DE2549794B2

DE2549794B2 - Masse für die Herstellung von Decken und Belägen für Straßen und Flugplätze, Industriefußböden, Kanäle und Staudämme sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2549794B2
Application number: DE2549794A
Authority: DE
Inventors: Marcel Marly Le Roi Ceintrey (Frankreich)
Original assignee: SCREG ROUTES ET TRAVAUX PUBLICS PARIS
Current assignee: SCREG ROUTES ET TRAVAUX PUBLICS PARIS
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1975-11-06
Publication date: 1980-03-20
Also published as: JPS588428B2; DE2549794C3; BE835342A; JPS5170220A; FR2290483A1; GB1531763A; FR2290483B1; US4120832A; DE2549794A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Masse für die Herstellung von Decken und Belägen für Straßen und Flugplätze, Industriefußböden, Kanäle und Staudämme aus einem Mincralstoffgemisch, einem Steinkohlenteerpech und gegebenenfalls Polyäthylen enthaltenden Polyvinylchloridabfällen.

Die aus heiß eingearbeitetem Bitumenbeton bestehenden Decken und Beläge von Straßen haben in den fetzten Jahren eine starke Entwicklung erfahren und hinsichtlich der Eigenschaften, wie Rauhigkeit, Dichtigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen schweren Verkehr, einen hohen Entwicklungsstand erreicht. Sie werden meist hergestellt, indem ein Gemisch aus Gestein. Sand und Füller mit aus der Erdöldestillation stammendem Bitumen einer Penetration zwischen 30 und 80/1/ K) mm umhüllt und der erhaltene Beton dann eingebaut wird, wobei die Tendenz zu immer härterem Bitumen einer Penetration von beispielsweise 40 bis 50 und sogar 20 bis 30 geht; diese Tenilenz erklärt sich aus der hei diesem Materialtyp bestehenden Schwierigkeit, bei Straßen und Fahrbahnen mit gelenktem Verkehr gute Widerstandsfähigkeit gegen die Bildung von Spurrilleti zu erzielen. Doch ist dieses Problem, wenn die Steigungen (t% erreichen, selbst mit den härtesten Bitumensorten praktisch nicht lösbar. Ebenso führen bei Verwendung dieses Materialtyps für die Herstellung von Industriefußböden die statischen Belastungen, die Drücke von mehr als 1,5 N/mm² auf den Boden ausüben, zu starken Eindrücken von mehreren Millimetern.

Einige Verbesserungen wurden bereits durch ein Verfahren erzielt, das in der FR-PS 1575668 beschrieben ist und bei dem Steinkohlenteerpech mit einem Zusatz von Polyvinylchlorid verwendet wird. Hierdurch wurde zwar eine wesentlich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Bildung von Spurrillen und Eindruckswiderstände erreicht, die zwischen 1,5 und 2,5 N/mm² liegen, jedoch ist dies immer noch ungenügend.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile zu benenn und eine Masse für die Herstellung von Decken und Belägen verfügbar zu machen, deren Herstellungskosten niedriger sind und Decken und Beläge ermöglicht, bei denen weder Spurriiien noch Eindrücke, auch nicht bei starker Belastung, entstehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Masse für die Herstellung von Decken und Belägen für Straßen und Flugplätze, Industriefußböden, Kanäle und Staudämme aus einem Mineralstoffgemisch, einem Steinkohlenteerpech und, gegebenenfalls Polyäthylen enthaltenden Polyvinylchloridabfällen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mineralstoffgemisch mit 4 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Mineralstoffgemisch, eines Steinkohlenteerpechs mit Werten der Äquiviskositätstemperatur von 25° bis 60° C und 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Steinkohlenteerpech, gemahlenen, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Polyäthylen enthaltenden oder mit Styrol-Butadien-Acrylnitrilhar/ schlagzäh gemachten, Polyvinylchloridabfällen eine. Teilchengröße von weniger als 10 mm umhüllt ist. Mit Vorteil enthält diese Masse ein Mineralstoffgemisch aus Splitt, Sand und Füller.

Aus der DE-OS 2 418 977 sind zwar bereits Massen bekannt, die aus einem Mineralstoffgemisch, einem Steinkohlenteerpech und Polyvinylchloridabfällen, die Polyäthylen enthalten können, bestehen. Der besonderen Auswahl der sehr unterschiedlichen Polymermaterialien wird aber keine Bedeutung beigemessen, und es ist insbesondere nichts ausgeführt hinsichtlich ihrer Verträglichkeit mit den verschiedenen Bindemitteln. Außerdem werden die Polymerbestandteile in sehr großen Mengen, bezogen auf das Mineralgemisch, eingesetzt. Diese bekannten Massen weisen jedoch nur Druckfestigkeiten im Bereich von H bis 10 N/mm² auf, was für Straßenbaumassen unzureichend ist. Erfindungsgemäß werden dagegen bei der oben erwähnten Auswahl der Bestandteile der Masse und ihrem Einsatz in den genannten engen Mengenverhältnissen Druckfestigkeiten des Straßenbclages im Bereich von 40 bis 60 N/mm² erzielt.

