DE202006001273U1

DE202006001273U1 - Verfüllmaterial für nicht klassifizierte Verkehrsflächen

Info

Publication number: DE202006001273U1
Application number: DE202006001273U
Authority: DE
Original assignee: FITR Gesellschaft fuer Innovation IM Tief und Rohrleitungsbau Weimar mbH
Current assignee: Gib - Gesellschaft fur Innovation Im Bauwesen De
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2016-01-28

Abstract

Verfüllmaterial für nicht klassifizierte Verkehrsflächen, insbesondere Verbundpflasterflächen, Natursteinflächen, Hartplätze und Laufbahnen auf Sportanlagen, wassergebundene Kiesdecken und dergleichen Bedeckungen, gekennzeichnet durch eine Mineralstoffmischung, enthaltend einen Einstreustoff (10) und eine das Pflanzenwachstum, insbesondere das Auskeimen von Pflanzensamen, hemmende Zusatzkomponente (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfüllmaterial für nicht klassifizierte Verkehrsflächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei nicht klassifizierten Verkehrsflächen handelt es sich um nicht versiegelte oder mit einer geschlossenen Decke versehene Flächen, beispielsweise Verbundpflasterflächen, Natursteinflächen, Hartplätze und Laufbahnen auf Sportplätzen, wassergebundene Decken, z.B. Kiesflächen in Gartenanlagen, Straßenrändern oder Parkbuchten. Derartige Flächen sind aufgrund ihrer Struktur und Verfugung, etwa einer losen Sandfuge oder einer Mörtelfuge, der Ansiedlung von Unkrautsamen bzw. sonstigem Pflanzenbewuchs ausgesetzt. Auch verfestigte Fugen zeigen Rissbildungen, wenn der Verbund mit dem Platten- bzw. Pflastermaterial nicht ordnungsgemäß ausgeführt worden ist. Wie bei einer lockeren Sandfuge können sich auch hier Pflanzensamen einlagern und zu keimen beginnen. Ein typischer Bereich, der durch Unkraut besiedelt wird, ist der Rinnstein von Fahrbahnen und Straßen.
Zur Unkrautbeseitigung wird als kostengünstigste Lösung auf Herbizide zurückgegriffen. Aus Gründen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes ist die Anwendung von Herbiziden allerdings gesetzlich geregelt. Herbizide dürfen dem nach nur dann auf Freilandflächen angewendet werden, soweit diese landwirtschaftlich, forstwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzt werden. Eine Verwendung unmittelbar an oberirdischen Gewässern oder Küstengewässern ist untersagt. Sofern der angestrebte Zweck dringlich ist, müssen bei der dafür zuständigen Behörde Ausnahmen beantragt werden. Ungenehmigte Anwendungen sind ordnungswidrig und werden mit Bußgeldern geahndet.
Ohne derartige Ausnahmegenehmigungen können Fugen bislang nur durch zeit- und kostenaufwändige Verfahren, zum Beispiel eine mechanische Unkrautbekämpfung von Unkräutern oder durch den Einsatz teurer Verfestigungsmaterialien erreicht werden. Beide Methoden sind jedoch nicht über einen längeren Zeitraum erfolgreich.
Eine mechanische Unkrautbekämpfung erfolgt entweder von Hand durch ein Abhacken oder Jäten. Dies muss in geregelten Abständen wiederholt werden. Oder es werden Bürstenkehrmaschinen eingesetzt, bei denen rotierende Stahldrahtbürsten die mechanische Unkrautbekämpfung vornehmen. Jedoch können mit einer derartigen Methode nur frisch aufgelaufene Unkräuter beseitigt werden. Bei älteren Pflanzen wird mit einer derartigen Methode meist nur das Kraut abgeschlagen, wobei die Pflanze nur vorübergehend geschädigt wird und nach einiger Zeit wieder austreibt. Aus diesen Grund ist ein wiederholter Kehreinsatz bzw. ein wiederholtes Jäten erforderlich, das erfahrungsgemäß in einem 2-wöchigen Abstand ausgeführt werden muss. Bei einer Vegetationszeit von drei bis vier Monaten muss mit einem sechs bis achtmaligen Kehren gerechnet werden. Dabei wird allerdings nach und nach der Fugensand heraus gebürstet, wobei die Pflasterung zerstört wird.
