DE19835298A1 - Schichtaufbau mehrschichtiger wasserdurchlässiger Formelemente und Flächengebilde für den Verkehrsflächen- und Landschaftsbau - Google Patents

Schichtaufbau mehrschichtiger wasserdurchlässiger Formelemente und Flächengebilde für den Verkehrsflächen- und Landschaftsbau

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schichtaufbau mehrschichtiger wasserdurchlässiger Formelemente und Flächengebilde für den Verkehrsflächen- und Landschaftsbau, bestehend aus einer Tragschicht aus Polymerbeton, hergestellt aus zerkleinerten, hochpolymeren hydraulisch gebundenen Abfällen sowie aus einer Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen. DOLLAR A Mögliche Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Herstellung von Straßen, Wegen und sonstigen Verkehrs- und Funktionsflächen, wie z. B. Parkplätzen, Haltestellenbereichen öffentlicher Verkehrsmittel o.ä., im Rahmen des Bauwesens, insbesondere des Verkehrsbaus ebenso wie die Flächenbefestigung auf sickerfähigem Untergrund im Landschafts- und Gartenbau. DOLLAR A Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen kostengünstigen und mit einfachen Mitteln herstellbaren Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde zu entwickeln, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tragschicht aus Polymerbetonmischung mit Mitteln zur Verbesserung der Oberflächenaktivität der polymeren Abfälle besteht und die Deckschicht eine geringe Schichtdicke bei inniger Verzahnung mit der Tragschicht aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schichtaufbau mehrschichtiger wasserdurchlässiger Formelemente und Flächengebilde für den Verkehrsflächen- und Landschaftsbau, bestehend aus einer Tragschicht aus Polymerbeton, hergestellt aus zerkleinerten, hochpolymeren hydraulisch gebunden Abfällen sowie aus einer Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen.
Mögliche Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Herstellung von Straßen, Wegen und sonstigen Verkehrs- und Funktionsflächen, wie z. B. Parkplätzen, Haltestellenbereichen öffentlicher Verkehrsmittel o. ä., im Rahmen des Bauwesens, insbesondere des Verkehrsbaus ebenso wie die Flächenbefestigung auf sickerfähigem Untergrund im Landschafts- und Gartenbau.
Die Verwendung hochpolymerer Abfallstoffe im Bauwesen, speziell auch für den Straßen-, Wege- und Funktionsflächenbau, ist bereits bekannt. So werden z. B. nach DE-OS 196 48 096 A1 Zuschlagstoffe verwendet, die aus auf eine Teilchengröße von 0,1 bis 50 mm zerkleinerten und mit Wasserglas und /oder mit Aluminiumsulfat gebundenen Kunststoff- und/oder Leder- und/oder Textilreststoffen und/oder -abfällen bestehen. Die Homogenität der Oberfläche von mit diesen Zuschlagstoffen hergestellten Formkörpern oder Flächengebilden kann aber nur bis zu einer weit unter 50 mm liegenden Korngröße des Größtkorns gewährleistet werden, so daß die Herstellung durch die Begrenzung der Schnitzelgröße aufwendig und teuer wird.
Eine Schichtdicke der Deckschicht von 30 bis 100 mm steht einer erforderlichen intensiven Verbindung mit der Tragschicht, die durch den vorgeschlagenen Walzvorgang und den dabei wirkenden Preßdruck erzielt werden sollte, entgegen, da der Druck sich auf Grund der großen Dicke der Deckschicht in dieser verteilt und nicht bis zur Verbindungszone zwischen Deckschicht und Tragschicht wirksam wird. Die Folge sind eine geringe Beständigkeit der Deckschicht und Absprengungen infolge des unterschiedlichen Dehnverhaltens der Schichten.
