DE3417024A1

DE3417024A1 - Verfahren zum herstellen eines wasserdurchlaessigen zementbetonbauwerks

Info

Publication number: DE3417024A1
Application number: DE19843417024
Authority: DE
Inventors: Toetsu Hino Tokio/Tokyo Yamato
Original assignee: Sato Road Co Ltd
Current assignee: Sato Road Co Ltd
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1984-11-29
Also published as: FR2545819B1; FR2545819A1; GB8411748D0; CA1239774A; GB2142329B; GB2142329A

Description

No. 6, Nihonbashi-Honcho

4-chome, Chuo-ku, Tokyo Japan

Vertreter:

Patentanwälte
Kohler-Schwindling-Späth
Hohentwielstraße 41
7OOO Stuttgart 1

Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbetonbauwerks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerks, insbesondere für Zementbeton-Bauwerke mit hervorragender Wasserdurchlässigkeit und Stabilität, wie man sie beispielsweise für Straßenoberflächen benötigt.

In der jüngsten Vergangenheit hat sich gezeigt, daß die Städteplanung, so wie sie seither betrieben wurde, mit negativen Begleiterscheinungen verschiedenster Art verbunden ist.

Eine dieser negativen Begleiterscheinungen liegt darin, daß die Wasserdurchlässigkeit der Erdoberfläche durch Asphaltbeläge, Betonbeläge, Gebäude- und sonstige Konstruktionen unterbrochen wird. Normalerweise dringt das Regenwasser auf natürliche Weise großflächig in die Erde ein. Wird das Eindringen des Regenwassers jedoch aus den genannten Gründen verhindert, können beispielsweise Bodensenkungen durch Abnahme des Grundwassers eintreten. Außerdem kann das Wachstum der Bäume verzögert werden, ebenso wie die ökologische Entwicklung allen Lebens in der Erde. Weiterhin führt das schnelle Ablaufen des Regenwassers ohne großflächiges Durchdringen des Erdreichs dazu, daß Wasserläufe über die Ufer treten, wenn schwere Regenfälle auftreten. Derartige Kathastrophen und Schaden sind in jüngster Zeit Gegenstand der öffentlichen Aufmerksamkeit geworden und es besteht ein erhebliches Bedürfnis, diesen Mißständen abzuhelfen.

Man hat sich demzufolge darum bemüht, wasserdurchlässige Bodenbeläge zu schaffen und einer der bekannten Vorschläge besteht darin, einen wasserdurchlässigen Asphalt zu verwenden. Ein wasserdurchlässiger Asphaltbelag ist jedoch nicht unter allen Umständen befriedigend, weil der Asphalt naturgemäß nur eine begrenzte Wasserdurchlässigkeit hat und Wasser-Rückhaltefähigkeit hat, weil Asphalt unter Einwirkung von Sonneneinstrahlung schmilzt und dann verbackt, so daß die Wasserdurchlässigkeit des Asphaltbelages weiter vermin-

dert wird und schließlich ändert sich auch die Festigkeit eines Asphaltbelages im Laufe der Zeit.

Auf der anderen Seite ist man bislang der Ansicht gewesen, daß man aus einem wasserdurchlässigen Beton, bestehend aus einem Zementbeton, keine Bauwerke herstellen kann, die eine hinreichende Waseerdurchlässigkeit und Festigkeit besitzen und daher ist ein wasserdurchlässiger Beton für praktische Anwendungen bislang noch nicht bekannt geworden.

Bin Straßenbelag, bei dem ein synthetischer Binder und ein Gemenge ohne Zement verwendet wird, ist aus der JP-OS 14 855/78 bekannt. Die bekannte Struktur ist jedoch von den Kosten her und für den praktischen Gebrauch bei Bauarbeiten ungeeignet. Aus den JP-OSen 10 620/78 und JO 628/78 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Betonblockes bekannt, der aus zwei Betonschichten besteht, die verhältnismäßig feinen bzw. verhältnismäßig groben Schotter aufweisen. Diese Betonblöcke sind jedoch ebenfalls nicht immer befriedigend im Hinblick auf ihre Wasserdurchlässigkeit, außerdem sind sie ungeeignet für Ortbeton-Bauweise in großem Maßstab.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache Weise ein wasserdurchlässiger und mechanisch stabiler Zementbeton zur Verfügung gestellt wird, dessen Wasserdurchlässigkeit und mechanische Stabilität auch über die Zeit weitgehend konstant bleiben und der insbesondere für Straßenbeläge verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung zunächst dadurch gelöst, daß eine Mischung verrührt wird, bestehend aus 300 bis 400 Kilogramm Portlandzement pro Kubikmeter der Zementbetonmischung und 0,008 bis 0,04 Gewichtsanteile eines Binders und 0,3 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser auf einen Gewichtsanteil des Zements, wobei der Rest ein Gemenge aus Sand und Schotter einer Korngröße zwischen 2,5 und 5 mm (7-er Makadam) in einem Gewichtsverhältnis zwischen 5:95 und 20:80 ist und daß die so erhaltene verrührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird.

