisch "besaß eine weißgraue Farbe und war krümelig bis plastisch. Die Grubenfeuchte betrug 10 - 12$, (jpr Anmachwasserbedarf ca. 24 Gewichts-^.

Der Ensiinwert der so angemachten Masse betrug 75> die Plastizitätszahl 1,60 (nach Pfefferkorn), die Trockenbruchfestigkeit 8 - 10 kg/cm und die Trockenschwindung ca. 2,5$.

Aus diesem Ausgangsmineral! genö isch wurden kleine Formlinge bei

/cm

Preßdrücken von 400 k£f brikettiert und zur Ermittlung der günstigsten Sintertemperaturen bei verschiedenen Temperaturen ge-

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SiO	2	+ co₂
Al₂	°5
TiO	2
Fe₂	°3
CaO
MgO
Ia₂	0
K₂O
H₂O

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sintert. Dabei erhielt man das in naehfolgöiider Züsaiätäänstel lung ermittelte Brennverhälten:

11§0° 1150° 1200°

j_1;f.

g r a¹ tt

Die formlinge wurden bei Sintertemperatureii ^virischeri etwa 1100 und 1250° gesintert, wobei die Färbe vö$ weii-graü in weiß überging. Blaherscheinungen traten e'röt bei Temperaturen oberhalb 1500° C auf. Die Kaltdrticifis^igiteit der gesinterten Formlinge betrug 1400 fcg/öm^: ."

Temperatur;	950 1000°	1050°	bi
Brennschwin-		R 1
ctung:
Ge s amt s chwin-	of '-	■-·■_-■
dung ι	3,8fo 5,8	7,
Wasseraufnäh	?f) 0 Λ%	10 O
me ca;:
Brennfarbe:	weiß -

Die Formlinge wurden nunmehr gebrochen und siebt, die im Straßenbau üblich sind; riämliöÄ aiif öolciie ■ zwischen 2 und 5^ zwischen 5 und 8 iflm und zwisciiöü Ö iiiiä 12 Mi; Diese Kbrnfraktiorieh wurden in üblicher Weise irt väröchieSenen Mengen einem handelsüblichen Epoiidhär'iz; ixRä e'ineiri hatiäelöÜbilichen Polyesterharz in flüösigem Mäiäää ΖχΙ§ΜϊΜ.ΜοΗΪ; äie Miäafuxkgen wurden in übüciier Weise als Stfäiönbe'lägi verärb'eitet; Wechselweise würden diö wiö oben gewonnenen¹ Zu'öcfilagstbffe in die erweichte ÖbeffläcWenschicht eines d'er g'eiiäMteri ÄtÜiststoffe eingewalzt; in allen Fällen¹ erhielt MR wlttertffigs'blständige und drücKfeSte SfraßeMelägö tön iieiler

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Fahrbahnbelägen oder Bauteilen durch Vermischen eines Zuschlagstoffes aus gesinterten und gebrochenen weiß- oder grau-weiß-brennenden Mineralien mit einem flüssigen oder plastischen selbsthärten^den Kunststoffmaterial und an sich bekannte Verarbeitung dieses Gemisches zu den Fahrbahnbelägen oder Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß man Zuschlagstoffe verwendet, die durch Sintern von Mineralien oder homogen vermischten Mineraliengemischen mit einem Gehalt von etwa 50 bis 90 Gewichts-^ SiOp, etwa 10 - 25 Gewichts-^ Al₂O₃ und maximal 2$ Eisen bei 1000 - 1400° C gewonnen sind, und sie verflüssigten oder erweichten Thermoplasten oder härtbaren Monomergemischen oder Vorpolymerisaten zumischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Zuschlagstoffe verwendet, die durch Verpressen der Mineralien oder Minerallengemische unter Preßdrücken zwischen etwa 300 und 800 kg/cm zu Formungen und anschließendes Sintern bei solchen Temperaturen, daß die Wasseraufnahme der gesinterten Formlinge höchstens 4, vorzugsweise höchstens 2 Gewichts-^ beträgt, gewonnen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man. als Kunststoffmaterial ein Polyesterharz oder Epoxidharz verwendet.

4. Vorfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß -.^ü^a 209885/1261 _BADORtGrtNÄt

man dem Kunststoffmaterial wenigstens 20 Gewichts-^ des Zuschlagstoffes zumischt.

5. Masse zur Herstellung von Fahrbahnbelägen oder Bauteilen, bestehend aus einem Gemisch eines flüssigen oder plasti-... sehen selbsthärtenden. Kunststoff materials und eines Zuschlagstoffes aus gesinterten und gebrochenen weiß- oder grau-weiß-brennenden Mineralien, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 20 Gewichts-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff durch Sintern von Mineralien oder homogen vermischten Mineraliengemischen mit einem Gehalt von etwa 50 bis 90 Gewichts-^ SiO₂, 10-25 Gewichts-^ Al₂O₅ und maximal 2 Gewichts-^ Eisen bei 1000 - I4OO⁰ G gewonnen ist und das Kunststoffmaterial ein verflüssigter oder erweichter Thermoplast oder härtbares Monomerengemisch oder Vorpolymerisat ist. .

6. Masse nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff durch vorpressen der Mineralien oder Mineraliengemische unter 'Preßdrücken zwischen etwa 300 und 800 kg/cm zu Formungen und anschließendes Sintern bei solchen Temperaturen, daß die Wasseraufnahme der gesinterten Formlinge höchstens 4, vorzugsweise höchstens 2 Gewichts-'/ beträgt, gewonnen.ist.

7. Masse nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein Polyesterharz oder Epoxidharz

ist. \

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