DE2216157A1 - Deckmaterial, vorzugsweise für Straßen, Dielen und dergleichen - Google Patents

Description

• Deckmaterial, vorzugsweise für Straßen, Dielen und dergleichen Dielen und dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf ein Deckmaterial, das besonders für Straßen, Dielen und dergleichen wertvoll ist.
• Ein bekanntes Zusatzmittel für gegossene Straßendeckschichten besteht aus kleinen Körpern von entgastem Material. Dieses Material hat die erwunschten Eigenschaften, daß es eine hohe Reflektionskraft besitzt aber nicht glänzend ist und eine rutschfeste Straßendeckschicht liefert.
• Die erste Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Deckmaterials, welches dieswünschenswerten Eigenschaften besitzt, und welches zusätzlich gegen abrieb hoch widerstandsfähig ist.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Deckmaterial gelöst, das aus einer zusammengesetzten Masse aus Glas und Siliciumcarbid besteht.
• Die zusammengesetzte Masse gemäß der Erfindung kann verschiedene Formen besitzen. bie kann die Form von Körnern oder Eügelchen haben, wobei jedes Teilchen entweder aus Glas oder Siliciumcarbid besteht. Die zusammengesetzte Masse kann auch aus Kügelchen oder Stücken bestehen, wobei jedes Teilchen aus Glas und Siliciumcarbid gebildet ist. Weiterhin kann die zusammengesetzte Masse die Gestalt von Gußstücken oder geformten Gegenständen, wie Platten, aufweisen oder sie kann aus verhältnismäßig dünnen Streifen und dergleichen bestehen.
• Das Siliciumcarbid kann sowohl dem grünen, durchscheinenden Typ wie auch dem dunklen, teilweise undurchsichtigen Typ entsprechen. In Abhängigkeit von der Form und dem beabsichtigten Gebrauchszweck des zusammengesetzten Materials kann die Teilchengröße des iliciumcarbids in der Größenordnung von etwa o,o2 bis etwa 12 mm liegen. Carbidteilchen dieser Größe besitzen oft verhältnismäßig ausgedehnte, glänzende Flächen, die beispielsweise das Licht von Automobilscheinwerfern reflektieren, ohne eine Blendung hervorzurufen.
• Der Gasbestandteil kann durchscheinend oder milchig sein; dieses hängt von den Erfordernissen des einzelnen Falles ab. Der Brechungsindex kann beispielsweise durch Zusatz von Blei oder Lithiumoxyd geändert werden. Andere Glasformen, die zusammen mit dem Siliciumcarbid verwendet werden können, sind Glasperlen sowie das oben erwähnte entgaste Material, das mitunter als glas-keramisches Material oder kristallisiertes Glas bezeichnet wird. Ein derartiges Material läßt sich in ansich bekannter Weise dadurch herstellen, daß man das Glas teilweise kristallisieren läßt, wobei sich sehr kleine Kristalle bilden. Hierdurch wird eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften des Materials, wie erhöhte Festigkeit, Widerstand gegen Chemikalien und ein geregelter Ausdehaungs-SoeffizientXerreicht. Es sei erwähnt, daß der Glasbestandteil färbende oder leuchtende Zusatzstoffe enthalten kann.
• Wenn das zusammengesetzte Material beispielsweise die Form von Kügelchen besitzt, kann eine Schicht solcher Kügelchen mit oder ohne Zusätze oder einem anderen geeigneten Straßendeckmaterial über die Fahrbahn oder dergleichen verteilt und in das Grundmaterial des Fahrdamms, wie beispielsweise Asphalt oder Beton, durch Rollverfahren oder in anderer Weise eingearbeitet werden. suf diese Weise wird eine Deckschicht erzielt, die sowohl ein hohes Reflektionsvermögen als auch rutschfeste Eigenschaften besitzt und gleichzeitig gegen Abnutzung selbst durch Befahren mit Spikes-Reifen einen hohen Widerstand besitzt.
• Der Grund hierfür liegt darin, daß das Glas rascher abgenutzt wird als die Garbidteilchen, die daher allmählich aus der Straßenoberfläche hervortreten. Infolge der ähnlichen Verbindung zwischen dem Carbid und dem Glas bleiben die Carbid teilchen in der Straßenoberfläche fest verankert.
