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Isolierkörper für den Eisenbahnoberbau zur Verhütung von Bettungsverschlammungen
Im Eisenbahnoberbau hat man- seit einiger Zeit erkannt, daß es zweckmäßig ist, zwischen
die Unterbaukrone und das Schotterhett eine Isolierung einzubauen, die vollständig
wasserundurchlässig sein muß. Eine derartige Isölierung, im Eisenbahnobexbau vielfach
Planumsdichtung genannt, bringt, wenn sie gelungen ist, ganz erhebliche wirtschaftliche
und technische Vorteile mit sich.
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Es war naheliegend, zur Herstellung solcher Isolierungen bituminöse
Stoffe heranzuziehen, und so hat man solche in Form bewährter bituminöser Straßendeckentypen
als Isolierschichten verwendet. Man hat z. B. Teermakadamdecken,Asphaltmakadamdecken,
Walzasphaltdecken und andere zu dem Zweck herangezogen. Da derartige Decken auf
der Straße jedoch etwas ganz anderes zu leisten haben als etwa Planumsdichtungen,
ist es naturgemäß, daß ihre Konstruktionsgrundsätze nach Richtungen hin entwickelt
worden sind, welche zur Erzielung möglichst vollkommener Planumsdichtungen unwesentlich
sind, während für Isolierungen wesentliche Forderungen in den Konstruktionen zu
kurz kommen. So wird z. B. der größte spezifische Druck, den Planumsisolierungen
aufzunehmen haben, mit 3 bis 312 kg/cm' beziffert, während Straßendecken ganz wesentlich
höhere Drucke aushalten müssen. Die Standfestigkeit ist bei Straßendecken erstes
Erfordernis. Deshalb ist der Gehalt an Bindemittel sehr beschränkt. Die isolierende
Wirkung und Unempfindlichkeit gegen Wasser, insbesondere Lehmwasser, verlangt aber
besonders hohen Bindemittelgehalt. Gewalzte oder gestampfte Straßendecken behalten
stets Hohlräume und kapillare Poren. Sie werden nur da einigermaßen dicht, wo der
Untergrund unnachgiebig ist und genügend gewalzt bzw. gestampft werden kann, womit
man bei Isolierungen nicht immer rechnen kann. Gußasphalt ist zu starr; er neigt
zur Rissebildung. Planumsisolierungen müssen sehr schmiegsam sein, um starke Bewegungen
und Erschütterungen ohne Reißen und Brechen auszuhalten.
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Bei Verwendung derartiger bituminöser Straßendecken zu Isolierungen
sind aus den angedeuteten und anderen Gründen Mißerfolge eingetreten. Die Isolierung
gemäß vorliegender Erfindung weicht deshalb bewüßt von dem Verfahren, Straßendeckenkonstruktionen
zu Isolierzwecken zu verwenden, ab und vermeidet dadurch und durch entsprechende
besondere Zusammensetzung die aufgeführten Mängel der Straßendecken, wenn diese
zu Isolierzwecken benutzt werden i. Vollkommene und sichere Wasserundurchlässigkeit
wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß solche Massen angewendet werden, die
in der Hitze schmelzbar sind, und zwar werden zwei verschiedene bituminöse Schmelzen
angewendet, von denen die eine in der Hitze dünnflüssiger ist als die andere. Beide
Schmelzen werden beim Erkalten fest; sie werden jedoch infolge besonderer
Zusammensetzung
nicht starr, sondern behalten ein großes Arbeitsvermögen. Besonders die in- der
Hitze dünnflüssigere Masse ist auch nach dem. Erkalten in gewissem Grad plastisch.
Diese in der Hitze schmelzbaren-:, Massen erkalten zu vollständig wasser "; undurchlässigen
Körpern, die keine kapillä-"' ren Hohlräume enthalten, sondern höchstens einige
Luftbläschen einschließen, die nicht miteinander in Verbindung stehen.
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s. Diese schmelzbaren Massen werden mit einem gewissen Gehalt an Steinmehl,
Zement, Naturasphaltmehl oder Mischungen dieser Stoffe hergestellt, der so bemessen
wird, daß er: ausreicht, um das bituminöse Bindemittel für alle Temperaturen, die
vorkommen können, urempfindlich zu machen, so daß Lagenveränderung der Isolierung
auch bei den höchsten Sommertemperaturen-nicht in Frage kommt.