Die Masse wird durch Zumischen der gemahlenen Polyvinylchloridabfälle zum erhitzten Mineralstoffgcmisch und anschließende Zugabe des Steinkohlenteerpechs in der Weise hergestellt, daß man die Polyvinylchloridabfälle dem auf eine zwischen 120° und ;5()° C und unter der Zersetzungstemperatur der Polyvinylchloridabfälle liegende Temperatur erhitzten Mineralstoffgemisch während einer Zeit von weniger als 30 Sekunden zumischt, dann das auf eine Temperatur von 120° bis 140° C erhitzte Steinkohlenteerpech zusetzt, und das Gesamtgemisch während einer

Zeit, die genügt, um die Plastifizierung der Polyvinylchloridabfälle zu bewirken und das Mineralstoffgemisch zu umhüllen, knetet.

Die verwendeten Polyvinylchloridabfälle werden auf eine Größe von weniger als 10 mm und zweckmä-Big auf eine solche Größe gemahlen, daß sie ein Sieb einer Maschenweite von 4 mm passieren. Durch Mahlen auf eine Größe von weniger als 4 mm ist es möglich, den Verbrauch an Abfällen bei vergleichbaren Ergebnissen zu verringern. Sie werden gemahlen, um t<> gute Verteilung im Mineralstoffgemisch zu erzielen.

Als Polyvinylchloridabfälle eignen sich insbesondere Flaschen aus Polyvinylchlorid. Bevorzugt werden Verpackungsabfälle aus Polyvinylchlorid, das mit Styrol-Butadien-Acrylnitrilharz schlagzäh gemacht wor- ι > den ist, da hier besonders gute Ergebnisse erhalten werden, doch wird durch die Anwesenheit einer geringen Menge von vorzugsweise bis zu 10% Abfall auf Basis von Polyäthylen die Qualität der Masse nicht verändert. Polwinylchloridabfälle, die zu sehr hohen ?» Festigkeiren führen, werden besonders bevorzugt.

Das verwendete Steinkohlenteerpech ist vorzugsweise ein Pech aus der Destillation von Steinkohlenteer, der bei der Herstellung von Hochtemperaturkoks anfällt. Seine Werte der Äquiviskositätstempe- 2ϊ ratur zwischen 25° und 60° C je nach der vorgesehenen Verwendung des Betons werden nach der bekannten Methode der British Road Tar Association BRTA bestimmt und kennzeichnen die Temperatur, auf die ein Teer erwärmt oder abgekühlt wer- «> den muß, damn er im Straßenteerviskosimeter mit 10 mm-Düse eine Auslaufzeit von 50 Sekunden hat. Bei Industriefußböden, wo es besonders auf den Eindruckwiderstand ankommt, weHen vorzugsweise Steinkohlenteerpeche mit Werten der Äquiviskosi- r> tätstemperaturvon40°bis55° Cverwendet,während für Flugplätze solche mit Werten von 35° bis 45° C und für Straßen je nach Klima und Schwere des Verkehrs solche mit Werten von 30° bis 45° C bevorzugt werden. ad

Mit Steinkohlenteerpechen, die bei Krackverfahren anfallen und kondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe aufweisen, werden ebenfalls gute Ergebnisse erhalten.

Die verwendeten Mineralstoffgemische sind vom -r. klassischen Typ. Sie enthalten Splitt verschiedener Korngrößen, Sand und Füllstoffe. Aufgrund der außergewöhnlichen Eigenschaften des in der erfindungsgemäßen Masse enthaltenden Bindemittels können jedoch nicht nur Mineralstoffgemische mit ~>o kontinuierlichen Körnungen aus Füller, Sand und Splitt, sondern auch weniger günstige Materialien, die bisher nur sehr schwierig verwendbar waren, wie Dünensand oder Flußsand mit sehr enger Körnung, mit denen dennoch sehr hohe Stabilitäten erzielbar sind, >> verwendet werden.

Beispiel I

Ein Gesteinsgemisch aus Splitt von 2 bis 12 mm (600 kg), Sand von 0,08/2 mm (300 kg) und Kalk- _M, steinfüller von weniger als 0,08 mm (100 kg) wird in einem Trockner für Umhüllungsanlagen auf eine Temperatur zwischen 120° und 150° C erhitzt und bei dieser Temperatur in einen Kneter der Umhüllungsanlagc gegeben. Anschließend werden 25 kg h-, Verpackungsabfälle aus Polyvinylchlorid, die IOGew.-% Polyäthylen enthalten, zugesetzt, die so gemahlen sind, daß das gesamte Maierial ein Sieb einer Maschenweite von 4 mm passiert. Dann wird etwa 10 Sekunden geknetet, worauf unmittelbar 80 kg Steinkohlenteerpech, das einen Wert der Äquiviskositätstemperaturvon44° C hat und auf 130° C erhitzt ist, zugesetzt, worauf weitere 40 Sekunden gemischt wird.

