DE2750711C2 - Reflektierender Betonkörper und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Reflektierender Betonkörper und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

60
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen reflektierenden Betonkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren /ur Herstellung eines solchen Betonkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Insbeonderc für den Straßenbau gehört ein reflektierender Betonkörpcr zum Stand der Technik, bei dem In einem Sand und Zement enthaltenden weißen Mörtel transparente Glaskugeln untergemengt sind (CH 3 77 874). Die Teilchengröße des Sandes ist dabei geringer als diejenige der Glaskugeln. Die Glaskugeln !legen an der Oberfläche der Betonschicht etwa zur Hälfte frei. Dieser weiße BetonkOrper mit reflektierender Oberfläche erreicht jedoch bezogen auf konventionelle Betonkörper nur ROckstrahlwerte, die nicht genügend hoch sind, um den gegenüber der Herstellung konventioneller Betonkörper höheren Herstellungsaufwand In vielen Fällen zu rechtfertigen.
Zu der vorliegenden Erfindung gehört daher die Aufgabe, eine Zusammensetzung des reflektierenden Betonkörpers anzugeben, die praktisch ohne weitere Erhöhung des Herstellungsaufwandes einen besonders hohen Rückstrahlwert des Beionk&rpers ergibt.
Diese Aufgabe wird mit der in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung gelöst.
Durch die gemeinsame Verwendung von weißem Portlandzement, Quarzmehl, Tltandloxyd (Rutil) als weißes Pigment und farblosen Kristallglaskugeln wird eine außerordentlich große Reflexionswirkung erzielt.
Des als Füllstoff verwendete Quarzmehl hat Im einzelnen die trigonal trapezoedIsche Kristallstruktur von ß-Quarz und einen Brechungsindex von mindestens 1,2, vorzugsweise 1,55. Durch das als Pigment verwendete Tltardloxyd (Rutil), wird eine hohe Aufhellung des weißen Portlandzcments erzielt. Tltandloxyd zeigt für sich allein bei einem Beobachtungswinkel von 20°, wie er bei der Prüfung von Rückstahlern zur Anwendung kommt, einen um 15% höheren Rückstrahlwert als z. B. Magnesiumoxyd. Dieser Wert rührt davon her, daß die Sptegelreflexlonskomponente bei Tltandloxyd höher ist als bei Magnesiumoxyd. Die besonders gut reflektierenden Kristallglaskugeln haben einen Brechungsindex von mindestens 1,2, Insbesondere 1,55. Der Zusatz von Titandioxyd, bezogen auf die Portland-Zement-Menge, sollte 5% nicht übersteigen. Als Betonkörper werden vorzugsweise Platten von 3 bis 4 cm Dicke hergestellt. Man kann aber auch Rundkörper, z. B. Röhren, im Schleudergußoder Pre3verfahren herstellen. Für die Herstellung von Leitlinien oder Randlinien können z. B. Platten in einer Breite von ca. 10 cm verwendet werden, die aneinandergereiht oder In Abständen als Markierungen In Beton-Straßenbeläge eingesetzt werden. Der Betonkörper kann aus einem Grundkörper aus normalem grauen Beton bestehen, der mindestens teilweise mit einer Schicht aus reflektierendem Beton Oberzogen ist, die Im ungemeinen 8 bis 10 mm dick Ist.
MlI der In Anspruch 2 gekennzeichneten quantitativen Zusammensetzung wird eine Optimierung des Verhältnisses des Rückstrahlwerts und der gewünschten Festlgkeltselgenschaften des Betonkörpers erreicht. Hinsichtlich der Partikelgröße wird für das Quarzmehl eine Partikelgröße vorzugsweise bis zu 0,2 mm gewählt. Die Krlstallglaskugcln haben dabei einen Durchmesser vorzugsweise von mindestens 0,3 mm bis 0,6 mm. Damit wird gewährleistet, daß die Krlstallglaskugcln In dem gewünschten Maß aus der Oberfläche der Betonschicht freigelegt werden können· und gleichwohl genügend sicher In Ihr gehalten werden.