Andererseits wird die Erfindung auch dadurch gelöst, daß eine Zementbetonmieohung verrührt wird, bestehend aus 300 bis 400 Kilogramm Portlandzement pro Kubikmeter der Zementbetonmischung und 0,005 bis 0,1 Gewichtsanteile eines Binders und 0,35 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser pro Gewichtsanteil des Zements, wobei der Rest ein Gemenge ist und die Teilchen des Gemenges eine solche Größenverteilung haben, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 50 und 100^ liegt, der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 2,5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 8 und 25# liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis im Bereich zwischen 0,35 und 0,43 ist und zwischen 0 und 18$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis größer als 0,43 bis 0,45 ist, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 1,2 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 6$6 liegt, und daß die so erhaltene verrührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird.

Der so erhaltene Zementbeton weist eine ausgezeichnete Wasserdurchlässigkeit auf und kann in der Praxis als Straßenbelag verwendet werden. Die Wasserdurchlässigkeit und die

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mechanische Stabilität des erfindungsgemäß hergestellten Zementbetons "ändert sich mit der Zeit praktisch nicht. Die Erfindung ist daher überraschend, weil die Fachwelt es bislang für unmöglich hielt, einen derartigen Zementbeton mit einfachen und auch vor Ort anwendbaren Mitteln herstellen zu können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben und weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Beschreibung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt:

Eine graphische Darstellung der Verteilung der Teilchengröße von Gemengen, wie sie bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden sowie Vergleichsbeispiele.

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbetons, bei dem eine Mischung verrührt wird, die aus 300 bis 400 Kilogramm Portlandzement pro Kubikmeter der Zementbetonmischung und 0,008 bis 0,04 Gewichtsanteilen eines Binders und 0,3 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser po Gewichtsanteil des Zements besteht, wobei der Rest ein Gemenge ist, bestehend aus Sand und 7-er Makadam in einem Gewichtsverhältnis zwischen 5:95 und 20:80 und wobei die so erhaltene verrührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird.

Der Begriff "7-er Makadam" bezeichnet einen Schotter, der durch ein 5 mm-Sieb aber nicht durch ein 2,5 mm-Sieb paßt. Weiterhin steht der Ausdruck "pro Kubikmeter der Zementbetonmischung" in Verbindung mit der sogenannten theoretischen Dichte der Mischung, die ohne die Zwischenräume, d.h. die Porigkeit, der Mischung berechnet wird.

Beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt das Gewichtsverhältnis von Sand/7-er Makadam im Gemenge, das Sand und 7-er Makadam enthält, im Bereich von 5:95 bis 20:80. Wenn der Sandanteil gering ist, ist die Stabilität des Betons ebenfalls geringer und demzufolge ist ein Sand/ Makadam-Gewichtsverhältnis von 5:95 geeignet für Bürgersteige. Ein Sand/Makadam-Gewichtsverhältnis von mehr als 10:90 wird üblicherweise für Straßenbeläge weniger belasteter Verkehrsstraßen verwendet. Wenn das Gewichtsverhältnis von Sand/Makadam 15:85 beträgt, wird typischerweise eine Druckbelastbarkeit β"* 7 von 115 Kilogramm/cm² erreicht. Wenn, auf der anderen Seite, der Anteil des Sandes über den vorgenannten oberen Grenzwert erhöht wird, verschlechtert sich '""" die Wasserdurchlässigkeit des Zementbetons. Es kann auch ein Teil des oben beschriebenen Gemenges durch 6-er Makadam ersetzt werden (dessen Teilchengröße zwischen 13 und 5 mm liegt) und zwar in einem Gewichtsanteil von vorzugsweise bis 30#. Dies ist zwar bevorzugt in der Hineicht, daß die Druckbelastbarkeit sich etwas erhöht (@-^ » 125 - 140 kg/cm^a) aber gleichzeitig tritt der Nachteil ein, daß das Aussehen des Betons nicht besonders ist, weil der große 6-er Makadam zusammen mit dem 7-er Makadam erscheint.