Als weitere mechanische Unkrautbekämpfung kommt der Einsatz von Hochdruckreinigern in Betracht. Dabei werden allerdings ebenfalls die Fugen ausgespült, die Pflasterung zum Teil auch unterspült, wobei ein Absacken bzw. eine Lageveränderung der Verkehrsfläche zu befürchten ist.
Neben den mechanischen Verfahren sind thermische Verfahren der Unkrautbeseitigung mittels Gasbrennern, Infrarot-, Heißdampf-, Heißwasser- oder Heißschaumgeräten im Gebrauch. Durch die Wärmeeinwirkung platzen die Pflanzenzellen der grünen Pflanzenteile auf und das darin enthaltene Eiweiß gerinnt. Die thermische Unkrautbekämpfung eignet sich vorwiegend zur Beseiti gung von jungem Unkraut. Daher ist während der Vegetationszeit auch hier ein mehrmaliger Einsatz bis zu acht Mal pro Vegetationsperiode notwendig. Beim Einsatz von Brennern oder Infrarot-Geräten besteht die Gefahr eines Schwelbrandes. Daher wird von dem dafür beauftragten Personal besonders beim Einsatz an Hecken oder in gemulchten Beetbereichen Zuverlässigkeit verlangt. Die Kosten für eine thermische Unkrautbekämpfung sind in Abhängigkeit vom eingesetzten Verfahren durchschnittlich doppelt so hoch wie bei der mechanischen Unkrautbekämpfung.
Alle bisher erwähnten Verfahren können jedoch die Besiedelung der Verkehrsfläche und das Auskeimen der eingetragenen Pflanzensamen nicht wirksam verhindern. Samen sind entweder mechanisch nicht erreichbar oder erweisen sich gegenüber thermischen Einwirkungen weit widerstandsfähiger als grüne Pflanzenteile.
Gebundene Fugenmaterialien können kurzzeitig das Auskeimen der Samen einschränken. Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Materialien weisen allerdings die Neigung zu einer hohen Festigkeitsentwicklung auf. Verformungen der Verkehrsfläche durch Verkehrsbelastungen kann das Material demnach nicht folgen. Daher kommt es zum Abriss zwischen Fugenmaterial und Pflaster. In die dabei entstehenden Risse lagern sich sehr leicht Pflanzensamen ein und eine Besiedelung mit Unkraut wird dadurch begünstigt.
So wird beispielsweise von der Firma stabilizer 2000 GmbH ein Bindemittel angeboten, das pflanzlich gewonnen wird und Mineralstoffgemische zusammen hält. Eine Unkrautkeimung kann allerdings nur kurzfristig verhindert werden.
Weiterhin wird Pflasterfugenmörtel eingesetzt, der im wesentlichen aus den Komponenten Quarzsand und Kunstharzbindemittel besteht. Ein Beispiel hierfür ist der MEM-Fugenhärter der Firma MEM Bauchemie GmbH aus Leer. Die Firma Tubag Trass Vertriebs GmbH & Co. KG bietet einen Pflasterfugenmörtel an, der als Reaktionsmörtel mit einer definierten Mineralkornmischung vorwiegend zur Verfugung dichter Natursteine dient. Für saugendes und offenporiges Steinmaterial ist dieser Mörtel nicht geeignet. Zudem ist die Verlegung des Mörtels sehr aufwändig, da an den Untergrund sehr hohe Anforderungen gestellt werden. Wegen der reaktiven Inhaltsstoffe des Produktes ist außerdem eine besondere Sorgfalt im Umgang mit diesem Material notwendig, um gesundheitliche Schäden zu vermeiden.