Das In dem Anspruch 4 gekennzeichnete Verfahren zur Herstellung des erflndungsgemäßcn Hetonkörpers eignet sich besonders zur Massenfabrikation auf automatischen und halbautomatischen Fubrlkuilonsanlagen. Von besonderer Bedeutung Ist dabei das Rütteln oder Vibrieren des Betons vor dem Pressen, so dall In einer Schicht aus reflektierendem Beton von ca 10 mm Dicke
ca. 40 bis 50 gleichmäßig gepackle Schichten von Krislallglaskugeln vorhanden sind. Das hat den Vorteil, daß bei Abnüzlung der obersten Schicht von Glaskugeln sofort die nächste Schicht Ireigelegt wird
Durch Pressen der reflektierenden Betonkörper bei "> einem Druck von ca. 300 kg/cm" '*ird eine sehr kompakte Verbindung zwischen den Krislallglaskugeln, dem Portlandzement, dem Füllstorf und dem Pigment erzielt. Diese Betonkörper sind sehr weiterbeständig. Durch die /.um Freilegen der Kristallglaskugeln aus der Betonober- in fläche verwendete Phosphorsäure werden diese verhältnismäßig rasch herausgearbeitet ohne selbst stark angegriffen zu werden.
Hinzelheiten der Lrfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung angegebenen, in der ein r> Betonkörper mit einer reflektierenden Betonoberfläche im Schnitt dargestellt ist.
Die Schicht aus reflektierendem Beton hat folgende bevorzugte Zusammensetzung:
Kristallglaskugeln 60",, "
Tigonal trapezoedisches 20",,
Quarzmehl, Brechungsindex 1,55
Weißer Portlandzement 18",,
Tilandioxiyd 2"-ή ,.
100% "'
Bei der Herstellung des reflektierenden Betonkörpers kann man folgendermaßen vorgehen: Die Mischung der obigen Komponenten wird zuerst in trockenem Zustand in einem Zwangsmischer gründlich vermischt und dann i" die erforderliche Menge Wasser zugegeben, bH ein schwer fließender Mörtel entsteht.
Dieser wird bei Herstellung von Platten auf Platien-Fabrikationsmaschinen in einer Dicke von ca. 10 mm in die Stahlform eingefüllt. Die Stahlform kann mit einer i"! Hinlage aus Gummi oder einem wasserabstoßenden Kunststoff versehen sein. Dann wird die Form gründlich vibriert, wobei sich am Boden der Form die im Mörtel enthaltenen Glaskugeln gleichmäßig anordnen. Darauf wird grauer Normal-Beton (Kern-Beton) in die Form ein- ■"' gefüllt und nochmals kräftig vibriert und bei 300 kg pro cm2 gepreßt. Die Platten können sofort aus der Form genommen und aufgestellt gelagert werden. Die volle Aushärtungszeit beträgt 29 bis 30 Tage.
Die so ausgeschalten Platten zeigen noch keinerlei1' Reflexwlrkung, weil das Zement-Gemisch die oberste Lage der Glaskugeln noch zudeckt (Punkt κ der Zeichnung). Nun werden die Platten oder Formstücke in eine 9'\,lge Lösung von Phosphorsäure eingelegt. Diese ätzt die Oberfläche des weißen Zements an. Die Dauer der "'" Anätzung der Oberfläche hängt vom Durchmesser der Kristallglaskugeln ab. Durch die Anätzung soll die Oberfläche so Ireigelegt werden, daß die oberste Schicht der Glaskugeln κ noch zu gut 50",, im Beton verankert ist, wie in der Zeichnung bei S gezeigt. Bei einer Ätzdauer "" von ca. 14 bis 15 Minuten ist bei Krisiallglaskugeln mit einem Durchmesser von 0,3 mm die Oberfläche so freigelegt, daß die obersten Glaskugeln zu gul 50",, noch im Beton verankert sind. Bei Krisiallglaskugeln mil einem Durchmesser von 0.6 mm dauert die Freilegung der Oberfläche etwa doppelt so lang. Die Platten werden unter fließendem Wasser und mittels einer harten Bürste von Zenientrücksländen gereinigt. Die Reflex-Schichi kann jetzt ihre Wirksamkeit entfalten (Punkt ψ der Zeichnung), indem sie in der Lage ist. einfallendes Licht eines Autoscheinwerfers zurückzustrahlen, wobei sich für einen im Straßenbelag einmontierten reflektierenden Belonkörper bei einem Lichleinfallswinkel von 20' eine optimale Rückstrahlung ergibt. Aber auch bei einem Lichleinfallswinkel von beispielsweise 50 ergeben sich ausgezeichnete Resultate. Das besagt, daß das Material auch aufrechlstehend ein ausgezeichnetes Rückstrahlvermögen /eigl.