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3. Die übrigen Zuschlagstoffe werden für die in der Hitze dünnflüssigere
Schmelze aus feinen Mineralstoffen gebildet, deren Korngröße 5 mm nicht überschreitet.
Die für die zähflüssigere Schmelze verwendeten Zuschlagstoffe sind ebenfalls Mineralien
in verschiedenen Korngrößen, die jedoch in der Endgröße nicht an die' Grenze von
5 mm gebunden sind, sondern .je nach der Stärke, in der die Isolierung gebaut wird,
bis io oder 2o oder mehr Millimeter in ihren größten Anteilen schwanken können.
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Der Bindemittelgehalt der dünnflüssigeren Schmelze kann zwischen 15
und 3o Gewichtsprozent schwanken, der Bindemittelgehalt der dickflüssigeren zwischen
io und 2o Gewichtsprozent; die Schmelzen werden wesentlich fetter gehalten als Gußasphalt
bzw. Mastix.
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5. Als Bindemittel werden entweder Steinkohlenteere, Erdölbitumen
oder natürlicher Asphalt verwendet oder irgendwelche Gemische dieser genannten bituminösen
Stoffe. Als Teere kommen vorzugsweise nur solche in Frage, deren Pechgehalt mindestens
6o, höchstens So 01, beträgt. Die Erdölbitumina oder Asphalte, die verwendet werden,
weisen zweckmäßigerweise einen Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow unter 38°C auf,
weil solche weichen Bitumina einen tiefen Erstarrungspunkt haben und dadurch gewährleistet
ist, daß die damit hergestellten Schmelzen auch bei der kältesten Wintertemperatur
in genügendem Grade plastisch bleiben und Arbeitsvermögen behalten.
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Die Herstellung der Isolierung geht wie folgt vonstatten: Auf die
Oberfläche der Unterbaukrone, die aus abgewalztem oder abgestampftem Grobschlag
oder Kies besteht oder ähnliche Beschaffenheit aufweisen kann, werden zunächst von
der dünnflüssigeren Schmelze 2o bis 5o kg/ml heiß ausgegossen und mit Schwabbern
oder sonstigen Geräten verteilt, und zwar wird so viel aufgebracht, däß. die Fugen
des Grobschlags oder die Poren der Unterbettung vollständig mit der `-2#,#"te ausgegossen
sind und noch eine tun-Ychst % cm starke Schicht obenauf liegt. Diese Schicht kann,
solange sie noch heiß ist, mit Steinsplitt oder Kies überstreut werden. Wenn das
geschieht,. darf nur so viel Splitt verwendet werden, daß blanke Stellen der Schmelze
sichtbar bleiben. Das Überstreuen mit Steinsplitt oder Kies ist jedoch nicht notwendig
und kann auch fortfallen. Auf diese Schicht wird eine Schicht von der zähflüssigeren
Schmelze heiß ausgegossen und verteilt, und zwar zweckmäßigerweise mindestens So
kg/m2. Soll die Isolierung stärker gemacht werden, so werden von dieser Masse iookg/m=
oder mehr aufgebracht, was sowohl in einem wie in mehreren Arbeitsgängen geschehen
kann. Auf diese aus der zähflüssigeren und bitümenärmeren Masse gebildete Schicht
wird dann oben eine Schlußschicht wieder aus der dünnflüssigeren bitumenreicheren
Masse aufgebracht, und zwar zweckmäßigerweise mindestens io kg/m2. Während die Masse
noch warm ist, wird Grobsplitt oder Kies aufgebracht und eingedrückt in einer solchen
Menge, daß eine vollkommen rauhe Oberfläche entsteht.
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Die Verarbeitung der Schmelzen geschieht bei den höchsten Temperaturen,
die die zur Verarbeitung gelangenden Bindemittel aushalten, ohne in ihrer Qualität
zu leiden. Bei Verwendung von Pech-Öl-Gemiscb z. B. wird die Verarbeitungstemperatur
auf 13o bis i 5o° C eingestellt, bei Verwendung von Bitumen oder Asphalt kann die
Temperatur um 20o° C herum schwanken. Diese heiße Verarbeitung hat zur Folge, daß
die nacheinander aufgebrachten Schichten zu einem Ganzen verschmelzen.