Der Anteil des Portland-Zements im Rahmen der vorliegenden Erfindung beträgt 300 bis 400 Kilogramm, vorzugsweise 320 bis 370 Kilogramm pro Kubikmeter der gesamten Zementbetonmischung einschließlich Wasser. Wenn der Zementanteil oberhalb 400 Kilogramm liegt, wird zwar die Festigkeit des Betons erhöht, die Wasserdurchlässigkeit jedoch vermindert, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung unerwünscht ist. Auf der anderen Seite wird die Festigkeit des Betons unbefriedigend, wenn der Anteil des Zements unterhalb 300 Kilogramm liegt.

Es wird ferner ein Binder zur Zementmischung zugegeben und zwar in einem Anteil von 0,008 bis 0,040 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 0,015 bis 0,03 Gewichtsanteile pro Gewichtsanteil des Zements. Als Binder kann jeder üblicherweise bekannte Binder verwendet werden, wie man ihn als Zuschlagstoff für Zementmörtel kennt. Als Beispiele für einen Binder, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann natürlicher oder synthetischer Gummi, beispielsweise Styren-Butadiengummi (SBR), Nitril-Butadiengummi (NBR), Acrylharz, Epoxidharz odgl. genannt werden.

Der Binder wird normalerweise als Emulsion zugegeben. Die obengenannten Mengen des Binders bezeichnen die Menge des Harzes als Festkörper in der Emulsion. Wenn beispielsweise ein handelsüblich erhältlicher SBR Latex-Binder, wie er unter der Bezeichnung JSR Tomack Super von der Firma Japan Synthetic Rubber Co. Ltd. mit einem Feststoffanteil von 45$ im Handel ist, im obengenannten Bereich verwendet wird, wird eine Verbesserung der Biegefestigkeit von 10 bis 60$ erreicht. Wenn der Binder über den obengenannten Bereich hinaus eingesetzt wird, vermindert sich die Wasserdurchlässigkeit des Betons erheblich, was im Rahmen der vorliegenden

Erfindung unerwünscht ist. Wenn beispielsweise ein Acrylbinder, wie er unter der Bezeichnung X-5142 von der Firma ACR Co. Ltd. im Handel ist, verwendet wird, kann eine Verbesserung der Biegefestigkeit von 60 bis 90$ erreicht werden. Verwendet man schließlich einen Epoxidbinder, kann man eine Verbesserung der Biegefestigkeit von 20 bis 40$ erreichen, es ergibt sich jedoch der Nachteil, daß der Epoxidbinder nicht immer gut verarbeitet werden kann.

Der Wasseranteil im Rahmen der vorliegenden Erfindung beträgt 0,30 bis 0,45 Gewichtsanteile, vorzugsweise 0,35 bis 0,40 Gewichtsanteile pro Gewichtsanteile des Portlandzements. Wenn der Wasseranteil oberhalb dieses oberen Grenzwertes liegt, vermindert sich die'Wasserdurchlässigkeit des Betons, während dann, wenn der Wasseranteil unterhalb des unteren Grenzwertes ist, es praktisch unmöglich wird, die Zementmischung hinreichend zu rühren.

Weiterhin können zusätzlich zu den oben beschriebenen wesentlichen Bestandteilen im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Zuschlagstoffe, wie man sie auch sonst einem Zementbeton zufügt, verwendet werden, beispielsweise können rote Oxide zu Färbzwecken und dergleichen in einem Gewichtsanteil von 3 bis 5$ hinzugefügt werden.

Zementbauwerke im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassen, allgemein gesprochen, alle Zementbauwerke, die eine Wasserdurchlässigkeit erfordern, beispielsweise Beläge für Bürgersteige, Parkplätze, Straßen und dergleichen, ferner durchlässige Betonschichten, die unter einer oberen Schicht angeordnet sind, um die Drainage zu verbessern, und schließlich gegossene Blöcke, die zu den vorgenannten Zwecken verwendet werden.