Bei Verwendung des Zuschlagstoffes nach DE-OS 196 48 096 können die erforderliche Festigkeit und der Widerstand gegen Verschleiß an der Oberfläche der so hergestellten Straßen, Wege und Funktionsflächen ohne zusätzliche Maßnahmen nicht gesichert werden. Deshalb wird vorgeschlagen, eine Deckschicht aus Asphalt aufzutragen oder bereits bei der Fertigung von Bauteilen Betonschutzplatten aus Kunststoff zu verwenden. Nachteilig hierbei sind neben den hohen zeitlichen und materiellen Aufwendungen und den damit verbundenen hohen Kosten die Wasserundurchlässigkeit dieser Deckschichten und die dadurch begründete negative Umweltbeinflussung.
Andere vorgeschlagene Lösungen weisen im Prinzip mehr oder weniger die gleichen Nachteile auf. So soll der Zuschlagstoff für Füllmaterial und/oder Oberflächenschicht des Bauelementes nach DE-OS 40 32 181 A1 aus Recycling-Material bestehen, wodurch die erforderliche Homogenität der Oberfläche nicht oder nur unter hohem Aufwand erzielt werden kann.
Die Vorsatzschicht des Mehrschichtverbundsteines zur Flächenbefestigung auf sickerfähigem Untergrund nach DE-OS 195 01 091 A1 weist eine wasserundurchlässige, mit der Hinterbetonschicht fest verbundene Vorsatzschicht auf. Dadurch kann die Wasseraufnahmefähigkeit des sickerfähigen Untergrundes nicht voll genutzt werden und Staubildungen sind zu befürchten.
Die Vorsatzschicht des Beton-Formsteines für Erdreichabdeckungen nach DE-OS 42 32 751 A1 besteht aus feinkörnigem Kies mit einem Kunstharz-Bindemittel und ist deshalb ebenfalls wasserundurchlässig, so daß zumindest letztgenannter Nachteil auch hier zutreffend ist.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und einen kostengünstigen und mit einfachen Mitteln herstellbaren Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde zu entwickeln, dessen Tragschicht auf der Basis von wasserdurchlässigem hydraulisch gebundenem Polymerbeton aus zerkleinerten hochpolymeren Abfällen mit einer wasserdurchlässigen, verschleißarmen, beständigen und optisch ansprechenden Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen verbunden ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde, bestehend aus einer Tragschicht auf der Basis von wasserdurchlässigem hydraulisch gebundenem Polymerbeton aus einem Gemisch zerkleinerter hochpolymerer Abfälle und mineralischen Zuschlagstoffen und einer Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen, wobei die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wäßriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung hydraulisch verbessert wird, und die Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Zuschlagstoffen mit einem Korngrößenbereich von 2 bis 11 mm besteht und eine Schichtdicke vom 1,5- bis 24-fachen der verwendeten maximalen Korngröße d aufweist.
Insbesondere die erfindungsgemäße Beigabe von Tensiden in Kombination mit wäßriger Natriumsilikatlösung oder für sich allein bewirkt eine Oberflächenaktivierung durch Erhöhung des Oberflächenpotentials und eine Aufweichung der hochpolymeren Abfälle, wodurch die Eignung als Füllstoff für hydaulisch gebundene Baustoffe bei niedrigen Kosten verbessert wird und quasi als Nebeneffekt gleichzeitig eine Verbesserung des baktericiden und bakteriostatischen Verhaltens der an sich anfälligen hochpolymeren Abfallstoffe eintritt.
Durch die geringe Schichtdicke in Abhängigkeit von der maximal verwendeten Korngröße d erfolgt eine bessere, fast direkte Kraftübertragung auf die Tragschicht durch Aufspaltung innerhalb des Korngefüges der Deckschicht und dadurch eine höhere Stabilität und Haltbarkeit der Deckschicht.
Dabei wird gleichzeitig die Wasserdurchlässigkeit der Deckschicht gewährleistet, da durch den Kornaufbau in Verbindung mit der Schichtdicke ausreichend durchgehende Hohlräume im Gefüge der Deckschicht verbleiben.
Das Mischungsverhältnis von Zement und Zuschlagstoff der Deckschicht liegt vorzugsweise im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 5 und die Konsistenz der Deckschicht zum Zeitpunkt des Aufbringens auf die Tragschicht ist vorzugsweise erdfeucht.