Schließlich ist eine Verklebung des Fugensandes in der oberen Zone mit einem von der Firma Avenarius-Agro GmbH vertriebenen Fugenfestiger möglich. Dabei handelt es sich um eine Kunstharzdispersion. Dieses Produkt ist allerdings nur auf einem Sandbett ohne Feinstanteile mit weniger als 0,3 mm Korngröße anwendbar.
Alle diese Produkte verhindern nur vorübergehend das Einlagern von Unkrautsamen. Bei einer Rissbildung setzt jedoch sofort ein Auskeimen des Samens ein und die Verunkrautung greift dann erneut um sich und muss bekämpft werden.
Es besteht vor dem Hintergrund des genannten Standes der Technik und der beschriebenen Nachteile und Unzulänglichkeiten die Aufgabe, ein kostengünstiges und einfach zu handhabender Mittel anzugeben, mit dem die Verunkrautung nicht klassifizierter Verkehrsflächen nachhaltig, über einen längeren Zeitraum und möglichst frühzeitig zu verhindern ist. Die Verunkrautung soll insbesondere auch dann wirksam verhindert werden, wenn es unvermeidlicherweise dazu kommt, dass Unkrautsamen in die Verkehrsflächen eingetragen werden.
Die Aufgabe wird mit einem Verfüllmaterial für nicht klassifizierte Verkehrsflächen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist das Verfüllmaterial durch eine Mineralstoffmischung ausgebildet, die einen Einstreustoff und eine das Pflanzenwachstum, insbesondere das Auskeimen von Pflanzensamen hemmende Zusatzkomponente enthält.
Die Mineralstoffmischung wird in der bekannten Weise in die Verkehrsflächen, z.B. Pflasterfugen, Kiesdecken usw. eingebracht und weist im wesentlichen die gleichen mechanischen und bautechnischen Eigenschaften wie konventionelle Verfüllmaterialien auf. Ein Versiegeln oder Überdecken der Fugen ist dabei nicht notwendig. Die wachstumshemmende, insbesondere auskeimungshemmende Zusatzkomponente in der Mineralstoffmischung verhindert zuverlässig das Auskeimen der eingetragenen Pflanzensamen. Ein Verunkrauten der Flächen wird damit bereits von Beginn an verhindert. Damit entfallen die erwähn ten kosteninsensiven mechanischen, chemischen und thermischen Unkrautbekämpfungen vollständig.
In einer ersten Ausführungsform des Verfüllmaterials ist die Zusatzkomponente in Form eines auf die Partikel des Einstreustoffs aufgebrachten Coatings ausgebildet. Der Einstreustoff, beispielsweise Quarzsand, bildet dabei den Träger für eine wachstumshemmende und das Auskeimen verhindernde Beschichtung, die mit den eingetragenen Pflanzensamen in Kontakt steht und ihre Wirkstoffe freisetzt.
Zur Realisierung einer über längere Zeiträume hinweg wirksamen Depotwirkung der Zusatzkomponente ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform das Coating aus einer löchrigen äußeren Schicht aus einem Material mit geringer Wasserlöslichkeit und einer inneren, keim- und wachstumshemmenden leichter wasserlöslichen Wirkstoffschicht ausgebildet. Dadurch wird der auskeimungshemmende Wirkstoff dosiert über die äußere Schicht des Coatings abgegeben und mit der Feuchtigkeit im Verfüllbereich verbreitet. Die äußere Schicht des Coatings verhindert ein vorzeitiges Auswaschen des Wirkstoffes.
Alternativ dazu ist bei einer weiteren Ausführungsform die Zusatzkomponente dem Einstreustoff in Form eines Granulates mit einer der Partikelgröße des Einstreustoffes angepassten Partikelgröße und -verteilung beigemischt. Die angepassten Partikelgrößen verhindern ein Entmischen des Mineralstoffgemisches. Die Zusatzkomponente wird durch die Partikel des Einstreustoffes in einem verteilten Zustand gehalten und durchsetzt mit ihrem Wirkstoff durch die Kapillarwirkung des Mineralstoffgemisches den verfüllten Abschnitt.