Die wesentliche Eigenschaft der wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerke, die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, ist ihre große Porigkeit. Es kann nämlich mit einem der erfindungsgemäßen Verfahren ein wasserdurchlässiges Zementbeton-Bauwerk hergestellt werden, das eine Porigkeit von 10 bis 30$, vorzugsweise 15 bis 25$ aufweist. Demzufolge sind die erfindungsgemäßen Zementbeton-Bauwerke den wasserdurchlässigen Asphaltbelägen darin überlegen, daß der Zementbeton vorübergehend Wasser im Porenraum zurückhält und das Wasser dann sehr schnell durch den Beton hindurchsickern kann. Weiterhin hat ein erfindungsgemäß hergestelltes wasserdurchlässiges Zementbeton-Bauwerk den Vorteil, daß kein Verklumpen oder Verbacken, keine Änderung der Festigkeit und Wasserdurchlässigkeit im Verlaufe der Zeit eintritt, ebenso wenig wie ein Schmelzen bei hohen Temperaturen, wie man dies bei wasserdurchlässigen Asphaltbelägen kennt. Weiterhin sickern kleine Erd- und Sandteile, die von Schuhen und Fahrzeugreifen auf die Oberfläche des erfindungsgemäßen Zementbetonbauwerks gebracht werden, durch die Poren des Betons zusammen mit Regen hindurch und demzufolge ist eine Reinigung von solcher Erde oder Sand unnötig.

Was den Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten angeht, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Größenordnung von

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10 bis 10 cm/sec, typischerweise 10 bis 10 cm/sec. erreicht. Eine Porigkeit von 20$ entspricht einem Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten der Größenordnung von 10" cm/sec. und eine Porigkeit von 15$ entspricht einem Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten in der Größenordnung von 10" cm/sec..

Es muß nochmals besonders betont werden, daß nach der vorliegenden Erfindung hergestellte wasserdurchlässige Zementbeton-Bauwerke eine ausreichende Festigkeit für einen lange andauernden praktischen Gebrauch haben, wobei das Betonbauwerk eine große Porigkeit und eine ausgezeichnete Wasserdurchlässigkeit aufweist, wie vorstehend dargelegt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein wasserdurchlässiger Zementbeton-Belag mit einer Druckfestigkeit von 200 bis 300 kg/cm² (4-Wochen-Festigkeit) ausgehärtet in Wasser bei 20° Celsius) und einer Biegefestigkeit von 20 bis 30 kg/cm² ^-Wochen-Festigkeit, ausgehärtet in Wasser bei 20° Celsius) hergestellt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Mischungsverhältnisses einer Zementbetonmischung nach der Erfindung ist wie folgt:

Gewichtsverhältnis Sand/7-er Makadam : 15:85, Zement : 350 kg/cm³,

Binder : 0,04 Gewichtsanteile als 45#ige Emulsion, bezogen auf den Zement, und

Wasser : 0,4 Gewichtsanteile einschließlich Wasser in der Emulsion, bezogen auf den Zement.

Weiterhin umfaßt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zementbeton-Bauwerks mit einem Wasserdurchlässigkeits-Koeffizien-

— 1 0 ten in der Größenordnung von 10 bis 10 cm/sec. Geht man davon aus, daß ein Beton mit einem Wasserdurchlässigkeits-Koeff izienten der Größenordnung von 10~ bis 10 cm/sec. bislang noch nicht bekannt geworden ist und daß die

Herstellung eines solchen Betons als unmöglich angesehen wurde, sind die vorstehend beschriebenen Vorteile der Erfindung außerordentlich überraschend.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerks, bei dem eine Zementbetonmischung verrührt wird, die aus 300 bis 400 kg Portlandzement pro Kubikmeter der Zementbetonmischung besteht, sowie aus 0,005 bis 0,1 Gewichtsanteil, vorzugsweise 0,008 bis 0,04 Gewichtsanteil eines Binders und 0,35 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser pro Gewichtsanteil des Zements, wobei der Rest ein Gemenge ist, und dieses Gemenge eine Verteilung der Teilchengröße hat, derart, daß der prozentuale Gewichtsanteil der Teilchen, die durch ein 5 mm-Sieb passen, zwischen 50 und 100$ liegt, vorzugsweise zwischen 75 und 100$, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 2,5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 8 und 25$, vorzugsweise 8 und 18$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis zwischen 0,35 und 0,43 ist und zwischen 0 und 18$, vorzugsweise 5 und 15$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis größer als 0,43 bis 0,45 ist und der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 1,2 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 6$ liegt, und wobei ferner die verrührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich der Ausdruck "pro Kubikmeter der Zementbetonmischung" ebenfalls auf die sogenannte theoretische Dichte, die man ohne die Porenräume der Mischung berechnet.