Bei den üblichen Verfahren zum Auftragen von Schichten wie Walzen, Pressen o.a. wird durch die erfindungsgemäß geringe Schichtdicke der Deckschicht Form- und Kraftschluß zwischen der frischen Trag- und der Deckschicht erzielt und zusätzlich auch Stoffschluß.
Als günstig für ein einheitliches, optisch ansprechendes und dauerhaftes Erscheinungsbild der Deckschichtoberfläche ebenso wie zu Zwecken der Markierung hat sich die Zugabe von Farbpigmenten gezeigt.
Nachfolgende Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern. Dabei zeigen:
Fig. 1 - Formelement mit Detaildarstellung der Deckschicht
Fig. 2 - Schnitt eines Wegeaufbaues
Fig. 3 - Schnitt einer Parkplatzfläche.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein erfindungsgemäßes Formelement nach Fig. 1 mit den Abmessungen von 500 × 200 × 80 mm aus einer Polymerbetontragschicht 2 von 75 mm Dicke in verdichtetem Zustand und einer hydraulisch gebundenen mineralischen Deckschicht 1 aus Splitt 2/5 mit einer Dicke von 8 mm gefertigt.
Die Polymerbetontragschicht 2 wird aus einem Anteil erdfeuchter Polymerbetonmasse geformt, die nach folgender Rezeptur hergestellt worden ist: Einem m3 Gemisch aus Polymerschnitzeln mit einer maximalen Kantenlänge von 60 mm und Splitt 5/8, gemischt im Verhältnis von 2 : 1, wurden 350 kg Zement, 140 kg Wasserglaslösung 7° Be' und 250 kg Wasser zugegeben und innig mit dem Ausgangsgemisch vermischt.
Auf die frische, verdichtete Polymerbetontragschicht 2 wird eine Splittschicht von 8 mm Auftragsdicke als hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1 aufgebracht, welche hergestellt wurde aus 100 Teilen Splitt 2/5, 20 Teilen Zement und 15 Teilen Wasser.
Zur Sicherung der Verzahnung gemäß Detail A der Fig. 1 wird diese hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1 in die Polymerbetontragschicht 2 so eingepreßt, daß die Fertighöhe des Formelements von 80 mm entsteht.
Das erfindungsgemäße Formelement ist vollständig wasserdurchlässig, besitzt eine verschleißfeste und widerstandsfähige Oberfläche und eine gute Haltbarkeit und Beständigkeit. Es kann manuell gut verlegt werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Formelement gemäß eines zweiten Ausführungsbeispieles mit einem Schichtaufbau nach Fig. 1 mit den Abmessungen von 300 × 300 × 30 mm wird aus einer Polymerbetontragschicht 2 von 25 mm Dicke in verdichtetem Zustand und einer eingefärbten hydraulisch gebundenen mineralischen Deckschicht 1 aus Splitt 2/5 mit einer Dicke von 8 mm gefertigt.
Die Polymerbetontragschicht 2 wird aus einem Anteil erdfeuchter Polymerbetonmasse geformt, die nach folgender Rezeptur hergestellt worden ist: Einem m3 Gemisch aus Polymerschnitzeln mit einer maximalen Kantenlänge von 25 mm und Splitt 5/8, gemischt im Verhältnis von 2 : 1, wurden 400 kg Zement, 130 kg Tensidlösung (4 g Tensid/kg Wasser) und 250 kg Wasser zugegeben und innig mit dem Ausgangsgemisch vermischt.
Auf die frische, verdichtete Polymerbetontragschicht 2 wird eine Splittschicht von 8 mm Auftragsdicke als hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1 aufgebracht, welche hergestellt wurde aus 100 Teilen Splitt 2/5, 20 Teilen Zement und 15 Teilen Wasser und 6 Teilen roter Zementfarbe.
Zur Sicherung der Verzahnung gemäß Detail A der Fig. 1 wird diese rot eingefärbte hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1 in die Polymerbetontragschicht 2 so eingepreßt, daß die Fertighöhe des Formelements von 30 mm entsteht.