• Wie angegeben, kann das zusammengesetzte Material die i?orm von Platten besitzen. Diese Platten können an ihrer Oberfläche Carbidteilchen aufweisen, während die untere Schicht lediglich aus Glas bestehen kann. Dieses führt zu einer Ersparnis an dem teureren Carbid. Derartige Platten können auf der Fahrbahn oder dergleichen derart befestigt werden, daß sie ein wenig aus der Straßenoberfläche hervorragen. Dieses bringt einen besonderen Vorteil mit sich, der darin besteht, daß Schmutz leicht von der reflektierenden, leuchtenden Schicht, selbst bei schlechtem Wetter, rasch abgewischt oder abgewaschen wird. Die Glasoberfläche stößt das Wasser und den Schmutz leichter als die meisten anderen die Straßenoberfläche bildenden Materialien ab, sie ist daher besser geeignet, rein und damit sichtbar'zu bleiben.
• Die Platten haben eine Dicke von 2 bis 25 mm und ihre Länge und Breite kann zwischen 20 und 150 mm liegen. Sie können in der folgenden Weise hergestellt werden. Etwa 20 g schwarzes Siliciumcarbid mit einer Teilchengröße von 4 bis 7 mm wird übeI den Boden einer rechteckigen Eisenform mit den Abmessungen 20 x 60 mm verteilt, so daß der Boden bedeckt ist. Dann wird ein Versatz aus geschmolzenem Natron-Kalk-Glas in die Form hineingegeben und durch einen in die Form passenden Press-Stempel zusammengedrückt. Die entstehende Platte läßt man in bekannter Weise kühlen,um einen Bruch zu vermessen. Die fertiggestellte Platte wird mit der Carbidschicht nach oben in den weichen Asphalt eingedrückt, so daß sie etwa 1 mm aus der Asphaltfläche hervorragt.
• Nach einer anderen Ausführungsforin kann ein plastischer Bestandteil, der möglicherweise gefärbt sein kann, dem zusammengesetzten Material aus Glas und Siliciumcarbid zugesetzt werden. In diesem Fall kann eine wärmehärtbare plastische Masse, die eine geeignete Menge an zusammengesetztem Material Owa in Borm von Glasperlen und Carbidteilchen enthält5 für Straßenmarkierungslinien,für die Kennzeichnung von Sußgängerwegen und anderer Kennzeichnungszwecke verwendet werden. Die plastische Komponente kann durchscheinend oder undurchsichtig sein.
• Ein besonders geeignetes Material gemäß der Erfindung besteht aus einem stückigen zusammengesetzten Material, bei dem jedes Stückchen mehrere darin einverleibt e Garbidt eilchen enthält die mit dem Glas in inniger Berührung steheno Die Stückchen können bis zu 15 mm im Durchmesser aufweisen, aber sie können auch wesentlich kleiner sein, beispielsweise einen Durchmesser er von o,2 mm besitzen. Der Durchmesser der Carbidteilchen ist wesentlich kleiner und liegt in der Größenordnung von 5 bis 25 % des Durchmessers der einzelnen Stückchen. Dieses bedeutet, daß der Durchmesser in der Größenordnung von 0,02 bis 4 mm, vorzugsweise bei 1 bis 2 mm, liegt. Das Siliciumcarbid macht 1 bis 30 Gew.-7o, vorzugsweise 2 bis 8 %, des Materials aus, mindestens aber in dem Fall, in dem das Material als Dickmasse für Straßen und dergleichen verwendet wird. Für gewisse spezielle Anwendungen können andere Werte vorzuziehen sein, wie dieses aus der folgenden Beschreibung hervorgeht. Das Glas besteht in der Grundmasse vorzugsweise aus Kalziumsilicat und kann 60 bis do Gew.-/o Siliciumdioxyd (diO2), 20 bis 3o Gew.- Kalziumoxyd (CaO), bis zu 5 Gew.-W/o Aluminiumoxyd (Al2O3), bis zu 5 Gew.-% Eisenoxyd (Fe O3) und bis zu 2 Gew.-% Alkali aufweisen. Ein Teil des Kalziumoxyds kann durch Magnesiumoxyd (MgO) ersetzt werden. Innerhalb der angegebenen Größenordnungen erhöht ein Zusatz von 5 Gew.-Vo Magnesiumoxyd die für die Herstellung erforderliche Temperatur um 50 bis 100°C. Zusätzlich werden die Viskosität der Glasmasse und die Temperatur, bei der die Kristallisation des Glases vorzugsweise stattfinden soll, beeinflusst.
• Geeignete Zusammensetzungen des Glasmaterials enthalten 2 bis r? Gew.-% Magnesiumoxyd und -17 bis 22 Gew.-/o kalziumoxyd und biliciumdioxyd, ferner Alkali und dergleichen, wie oben angegeben.
• Das zusammengesetzte Material wird bei so hoher Temperatur hergestellt, daPo die Glasmasse plastisch ist. Indessen muß die Temperatur niedrig genug sein, um eine chemische Reaktion zwischen dem Glas und dem Siliciumcarbid zu verhindern oder jedenfalls zu verzögern, so daß lediglich ein untergeordneter Anteil, namlich nicht mehr als die Hälfte, vorzugsweise lediglich 5 bis oder möglicherweise auch 1o bis 15 %jedes Carbid zersetzt wird. Bei der oben angegebenen Zusammensetzung der Glasmasse hat sich eine Temperatur in der Größenordnung von 1250 bis 1400°C als geeignet erwiesen, wobei das Gebiet von etwa 1310 bis etwa 13800C bevorzugt wird. Wela das RalZiuRo oxyd durch Magnesiumoxyd in wesentlichem Umfange wie oben erwähnt ersetzt wird, ist es zweckmäßig, die Temperatur um etwa 4o bis 60°C zu steigern.