Das in dieser Weise erhaltene Material, das nun eine Temperatur zwischen 120° und 140° C hat, kann in Lastwagen geschüttet und in Verteilergeräten, beispielsweise einem Schwarzdeckenfertiger, verwendet oder von Hand verteilt und bis zu einer Temperatur von etwa 100° C mit Walzen verdichtet werden, um Decken einer Dicke von beispielsweise 2 bis 15 cm herzustellen.

Die in dieser Weise hergestellten Straßendecken sind besonders widerstandsfähig und allen bisher bekannten elastischen Materialien weit überlegen. Außerdem ist die Durchführung des Verfahrens leichter, da die Regelung der Temperatur und der Erhitzungsdauer des mit dem Bindemittel umhüllten Mineralstoffgemisches weniger enge Toleranzen ais bei den obengenannten Verfahren erfordern.

Die Eigenschaften der Straßendeckenmaterialien werden durch die folgenden Messungen ermittelt:

Prüfkörper vom Duriez-Typ werden nach der Methode des französischen Zentrallaboratoriums für Brücken und Straßen (Laboratoire Central des Ponts et Chaussees francais) hergestellt. Diese Prüfkörper haben einen Durchmesser von 80 mm und eine Höhe von etwa 10 cm. Sie werden durch Pressen unter einem Druck von 11,8 N/mm² und bei einer Temperatur des Materials von 120° C hergestellt. Diese Prüfkörper werden anschließend 7 Tage bei Umgebungstemperatur gehalten und dann bei einer Temperatur von 18° C mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/Sek. zerdrückt. Bei Bitumenbeton liegen die Druckfestigkeiten zwischen 5 und 13 N/mm^: und bei denen der FR-PS 1 575 668 zwischen 10 und 25 N/mm². Im Falle der Erfindung liegen die Druckfe.iigkeiten zwischen 44 und 59 N/mm².

Beispiel 2

Ein Deckenmaterial der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt:

Seesand 0,02/1 mm mit 3 Gew.-% Korn

unter 0,08 mm 1000 kg

Steinkohlenteerpech mit einem Wert der

Äquiviskositätstemperatur von 40° C 45 kg

Abfälle von Polyvinylchloridflaschen, die

schlagzäh machende Harze enthalten,

Korngröße entsprechend Beispiel I 12 kp

Das Produkt wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter den folgenden Bedingungen hergestellt:

Der Sand wird auf 160° C erhitzt. Die Kunststoffabfälle werden 15 Sekunden zugemischt, worauf das Teerpech auf 130° C erhitzt und das Gemisch 45 Sekunden geknetet wird.

Das erhaltene Material, das als Unterbau für Straßen mit sehr schwerem Verkehr verwendet werden kann, hat eine nach der oben beschriebenen Methode gemessene Druckfestigkeit von 3,9 N/mnr bei IH" C.

Beispiel 3

Ein Deckenmaterial der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt:

Splitt 5/15 mm 500 kg

Brechsand 0/5 mm 350 kg

Flußsand 0/2 mm 200 kg

Füller 50 kg Steinkohlenteerpech mit einem Wert der

Äquiviskositätstemperatur von 30" C 80 kg Abfälle von Polyvinylchloridnaschen, die

schlagzäh machende Harze enthalten,
Konigröße entsprechend Beispiel 1 20 kg

Das Produkt wird auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise hergestellt. Nach der Duriez-Methode wird eine Druckfestigkeit von 19,6 N/mm² 18° C ermittelt Dieses Produkt bildet ausgezeichnete Decken für Start- und Landebahnen,

Claims

Patentansprüche:

1. Masse für die Herstellung von Decken und Belägen für Straßen und Flugplätze, Industriefußböden, Kanäle und Staudämme aus einem Mineralstoffgemisch, einem Steinkohlenteerpecb und, gegeijenenfalls Polyäthylen enthaltenden, Polyvinylchloridabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralstoffgemisch mit 4 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Mineralstoffgemisch eines Steinkohlenteerpechs, mit Werten der Äquiviskositätstemperatur von 25° bis 60° C und 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Steinkohlenteerpech, gemahlenen, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Polyäthylen enthaltenden oder mit Styrol-Butadien-Acrylnitrilharz schlagzäh gemachten, Polyvinylchloridabfällen einer Teilchengröße von weniger als 10 mm umhüllt ist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineratstoffgemisch aus Splitt, Sand und Füller besteht.

3. Verfahren zur Herstellung einer Masse für Decken und Beläge nach Anspruch 1 und 2 durch Zumischen der gemahlenen Polyvinylchloridabfälle zum erhitzten Mineralstoffgemisch und anschließende Zugabe des Steinkohlenteerpcchs, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyvinylchloridabfälle dem auf eine zwischen 120° und 150° C und unter der Zersetzungstemperatur der Polyvinylchloridabfälle liegende Temperatur erhitzten Mineralstoffgemisch während einer Zeit von weniger als 30 Sekunden zumischt, dann das auf eine Temperatur von 120° bis 140° Cerhitzte Steinkohlenteerpech zusetzt und das Gesamtgemisch während einer Zeit, die genügt, um die PIastifizierung der Polyvinylchloridabfälle zu bewirken und das Mineralstoffgemisch zu umhüllen, knetet.