Zementbeton-Bauwerke, die nach dem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurden, haben eine ausgezeichnete Wasserdurchlässigkeit und eine

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hinreichende Festigkeit und weisen nur außerordentlich geringe Veränderungen der Wasserdurchlässigkeit und der Festigkeit im Verlaufe der Zeit auf.

Bei diesem Ausführungsbeispiel muß das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis zwischen 0,35 und 0,45 liegen und es muß ein Gemenge verwendet werden, bei dem die Verteilung der Teilchengröße derart ist, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 50 und 100$ liegt, der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 2,5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 8 und 25 % liegt und der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 1,2 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 6$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis 0,35 bis 0,43 ist oder die Verteilung der Teilchengröße kann derart sein, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 50 und 100$ liegt, der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 2,5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und ungefähr 18$ liegt und der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 1,2 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 6 % liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis größer als 0,43 bis 0,45 ist. Das Gemenge, das erfindungsgemäß verwendet wird, kann auch größere Schotterteilchen umfassen, obwohl das Vorhandensein von gröberem Schotter das Aussehen des Zementbetonerzeugnisses, das nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, verschlechtert. Bei diesem AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist bevorzugt, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 0,6 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 3 $> liegt. Die Größe des Siebes im vorliegenden Zusammenhang ist eine nominale Größe. Wenn man bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Gemenge verwendet, wie dies sehr genau vorstehend definiert wurde

und ebenso das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis in dieser Weise einstellt, kann man einen Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten in der Größenordnung von 10" bis 10 cm/sec erreichen, ebenso wie eine ausreichend hohe Festigkeit des Zementbetons.

Es ist außerordentlich überraschend, daß ein Zementbetonbauwerk mit einer überaus hohen Wasserdurchlässigkeit, die man niemals erwartet hätte, im Rahmen der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann, indem man Stoffe verwendet, die jeder für sich als Stoffe für Zementbetonmischungen bekannt sind, und Auswahl und Zusammensetzung der Bestandteile für eine Zementbetonmischung so festlegt, wie dies vorstehend im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.

Der untere Grenzwert der Teilchengröße (der Prozentsatz der Teilchen, der durch jedes Sieb paßt) des Gemenges ist im wesentlichen durch die gewünschte Wasserdurchlässigkeit bestimmt. Um die Wasserdurchlässigkeit des Zementbeton-Bauwerks zu erhöhen, ist es erforderlich, den Anteil des Schotters mit geringer Teilchengröße genau einzustellen. Weil der auf dem einschlägigen Anwendungsgebiet üblicherweise verwendete Schotter meist einen beträchtlichen Anteil feinen Sandes zusätzlich zu dem Schotter mit nominaler Teilchengröße enthält, muß man beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beim Pestlegen der Bereiche der Teilchengröße diese Sande unbedingt bei der Berechnung berücksichtigen. Man muß daher zunächst den Anteil des feinen Sandes dadurch bestimmen, daß man den feinen Sand aus dem Schotter auswäscht und den Anteil des so ausgefällten Sandes bestimmt.

Auf der anderen Seite wird der obere Grenzwert der Teilchengröße (der Prozentsatz der Teilchen, die durch jedes Sieb passen) des Gemenges im wesentlichen durch die Festigkeitsanforderung des Zementbeton-Bauwerks bestimmt. Vom Gesichtspunkt der Praxis her wurde eine. Untersuchung angestellt und die 4-Wochen-Biegefestigkeit G^po (ausgehärtet in Wasser von 20° C) überwacht, um eine genügende Festigkeit von mehr als 20 kg/cm² zu erhalten, vorzugsweise von mehr als 25 kg/cm², wobei gleichzeitig eine hohe Wasserdurchlässigkeit bewahrt wurde.

Der Anteil des Portlandzements beim zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist 300 bis 400 kg, vorzugsweise 320 bis 370 kg pro Kubikmeter der gesamten Zementbetonmischung. Wenn der Anteil des Zements größer als 400 kg ist, steigt die Festigkeit, die Wasserdurchlässigkeit sinkt jedoch, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung unerwünscht ist. Auf der anderen Seite wird dann, wenn der Anteil des Zements unter 300 kg sinkt, die Festigkeit unzureichend .