• In einigen Fällen kann ein gewisses Ausmaß einer geregelten chemischen Reaktion zwischen dem Carbid und dem Glas von Vorteil sein, da eine derartige Reaktion zu einer verbesserten chemischen und mechanischen Bindung zwischen den Bestandteilen der zusammengesetzten Masse führt. Zusätzlich erzeugt eine solche Reaktion die Bildung von Bläschen, welche dem Material Sigenschaften verleihen, die bei einem Deckmaterial für Straßen und dergleichen von Vorteil sind. Die Bläschen, die einen Durchmesser von 0,01 bis o,5 mm besitzen und insgesamt 5 bis 20 Vol-% der Stückchen ausmachen, bilden sich an den Oarbidteilchen; die Mehrzahl von ihnen ist geschlossen.
• Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung und die Verwendung des Materials gemäß der Erfindung.
• Beispiel 1 Eine Masse, die aus 70 Gew.-°9 SiO2, 20 Gew.-%o 0aO und einem Rest von Al203, Fe2O3 und Alkali besteht, wird nacheinander in einen langen, schwach geneigten Drehrohrofen eingeführt, wie sie in der Zementindustrie verwendet werden. Die Maximaltemperatur beträgt 1500°C. Am unteren Ende des Ofens, an einer Stelle, an der die Temperatur etwa 135oOC beträgt, wird Siliciumcarbid in einer Menge zugesetzt, die einem Siliciumcarbidgehalt von 4 Gew.-fi» entspricht. Das Siliciumcarbid hat eine Teilchengröße von o,5 bis 2 mm. Die zusammengeschmolzene Glasmasse wird in Wasser gekühlt, dabei werden Körner in der Größe von 8 bis 12 mm durch Absieben abgetrennt. Jedes Körnchen enthält einige Zehn Carbidkörner, die zu etwa 10 °* unter Bildung von Gas zersetzt sind. Diese Körner werden in einer Menge von 15 kg pro m2 in eine Straßenoberfläche zusammen mit der erforderlichen Menge an Gesteinsmaterial, Füllstoff und Asphalt eingearbeitet. Die Körner besitzen eine wesentlich erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen abnutzung im Vergleich mit anderen Mateiialien und gleichzeitig eine gewünschte, nicht störende Reflektion.
• Beispiel 2 Die Ausrüstung, die Zuführungsgeschwindigkeit und dergleichen sind die gleichen wie bei Beispiel 1. Die Masse besteht jedoch aus etwa 68 Gew.-% SiO2, 18 Gew.-9 CaO, 5 Gew.-% MgO, 4 Gew.-fo A1203 und einem Rest aus Fe2O3, Alkali und anderen Stoffen. Die Maximaltemperatur beträgt etwa 1550°C und das Siliciumcarbid wird in den Drehrohrofen an einer Stelle eingeführt, an der die Temperatur etwa 140000 beträgt. In diesem Fall wird eine Mehrzahl von Blasen gebildet, was einen vorteilhaften Sinfluss auf die Bindung der Masse im Asphalt ausübt.
• Wie oben erwähnt, bildet das Siliciumcarbid 1 bis 30 go, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-%, der Masse. Die Prozentgehalte sind aufgrund wirtschaftlicher Überlegungen gewählt, wenn das Deckmaterial für Straßen oder dergleichen ausgewählt wird.
• Bei speziellen Anwendungen können jedoch die wirtschaftlichen Uberlegungen weniger ausschlaggebend sein, während die Härte und der Abnutzungswiderstand erhöhte Bedeutung besitzen0 Beispiele solcher Anwendungen sind rutschfeste und gegen Abnutzung widerstandsfähige Streifen für die Kanten von Treppenstufen, ferner gegen Abnutzung beständiger Deckschichten für Werkstattböden und dergleichen. Für derartige Anwendungen besteht das zusammengesetzte Material gemäß der Erfindung am günstigsten aus Stückchen, in denen das Glas und das Siliciumcarbid ge meinsam die einzelnen Stückchen bilden Der Carbidgehalt kann dabei bis zu 95 % ansteigen, vorzugsweise fällt er in die Größenordnung von 30 bis bo yS. Wenn die Stückchen in den Beton oder dergleichen eingegossen werden, entweder zur Bildung von gegen Abrieb gesicherten Streifen oder Blöcken oder dergleichen, oder wenn sie unmittelbar in den Zement oder den Beton im Zusammenhang mit dem Gießen der 3tufen und dergleichen eingegossen werden, wird eine ausgezeichnete Bindung zwischen der zusammengesetzten Masse und dem Beton erzielt, da der Beton sich chemisch mit dem Glas und mechanisch mit der rauhen Oberfläche der Stückchen verbindet.