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Einige wesentliche Vorteile der so gemäß der Erfindung hergestellten
Isolierung sind folgende i. Die ganze Isolierung verträgt Bewegungen aller Art,
sei es infolge von auftretenden Zugspannungen, sei es infolge nachgiebigen Untergrundes.
Sie ist und bleibt vollkommen wasserundurchlässig und hat keine kapillaren Poren..
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a. Auf der Ober- und Unterseite, wo die Angriffe des Wassers, vielleicht
sogar von Lehmwasser, erfolgen, hat die Isolierung eine so bindemittelreiche Schutzschicht,
der selbst tonreiches Wasser nichts anzuhaben vermag. Die Mineralstoffe in diesen
Schmelzen sind mit so dicken Bindemittelhäuten überzogen, daß sie vollständig geschützt
sind. Da die Schmelzen keinerlei kapillare Poren aufweisen,
ist
die Größe der Berührungsfläche, an der das Wasser angreifen kann, auf das geringste
Maß beschränkt.
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3. Durch den Arbeitsvorgang, daß mit der dünnflüssigeren Schmelze
zunächst die Oberfläche der Unterlage vollkommen dicht ausgegossen und eingeebnet
und obendrein mit einer ungefähr 1/2 cm starken Schicht übergossen wird, wird erzielt,
daß der Kern der Isolierung, der aus der zähflüssigeren Schmelze hergestellt wird,
überall satt auflagert, so daß irgendwelche Brechungen, Zerreißungen, Verschiebungen
u. dgl. nicht vorkommen. Die plastischere Unterschicht wirkt zugleich pufferartig.
Die über dem steiferen Kern ausgegossene Schicht mit der plastischeren Schmelze
verhindert, daß von oben her der Kern beschädigt werden könnte. Obenauf lagernde
Massen, z. B. das Schotterbett bei einer Planumsdichtung, können sich auf der rauhen
aber plastischen als Puffer wirkenden Oberschicht genügend befestigen. Die Anwendung
derartiger plastischer Schmelzen vermeidet alle Nachteile, die die Verwendung von
mineralstofffreiern Bindemittel mit sich bringt. Vor allem sind die Schmelzen unempfindlich
gegenüber den Temperaturen, die praktisch vorkommen können.
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q.. Die Anwendung dieser Isolierung ist unabhängig von der Standfestigkeit
des Untergrundes. Die Schmelzen brauchen nicht, wie etwa Walzasphalt oder Teermakadam,
mit schweren Walzen behandelt zu werden, um sich zu dichten; sie fließen von selbst
dicht ineinander und bilden eine nahtlose homogene Schicht. Ihre Verarbeitung ist
unabhängig von der Größe der Fläche; man braucht also nicht zum Zwecke der Planumsdichtung
das Gleis zu .entfernen; es genügt, das Schotterbett zwischen einigen Schwellen
Wegzunehmen, um die Isolierung auszuführen.
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5. Man ist bei der Anwendung von der Außentemperatur und der Witterung
nahezu unabhängig. Beispiel Eine Mischung, bestehend aus 2o 'feilen Bitumen vom
Schmelzpunkt nach Kr ä m e r -S a r n o w 30° C, 2o Teilen Zement, 6o Teilen Mineralstoff
von i bis 3 mm wird auf 2 i o° C erhitzt, gründlich durchgeschmolzen und dann auf
die Unterbettung ausgegossen in einer Menge von qo kg/m2.
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Darauf wird eine Mischung ausgebreitet, bestehend aus 1z Teilen Bitumen
vom Schmelzpunkt nachKrämer-Sarnow3o° C, 2oTeilen Zement, 68 Teilen Mineralstoff
von der Körnung i bis 15 mm, die etwa 2io° C heiß und ebenfalls gut durchgeschmolzen
ist. Zur Anwendung gelangen 5o kg/m2.
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Auf diese Schicht werden io kg/m' von der ersten bitumenreichen Schmelze
ausgebreitet und 6 kg/m2 Grobsplitt io/3o übergeworfen und in die noch heiße Schicht
eingedrückt.