Weiterhin wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Zementbetonmischung ein Binder in einer Menge von 0,005 bis 0,1 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 0,008 bis 0,04 Gewichtsanteilen, bezogen auf einen Gewichtsanteil des Zements, hinzugefügt. Die Binder, die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, können auch beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden.

Der Anteil des Wassers bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist 0,35 bis 0,45 Gewichtsanteile, bezogen auf einen Gewichtsanteil des Zements. Wenn Wasser oberhalb des

oberen Grenzwertes hinzugefügt wird, vermindert sich die Waaserdurchlässigkeit des Zementbetons, wohingegen dann, wenn Wasser unterhalb des unteren Grenzwertes hinzugefügt wird, es schwierig wird, die Mischung ausreichend zu rühren.

Ba muß auch nochmals besonders hervorgehoben werden, daß das wasserdurchlässige Zementbeton-Bauwerk, das nach dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, eine ausreichende Festigkeit aufweist, wobei gleichzeitig der Zementbeton eine ausreichend große Porigkeit und damit eine ausgezeichnete Wasserdurchlässigkeit aufweist, wie vorstehend beschrieben. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann man mithin einen wasserdurchlässigen Zementbeton-Belag erzeugen, der eine Biegefestigkeit von mehr als 25 kg/cm² aufweist (4-Wochen-Festigkeit, ausgehärtet in Wasser bei 20° Celsius). Die Beläge, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, kann man für Bürgersteige, Parkplätze, Spielplätze und dgl. verwenden, ebenso wie für Straßen mit leichtem Verkehr.

Die Erfindung wird nachstehend für den Anwendungsfall bei ötraßenbelägen erläutert.

Zunächst muß man die Dicke des Zementbeton-Belages in Abhängigkeit von dem Niederschlag, der Niederschlagsmenge und der auf die Oberfläche des Belages wirkenden Belastung, ebenso wie in Abhängigkeit von der Fähigkeit des Belages, Wasser zurückzuhalten, der Tragfähigkeit des Straßenbettes, der Wasserdurchlässigkeit des Straßenbettes und dgl. bestimmen. Im allgemeinen beträgt die Dicke des Belages ungefähr 10 cm

für Bürgersteige, 15 cm für Parkplätze, Spielplätze und zwischen 15 und 20 cm für Straßen mit leichtem Verkehr. Man kann zum Verstärken des Belages auch Seile mit hoher Reißfestigkeit (beispielsweise Glasfibernetze) in den Belag einbauen.

Bei der Ausführung eines wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerks im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die oben beschriebene Zementbetonmischung in einer Betonfabrik gerührt, die mit einer üblichen Herstellungseinrichtung versehen ist, dann zum Ort der Verwendung mit einem Mischfahrzeug befördert und dort gleichmäßig und flach auf der Straße oder dem Straßenbett bei definierter Dicke unter Verwendung eines Oberflächenbehandlungsgerätes ausgegossen.

Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele beschrieben werden: Beispiel 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 und 2.

Man verwendete jedes der Gemenge mit den Verteilungen der Teilchengröße gemäß Tabelle 1, wobei jede Zementbetonmischung zusammengesetzt war aus 350 kg Portlandzement pro m³ (theoretisch) der Zementbetonmischung, 132,3 kg (mit Ausnahme des in der folgenden Emulsion enthaltenen Wassers) Wasser, und 14 kg einer Binderemulsion (JSR Tomack Super, Feststoffanteil 6,3 kg), wobei der Rest das Gemenge war, und rührte diese, wonach die Mischung gegossen wurde und die so ausgebrachte Mischung wurde dann ausgehärtet. In jedem Falle betrug das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis 0,40. Der Wasserdurchlässigkeits-Koeffizient und die 4-Wochen-Biegefestigkeit jedes ausgehärteten Erzeugnisses ist in Tabelle 1 dargestellt.

io.

Tabelle 1

\	Gewichts-% des Schotters, der durch ein...mm-Sieb paßt	mm	5 mm	2.5 mm	1.2 mm	(A)	.40	(B)	(	C)
Beispiel Λ	13		85	15	4		40
Vergleichs beispiel 1	100		85	4	4	0	40	8XlO"¹	26	.3
Ben spiel 2	100		85	20	4	O.	40	8	19	.0
Vergleichs hei spiel 2	100		85	20	15	0.		1	28	.8
100	0.		9.	30	Γ .5
	.5XlO"¹
.3XlO"¹
IxIO"³

A): Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis

B): Wasserdurchlässigkeits-Koeffizient (cra/sec.)