Auch dieses erfindungsgemäße Formelement ist vollständig wasserdurchlässig, besitzt eine verschleißfeste und widerstandsfähige Oberfläche und eine gute Haltbarkeit und Beständigkeit. Es kann manuell gut verlegt werden und ist besonders geeignet zur Befestigung von Gehwegen, Grundstückseinfahrten oder Terrassenflächen.
Nach einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein erfindungsgemäßes Flächengebilde in Form eines Weges mit einem Aufbau gemäß Fig. 2 und mit einer Breite von 2000 mm wie folgt ausgebildet:
Auf einem Planum 3 wird eine Polymerbetontragschicht 2 von 100 mm Dicke in verdichtetem Zustand aus einer Polymerbetonmasse (gefertigt nach der Rezeptur wie in Ausführungsbeispiel 1) hergestellt und mit einer hydraulisch gebundenen mineralischen Deckschicht 1 aus Splitt 8/11 versehen sowie mit Erdstoff 4 der Umgebung angepaßt.
Die Betonmasse für die hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1, welche hergestellt wurde aus 100 Teilen Splitt 8/11, 17 Teilen Zement und 10 Teilen Wasser, wird 15 mm dick auf die frische, verdichtete Polymerbetontragschicht 2 aufgebracht und so eingepreßt, daß eine Fertighöhe des Flächengebildes von 110 mm entsteht und die Verzahnung gemäß Detail A der Fig. 1 gesichert ist.
Dieser erfindungsgemäße Wegeaufbau ist ebenfalls vollständig wasserdurchlässig, besitzt eine verschleißfeste und widerstandsfähige Oberfläche und eine gute Haltbarkeit und Beständigkeit. Die maschinelle Herstellung ist einfach und effektiv.
Die Parkfläche nach einem letzten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 besteht aus einer Kombination von Formelementen 5 nach Ausführungsbeispiel 1 mit eingefärbter Deckschicht und einem Flächengebilde nach Ausführungsbeispiel 3 mit einer Deckschicht 1 und einer Tragschicht 2, wobei die Formelemente 5 als Längsbegrenzung auf einer Magerbetonschicht 6 gesetzt sind. Zwischen diese Begrenzungen ist das Flächengebilde als Standfläche mit einer Breite von 2300 mm und einer Länge von 5000 mm auf einem Planum 3 eingebaut.
Durch die erfindungsgemäße Deckschicht der Formelemente und Flächengebilde und deren inniger Verbindung mit der Tragschicht ist diese besonders gut für die Herstellung und Gestaltung von Parkflächen mit ihren hohen Belastungen durch Beanspruchungen beim Anfahren bzw. Abbremsen der Fahrzeuge, welche im Gegensatz zu normalen Verkehrswegen um ein Vielfaches höher ist, geeignet. Zudem wirkt sich auch hier die vollständige Wasserdurchlässigkeit günstig auf die Umwelt aus. Durch die verschleißfeste und widerstandsfähige Oberfläche und eine gute Haltbarkeit und Beständigkeit können sowohl die Gestehungskosten als auch der Aufwand für den Erhalt niedrig gehalten werden.

Claims (5)

1. Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde, bestehend aus einer Tragschicht auf der Basis von wasserdurchlässigem hydraulisch gebundenem Polymerbeton aus zerkleinerten hochpolymeren Abfällen und einer Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wäßriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung verbessert ist, und daß die Deckschicht aus hydraulisch gebundenen Zuschlagstoffen mit einem Korngrößenbereich von 2 bis 11 mm besteht und eine Schichtdicke vom 1,5- bis 2-fachen der verwendeten maximalen Korngröße d aufweist.
2. Schichtaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht zum Zeitpunkt des Aufbringens der Deckschicht frisch ist.
3. Schichtaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Zement und Zuschlagstoff der Deckschicht im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 5 liegt.
4. Schichtaufbau nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsistenz der Deckschicht zum Zeitpunkt des Aufbringens auf die Tragschicht erdfeucht ist.
5. Schichtaufbau nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht zusätzlich mit Farbpigmenten versetzt ist.
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