Die Zusatzkomponente weist bei allen genannten Ausführungsformen eine Wasserlöslichkeit auf, die eine lang anhaltende und einer kontinuierlichen Wirkstofffreisetzung angepasst ist. Damit soll verhindert werden, dass die Zusatzkomponente bei feuchter Witterung sofort ausgewaschen wird und verloren geht, sondern möglichst lange im verfüllten Abschnitt ihre Wirkung entfaltet.
Zweckmäßigerweise besteht die Zusatzkomponente aus einem keimungshemmenden Wirkstoffgemisch auf pflanzlicher und/oder mineralischer Basis. Derartige Wirkstoffe sind gesundheitlich unbedenklich, biologisch abbaubar und reichern sich nicht in giftigen Mengen im Verfüllbereich an. In Verbindung mit der erwähnten kontrollierten Wirkstofffreisetzung kann damit eine über einen längeren Zeitraum gleichbleibende Wirkstoffkonzentration erreicht werden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher beschrieben werden. Es werden für gleiche oder gleich wirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet. Im Einzelnen zeigt:
1 eine Reihe beispielhafter mit der Zusatzkomponente gecoatete Partikel des Einstreustoffes,
2 eine beispielhafte Mischung aus Partikeln des Einstreustoffes und granulierter Zusatzkomponente,
3a eine beispielhafte Darstellung eines gecoateten Partikels des Einstreustoffes mit geschichteter Zusatzkomponente aus äußerer Schicht und Wirkstoffschicht im Ausgangszustand,
3b das schichtweise gecoatete Partikel aus 3a im teilweise erodierten Zustand.
1 zeigt eine Reihe von Partikeln eines mineralischen Einstreustoffes 10, die eine Zusatzkomponente 20 in Form eines Coatings 30 aufweisen. Der Einstreustoff besteht aus einem mineralischen Material wie beispielsweise Quarzsand oder fein zerkleinerter Keramik. Die Partikelgröße richtet sich im wesentlichen nach den bautechnischen Anforderungen, insbesondere der angestrebten Verformbarkeit unter Belastungen der Fugen oder der geforderten Widerstandsfähigkeit des Verfüllmaterials gegen Wasser- und Winderosion.
Das Bedecken der Partikel erfolgt vorzugsweise in einer Verwirbelungsanlage in einem mit der Zusatzkomponente 20 angereicherten Luftstrom. Alternativ dazu ist es auch möglich, die mineralischen Partikel in einer mit der Zusatzkomponente versetzten Lösung aufzuschlämmen. Die dabei überdeckten Partikel werden anschließend in einem Trocknungsschritt voneinander getrennt. In jedem Fall nimmt das Verfüllmaterial dabei eine trockene rieselfähige Konsistenz an.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfüllmaterials.
Die Komponente des Einstreustoffes 10 ist mit Granulatpartikeln 35 der Zusatzkomponente im granulierten Zustand vermischt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt das Mischungsverhältnis zwischen beiden Komponenten etwa 1 : 1. Davon abweichende Mischungsverhältnisse sind ebenso möglich. Der genaue Wert richtet sich nach der notwendigen Wirkstoffkonzentration und dem Einfluss des Granulates der Zusatzkomponente auf die bautechnischen Eigenschaften des Verfüllstoffes.