C): Biegefestigkeit (kg/cm²)

Wie man den in Tabelle 1 dargestellten Ergebnissen ohne
weiteres entnehmen kann, weisen die Proben der Beispiele 1 und 2 einen hervorragenden Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten und Biegefestigkeit auf, die Proben der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind jedoch weniger gut im Hinblick auf Biegefestigkeit und/oder Wasserdurchlässigkeit.

Jh

Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3:

Man verwendete jedes der Gemenge mit der Verteilung der Teilchengröße gemäß Tabelle 2, wobei jede Zementbetonmischung zusammengesetzt war aus 350 kg Portlandzement pro Kubikmeter (theoretisch) der Zementbetonmischung und 148,8 kg Wasser (außer dem in der folgenden Binder-Emulsion enthaltenen Wassers) und 15,8 kg einer Binder-Emulsion (Feststoffanteil 7,1 kg), wobei der Rest das Gemenge war, dies wurde gerührt, gegossen und ausgehärtet. Demzufolge betrug in jedem Falle das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis 0,45· Der Wasserdurchlässigkeits-Koeffizient und die 4-Wochen-Biegefestigkeit jeder gehärteten Probe sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

\	Gewichts-^ des Schotters, der durch ein,·»mm-Sieb paßt	5 mm	2.5 ram	1.2 mm	(A)	(B)	(C)
Beispiel 3	13 mm	85	10	4	0.45	4.5XlO"¹	27.0
Vergleichs beispiel 3	100	85	25	4	0.45	1.5xl0~³	32.0
100

(A), (B) und (C) in Tabelle 2 haben dieselbe Bedeutung wie in Tabelle 1.

Au» den Ergebnissen der Tabelle 2 ergibt sich, daß das Muster in Beispiel 3 einen hervorragenden Wasserdurchlässigkeits-Koeffizienten und Biegefestigkeit aufweist, verglichen mit der Probe des Vergleichsbeispieles 3·

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerks, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung verrührt wird, "bestehend aus 300 "bis 400 kg Portlandzement pro m³ der Zementbetonmischung und 0,008 bis 0,04 Gewichtsanteile eines Binders und 0,3 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser auf einen Gewichtsanteil des Zements, wobei der Rest ein Gemenge aus Sand und Schotter einer Korngröße zwischen 2,5 und 5 mm (7-er Makadam) in einem Gewichtsverhältnis zwischen 5:95 und 20:80 ist und daß die so erhaltene verrührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des 7-er Makadams zwischen 10:90 und 15:85 liegt.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Binders in der Zementbetonmischung zwischen 0,015 und 0,03 Gewichtsanteilen pro Gewichtsanteil des Zements liegt.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Wassers in der Zementbetonmischung zwischen 0,35 und 0,40 Gewichtsanteile pro Gewichtsanteil des Zements liegt.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Portlandzements zwischen 320 und 370 kg pro Kubikmeter der Zementbetonmischung liegt.

6. Verfahren zum Herstellen eines wasserdurchlässigen Zementbeton-Bauwerks, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zementbetonmischung verrührt wird, bestehend aus 300 bis 400 kg Portlandzement pro Kubikmeter der Zementbetonmischung und 0,005 bis 0,1 Gewichtsanteile eines Binders und 0,35 bis 0,45 Gewichtsanteile Wasser pro Gewichtsanteil des Zements, wobei der Rest ein Geraenge ist und die Teilchen des Gemenges eine solche Größenverteilung haben, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 50 und 100$ liegt, der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 2,5 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 8 und 25$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis im Bereich zwischen 0,35 und 0,43 ist und zwischen 0 und 18$ liegt, sofern das Wasser/Zement-Gewichtsverhältnis größer als 0,43 is 0,45 ist, daß der prozentuale Gewichtsanteil der durch ein 1,2 mm-Sieb passenden Teilchen zwischen 0 und 6$ liegt, und daß die so erhaltene gerührte Mischung vergossen oder gegossen und ausgehärtet wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Gewichtsanteil des durch ein 0,6 mm-Sieb passenden Gemenges zwischen 0 und 3$ liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Binders in der Zemenfbetonmischung zwischen 0,015 und 0,03 Gewichtsanteilen pro Gewichtsanteil des Zements liegt.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Zements in der Zemenfbetonmischung zwischen 320 und 370 kg pro Kubikmeter der Mischung liegt.