DE19835298C2 - Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde des Verkehrsflächen- und Landschaftsbaus - Google Patents

Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde des Verkehrsflächen- und Landschaftsbaus

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schichtaufbau für mehrschichtig wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde des Verkehrsflächen- und Landschaftsbaus, hergestellt aus einer wasserdurchlässigen Tragschicht, zusammengesetzt aus einem hydraulisch gebundenen Gemisch von zerkleinerten, hochpolymeren Abfällen und mineralischen Zuschlagstoffen, wobei die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wässriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung verbessert ist, und einer wasserdurchlössigen Deckschicht aus mit Farbpigmenten versetzte 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, d. h. makromolekularer Abfallstoffe mit Molekülen aus 103 und mehr Atomen - Roche-Lexikon Medizin, Urban & Fischer Verlag, München, im Bauwesen, speziell auch für den Straßen-, Wege- und Funktionsflächen bau, 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 es Größtkorns gewährleistet werden, so daß die Herstellung duch die Begrenzung der Schnitzelgröße aufwendig und teuer wird.
Insbesonder jedoch steht die mit dieser Lösung realisierbare Schichtdicke der Deckschicht von 30 bis 100 mm 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 deshalb keine fast direkte Kraftübertragung auf die Tragschicht durch Aufspaltung innerhalb des Korngefüges der Deckschicht möglich wird. Außerdem weist diese Deckschicht wegen der genannten Schichtdicke von 30 bis 100 mm, welche der Ausbildung durchgehender Hohlräume in der erforderlichen Anzahl entgegensteht, eine daraus resultierende unzureichende Wasserdurchlässigkeit auf. Die Folge sind eine geringe Beständigkeit der Deckschicht und Absprengungen infolge des unterschiedlichen Dehnverhaltens der Schichten.
Letztlich können bei Verwendung des Zuschlagstoffes nach DE-OS 196 48 096 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 32 281 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 wasserdurchlässige Tragschicht aus eine hydraulisch gebundenem Gemisch von zerkleinerten hochpolymeren Abfällen und mineralischen Zuschlagstoffen mit einer wasserdurchlässigen, verschleißarmen, beständigen und optisch ansprechenden Deckschicht aus hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen verbunden ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde, zusammengesetzt aus einem hydraulisch gebundenen Gemisch von zerkleinerten, hochpolymeren Abfällen und mineralischen Zuschlagstoffen, wobei die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wässriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung verbessert ist, und einer Deckschicht aus mit Farbpigmenten versetzten hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen, hergestellt wird, indem zur Schaffung der Tragschicht ein Ausgangsgemisch aus hochpolymeren Abfälle und mineralischen Zuschlagstoffen mit Wasser, Zement und wäßriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung vermischt wird und die Deckschicht aus Zuschlagstoffen mit einem Korngrößenbereich von 2 bis 11 mm in einer Schichtdicke vom 1,5- bis 2-fachen der verwendeten maximalen Korngröße d gebildet und durch Walzen oder Pressen mit der Tragschicht verbunden wird.
Durch die geringe Schichtdicke in Abhängigkeit von der maximal verwendeten Korngröße 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.
Die 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.
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 zu Auftragen von Schichten wie Walzen, Pressen o. ä. wird durch die erfindungsgemäß geringe Schichtdicke der Deckschicht Form- und Kraftschluß zwischen der frischen Trag- und der Deckschicht erzielt und bei vorzugsweise frischem Zustand der Tragschicht 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 in erfindungsgemäßes Formelement nach Fig. 1 mit den Abmessungen von 500 × 200 × 80 mm aus einer Tragschicht 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 Tragschicht 2 wird aus einem Anteil erdfeuchter Betonmasse 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, 14 kg Wasserglaslösung 7° Be' und 250 kg Wasser zugegeben und innig mit dem Ausgangsgemisch vermischt.
Auf die frische, verdichtete Tragschicht 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 Tragschicht 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 ein 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 Tragschicht 2 von 25 mm Dicke in verdichtetem Zustand und einer eingefärbten hydraulisch gebundenen mineralischen Deckschicht 1 aus Splitt 2/5 mit einer Dick von 8 mm gefertigt.
Die Tragschicht 2 wird aus einem Anteil erdfeuchter Betonmasse geformt, die nach folgen der 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, 13 kg Tensidlösung (4 g Tensid/kg Wasser) und 250 kg Wasser zugegeben und innig mit dem Ausgangsgemisch vermischt.
Auf die frische, verdichtete Tragschicht 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 er Verzahnung gemäß Detail A der Fig. 1 wird diese rot eingefärbte hydraulisch gebundene mineralische Deckschicht 1 in die Tragschicht 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 Tragschicht 2 von 100 mm Dicke in verdichtetem Zustand aus einer Betonmasse (gefertigt nach der Rezeptur die 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 Tragschicht 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 vorschleißfeste 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 Fahrzeug, welche im Gegensatz zu normalen Verkehrswegen um ein Vielfaches hoher 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 (4)

1. Schichtaufbau für mehrschichtige wasserdurchlässige Formelemente und Flächengebilde des Verkehrsflächen- und Landschaftsbaus, aus
  • - einer wasserdurchlässigen Tragschicht, bestehend aus einem hydraulisch gebundenem Gemisch von zerkleinerten hochpolymeren Abfällen und mineralischen Zuschlagstoffen, wobei die hydraulische Bindung der hochpolymeren Abfälle der Tragschicht durch Beigabe von wässriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung verbessert ist und
  • - einer wasserdurchlässigen Deckschicht, bestehend aus mit Farbpigmenten versetzten hydraulisch gebundenen mineralischen Stoffen, hergestellt,
indem
  • - zur Herstellung der Tragschicht ein Ausgangsgemisch aus hochpolymeren Abfällen und mineralischen Zuschlagstoffen mit Wasser, Zement und wäßriger Natriumsilikatlösung und/oder Tensidlösung vermischt wird,
  • - die Deckschicht aus Zuschlagstoffen mit einem Korngrößenbereich von 2 bis 11 mm in einer Schichtdicke vom 1,5- bis 2-fachen der verwendeten maximalen Korngröße d gebildet wird
  • - und die Deckschicht durch Walzen oder Pressen mit der Tragschicht verbunden wird.
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.
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