Die erfindungsgemäßen reflektierenden Betonkörper haben eine sehr gute Frostbeständigkeit sowie Biegezug- und Druckfestigkeit. Sie eignen sich u. a. für folgende Anwendungsbereiche:
a) Straßenverkehr:
Leitlinien im Straßenbelag. Radfahrerstreilen im Straßenbelag, Fußgängerstreifen im Straßenbelag, Randsteine, Rinnsteine, Signalpfosten, Kurven-Pfosten. Trotloir-Hinfassungen, Markierungssteine vor Bahnübergängen, Markierung in Straßen- und Bahn-Tunnels, Markierungen an Brücken, Markierungen für Kanzeln der Verkehrspolizei, tragbare Markierungssteine für Baustellen und Unfallstellen.
b) Eisenbahnverkehr:
Markierung von Fahrnetz-Signalen, Strcckensignalen, Weichensignalen. Markierung von Bahnübergängen und Tunnel-Hingängen.
c) Schiffsverkehr:
Markierung von Hafenpfeilern, Brückenpfeilern, Hafendämmen, Landungsstegen, Landeplätzen.
d) Luftverkehr:
Markierung von Landepisten und Rollwegen, Kennzeichnung von Flugplätzen im Militärbereich (Nachtlandungen auf unbeleuchteten Pisten, wobei die Reflex-Beton-Markierungen nur für den Piloten im Scheinwerferlicht des Flugzeuges sichtbar sind). Markierungen von Gefahrenzonen.
e) Werbe- und Dekorationszweckc:
Unter Anwendung einer ortsfesten Lichtquelle oder aber einer rotierenden Lichtquelle für intermittierendes Aufleuchten des reflektierenden Betonkörpers.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Reflektierender Betonkörper, der mindestens teilweise aus reflektierendem, weißem Beton besteht, der Zement, Sand, ein Pigment und Glaskugeln enthalt, wobei die Teilchengröße des sandes kleiner Ist als diejenige der Glaskugeln und die Glaskugeln an der Oberfläche der Schicht aus reflektierendem Beton etwa zur Hälfte freiliegen, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) dei Zement weißer Portlandzement Ist,
(b) der Sand Quarzmehl 1st,
(c) das Pigment Titandioxyd (Rutil) ist und
(d) die Glaskugeln farblose Kristallglaskugeln In 1S einer Menge von 50 bis 70%, bezogen auf den reflektierenden Beton, sind.
2. Reflektierender Betonkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende Beton SO bis 70%, vorzugsweise 60%, Kristallglaskugeln, 10 bis 30%, vorzugsweise 20%, Quarzmehl, 15 bis 25%, vorzugsweise 18%, weißen Portlandzement und 1,5 bis 4,5%, vorzugsweise 2%, Titandioxyd (Rutil) enthält.
3. Reflektierender Betonkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallglaskugeln einen Durchmesser von mindestens 0,3 mm haben.
4. Verfahren zur Herstellung eines mindestens teilweise aus reflektierendem, weißen Beton bestehenden Körpers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem man Zement, Sand, Pigment und Glaskugeln, deren Teilchengröße größer Ist als diejenige des Sandes, In trockenem Zustand gründlich vermischt, so viel Wasser zusetzt, daß ein dickflüssiger Mörtel entsteht, den Mörtel In eine Form füllt, den Betonkörper aus der Form nimmt und aushärten läfU sowie die Oberfläche der Glaskugeln aus dem Betonkörper etwa zur Hälfte freilegt, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) den mit Portlandzement und Kristallglaskugeln hergestellten Mörtel in einer ca. 10 mm dicken Schicht in die Form fallt, die gefüllte Form gründlich rüttelt, darauf gegebenenfalls normalen grauen Beton In die Form füllt, nochmals kräftig rüttelt und den Betonkörper preßt oder
(b) den dickflüssigen Mörtel In eine röhrenförmige Hohlform einfüllt und Im Schleudergußverfahren verformt und
(c) nach dem Aushärten die Krlstallglaskugcln durch Ätzen mit einer Säure freilegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Betonkörper bei einem Druck von ca. 300 kg/cm2 preßt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Säure Phosphorsäure verwendet.
50
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