Claims (12)

PatentansPrüche

1. Deckmaterial für Straßen, Dielen und dergleichen, bestehend aus einer zusammengesetzten Masse aus Siliciuncarbid und Glas.

2. Deckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasbestandteil geschmolzen und durchscheinend ist.

3. Deckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasbestandteil teilweise kristallisiert ist.

4. Deckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Masse Glaskügelchen enthält.

5. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Material ein plastisches Bindemittel enthält.

6. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumcarbid eine Teilchengröße von 0,2 bis 12 mm aufweist.

7. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Masse zu Kügelchen mit einer Teilchengröße von 0,2 bis 12 mm geformt ist.

8. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Masse aus Stückchen besteht und das Glas eine Mehrzahl der Siliciumcarbidteilchen umgibt und zusammenhält, so daß das Glas und das Siliciumcarbid gemeinsam die einzelnen Stückchen bilden.

9. Deckmaterial nach einen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Siliciumcarbidteilchen 5 bis 25 % der einzelnen Stückchen ausmacht.

1o. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Silciumcarbid 1 bis 30 Gew.-* der Stückchen beträgt und eine Teilchengröße von etwa 0,02 bis 4 mm aufweist.

11. Deckmaterial nach-einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Stückchen 0,2 bis 15 mm beträgt.

12. Deckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das stückige zusammengesetzte Material in einen Grundstoff aus Zement oder Beton eingebettet ist.