Sowohl die Partikel des mineralischen Einstreustoffes 10, als auch die des Granulates der Zusatzkomponente sollten zumindest gleiche Partikelgrößen und Größenverteilungen aufweisen, um Entmischungen und Segregationen beider Komponenten zu vermeiden. Weiterhin sollte das Granulat der Zusatzkomponente eine vergleichbare Härte wie die Partikel des Einstreustoffes aufweisen. Falls dies nicht möglich ist, sollte zumindest ein Zerbröckeln der granulierten Zusatzkomponente durch mechanische Belastungen bzw. ein Verkleben der Granulatpartikel 35 miteinander bzw. mit den Partikeln des Einstreustoffes ausgeschlossen sein. Optional können die Granulatpartikel der Zusatzkomponente einen Farbstoff enthalten, der zusammen mit dem Wirkstoff freigesetzt wird und anhand dem die Ausbreitung des Wirkstoffes im Gefüge des verfüllten Abschnittes optisch in einfacher Weise nachvollziehbar ist.
Wichtig ist in jedem Fall eine kontrollierte und über einen längeren Zeitraum im wesentlichen konstant bleibende Wirkstofffreisetzung durch die entweder auf die Partikel des mineralischen Einstreustoffes gecoatete oder als Granulat beigemischte Zusatzkomponente. Zum Erfüllen dieser Anforderung bieten sich eine Reihe möglicher Ausführungsformen an.
Die 3a und 3b zeigen gecoatete mineralische Partikel des Einstreustoffes 10. Das Coating 30 weist bei dieser Ausführungsform eine Schichtstruktur auf. Diese besteht aus einer äußeren Schicht 40, die eine geringe Wasserlöslichkeit aufweist und eine löchrige Struktur besitzt, und einer inneren Wirkstoffschicht 50, deren Wasserlöslichkeit etwas größer ist. Die löchrige Struktur der äußeren Schicht gewährleistet ein langsames Ausdiffundieren des Wirkstoffes aus der Wirkstoffschicht in die Umgebung des Partikels. Dabei löst sich die Wirkstoffschicht von innen her langsam auf, sodass im weiteren Verlauf größere Abschnitte der äußeren Schicht 40 einbrechen. Dieser Zustand ist in 3b gezeigt. Mit einer abnehmenden Dicke der Wirkstoffschicht nimmt somit die durch die Löcher in der äußeren Schicht bestimmte effektive Austrittsfläche des Wirkstoffes zu, wobei diese gegensätzlichen Tendenzen einen Depoteffekt hervorrufen, der zu einer gleich bleibenden Rate der Wirkstofffreisetzung im Verfüllbereich führt.
Die äußere Schicht kann beispielsweise ein wasserbeständiger, in einem Verwirbelungsverfahren auf die mit der Wirkstoffschicht gecoateten Partikel aufgebrachter Lack sein. Die vorhergehend erwähnten Granulatpartikel können ebenfalls eine zusätzliche Umhüllung aus einem schwer wasserlöslichen, teilweise löchrigen Material aufweisen, um eine kontrollierte Wirkstofffreisetzung zu ermöglichen.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, das Coating oder das Granulat der Zusatzkomponente aus einer Mischphase aus einer leicht wasserlöslichen Wirkstoffkomponente und einem schwer wasserlöslichen Bindemittel auszuführen. Dabei bildet das Bindemittel eine quasi schwammartige Struktur, in deren Poren die Wirkstoffkomponente eingelassen ist. Das Partikel des Einstreustoffes bildet den Träger des so ausgebildeten Coatings und den baumechanisch wirksamen Grundstoff zur Fugenverfüllung.
Für die Wirkstoffkomponente wird vorzugsweise wird auf pflanzliche allelopathische Wirkstoffe oder Pflanzenhormone zurückgegriffen. Allelopathische Substanzen sind Stoffe, die von Pflanzen in die Umgebung hinein ausgeschieden werden und dort einen Einfluss auf die umgebende Pflanzenpopulation ausüben, um insbesondere gewisse Pflanzenarten am Wachstum zu hindern und damit zu verdrängen.
Derartige Substanzen haben ihre Wirksamkeit in der biologischen Evolution bewährt, sind für den Menschen in den natürlichen Konzentration nicht toxisch und können biologisch abgebaut werden, bzw. zersetzen sich nach einer gewissen Wirkzeit von selbst. So ist es beispielsweise möglich, einen Pilzbefall des verfüllten Areals durch den Einsatz von Phytoalexinen zu verhindern. Hierbei handelt es sich um Substanzen, die von einigen Pflanzenarten bei einem Pilzbefall erzeugt werden und eine Verbreitung des Pilzmyzels im Pflanzengewebe verhindern.
Als besonders wirksam gegen das Auskeimen von Pflanzensamen erweist sich Juglon. Hierbei handelt es sich um eine wasserlösliche, allelopathisch wirksame phytotoxische Substanz, die aus den Blättern des Walnussbaumes gewonnen werden kann. Versuche haben gezeigt, dass sich mit einer Juglon-Konzentration von ca. 500 ppm das Auskeimen von Kressesamen wirksam behindern und mit einer Konzentration von ca. 1000 ppm vollständig ausschließen lässt. Derartige Konzentrationen lassen sich mit den beschriebenen Coatings bzw. beigemischten Granulaten problemlos monatelang erreichen.
Alternativ dazu kann auch Walnussblattextrakt mit einer geringeren Konzentration an Juglon verwendet werden. In diesem Fall wird zwar nicht das Auskeimen der Unkrautsamen verhindert. Jedoch zeigen die beeinflussten Pflanzen ein vermindertes Wurzelwachstum und können somit mit einer mechanischen Unkrautbekämpfung leichter bzw. in größeren Zeitabständen beseitigt werden. Der leichte Unkrautbefall, der sich in einer sehr einfachen Weise feststellen lässt, deutet dabei auf einen abnehmenden Gehalt an Juglon hin.
Bei einer nachlassenden Wirksamkeit des Verfüllmaterials genügt es, das Material aus der Verkehrsfläche in einem oberflächlich zugänglichen Bereich bis zu einer Tiefe von 2 bis 10 Zentimeter mechanisch zu entfernen. In diesem Bereich befinden sich die eingetragenen, nicht bzw. ungenügend aufgekeimten Unkrautsamen, die sich dabei sehr leicht beseitigen lassen. Dies ist beispielsweise mit einer rotierenden Walzenbürste oder einem pneumatischen Hochdruckstrahler möglich. In die dabei freigelegte Fuge wird unmittelbar darauf folgend frisches Verfüllmaterial eingebracht und reichert diese wieder mit dem Wirkstoff in der notwendigen Konzentration an.

10: Einstreustoff
20: Zusatzkomponente
30: Coating
35: Granulatpartikel
40: äußere Coatingschicht
50: innere Wirkstoffschicht

Claims

Verfüllmaterial für nicht klassifizierte Verkehrsflächen, insbesondere Verbundpflasterflächen, Natursteinflächen, Hartplätze und Laufbahnen auf Sportanlagen, wassergebundene Kiesdecken und dergleichen Bedeckungen, gekennzeichnet durch eine Mineralstoffmischung, enthaltend einen Einstreustoff (10) und eine das Pflanzenwachstum, insbesondere das Auskeimen von Pflanzensamen, hemmende Zusatzkomponente (20).
Verfüllmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (20) in Form eines auf die Partikel des Einstreustoffs (10) aufgebrachten Coatings (30) ausgebildet ist.
Verfüllmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Coating (30) aus einer löchrigen äußeren Schicht (40) aus einem Material mit geringer Wasserlöslichkeit und einer inneren keim- und/oder wachstumshemmenden leichter wasserlöslichen Wirkstoffschicht (50) ausgebildet ist.
Verfüllmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (20) dem Einstreustoff (10) in Form eines Granulates mit einer der Partikelgröße des Einstreustoffs angepassten Partikelgröße und -verteilung beigemischt ist.
Verfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (20) eine für eine lang anhaltende und kontinuierliche Wirkstofffreisetzung angepasste Wasserlöslichkeit aufweist.
Verfüllmaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzkomponente (20) aus einem keimungshemmenden Wirkstoffgemisch auf pflanzlicher und/oder mineralischer Basis besteht.