DE640931C - Verfahren zur Herstellung einer farbigen Belagmasse fuer Strassenbauzwecke - Google Patents

Description

in Essen

Die Erfindung bezweckt die Herstellung farbiger Stampf- oder Walzbelagmassen für Straßenbauzwecke, das sind Belagmassen, in denen wie bei den bisher üblichen bituminösen Stampf- oder Walzmassen, also dem Stampfasphalt oder Teerstampfmehl oder Sandasphalt oder Asphalt- oder Teerbeton, das Mineralgerüst den tragenden Bestandteil der Masse und das Bitumen nur einen feinen, die

xo einzelnen Mineralteilchen verkittenden Überzug bildet, nachdem es beim. Einbau bzw. auch bei der Verkehrsdichte außerdem als Gleitmittel wirkte. Durch einen Zusatz von Farbstoffen, und zwar auch in großen Mengen zu diesen bituminösen Massen, gelingt es nun nicht, den Massen eine von ihrem schwarzen Farbton abweichende Färbung zu verleihen, weil die schwarze Farbe des Bitumens oder Teers auch bei überwiegendem Farbstoffgehalt den Farbton der zugesetzten Farbstoffe nicht zur Wirkung kommen läßt, da der Farbstoff durch, das schwarze Bindemittel restlos überdeckt wird.

Gemäß der Erfindung ist es nun möglich, eine den Eigenschaften bituminöser Stampfoder Walzmassen gleichkommende farbige Stampf- oder Walzmasse herzustellen, wenn man an Stelle des bituminösen Bindemittels helle, bei den für Stampf- oder Walzmassen in Betracht kommenden Einbautemperaturen •klebfähig oder durch entsprechend helle Erweichungsmittel klebfähig gemachte Harze oder Wachse und ferner möglichst helle Mineralien verwendet.

Es ist bekannt, daß man eine auch als Straßenbelagmasse verwendbare, allerdings, sehr harte Gußmasse aus einer Mischung von zähharten Harzen oder derartigen Harzen und Wachsen, insbesondere Cumaronharz, mit Mineral als Füllmittel und einem Farbstoff herstellen kann. Die Gußbelagmassen haben jedoch grundsätzlich andere Eigenschaften als Stampf- oder Walzbelagmassen, da in ihnen im Gegensatz zu Stampf- und Walzmassen auch das Bindemittel tragende Eigenschäften besitzt und auch besitzen muß, weil die Masse mehr Bindemittel enthält, als Hohlräume in der Mineralmasse vorhanden sind. Bei den !eigentlichen Guß- bzw. Vergußmassen bildet das Mineral lediglich ein Streck- oder Füllmittel. Die Gußmassen sind ferner im Gegensatz zu Stampf- und gewissen Walzmassen, die auch 'unter der Verkehrsdichte noch ein gewisses Hohlraumminimum aufweisen müssen, damit bei einer Erwärmung des Belags unter dem Einfluß der Witterung das sich ausdehnende Bindemittel noch. genügend offene Hohlräume vorfindet 'und infolgedessen nicht ausschwitzt, vollkommen hohlraumlos; es erfolgt ferner ihr Einbau

in gießbar-flüssigem Zustand, während selbst die heiß einzubauenden Stampf- oder Walzmassen in körnigem backfähigem Zustand, sich befinden. Infolge der grundsätzlich ande?* ren Eigenschaften einer Stampf- oder WaIz-" belagmasse gegenüber einer Gußmasse ließ, sich daher nicht voraussehen, daß bei den hinsichtlich der richtigen Eigenschaften wesentlich empfindlicheren Stampf- oder WaIzbelagmassen es möglich ist, ohne Beeinträchtigung der hier erforderlichen Eigenschaften der Masse ein bituminöses Bindemittel durch Harze oder Wachse zu ersetzen, die nicht nur hinsichtlich ihrer bindenden Eigenschaften, sondern auch gegenüber den Einflüssen von Luft und Licht von den Eigenschaften bituminöser Bindemittel abweichende Eigenschaften haben. Während sodann für jene Gußmasse vorgesehen ist, bei ihrer Verwendung für Straßenbauzwecke den Erweichungspunkt der hier verwendeten zähharten Harze oder Wachse noch durch Zusatz besonderer Stoffe künstlich bis auf etwa _% 80 oder 90⁰ zu erhöhen, kommen im vorliegenden Fall gerade umgekehrt Harze oder Wachse von wesentlich tieferem Erweichungspunkt in Betracht.

Für den vorliegenden Zweck kommen als Bindemittel insbesondere in Betracht Schellack, Dammarharz, Copalharz, Holzharz, Cumaronharz, Kolophonium sowie auch helle Kunstharze, allein oder im Gemisch miteinander. Cumaronharz wie auch gewisse kolo-' phoniumartige Holzharze, ferner bestimmte Kunstharze sind beispielsweise mit den hier in Betracht kommenden Schmelzpunkten, die, je nachdem ob es sich um Kalt-, Warmoder Heißeinbau handelt, zwischen — io° bis -[-50⁰C liegen, in den verschiedenen Weichheitsgraden wie auch Helligkeitsgraden handelsgängig, so daß insbesondere bestimmte Sorten dieser Harzarten ohne besondere Aufbereitung verwendet werden können. Falls die Bindemittel jedoch bei den für ihren Einbau jeweilig in Betracht kommenden Temperaturen nicht oder nicht hinreichend klebkräftig sind, so kann man sie durch Mischen mit hellen, möglichst wenig nachdunkelnden Mineral- oder Teerölen auf den dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßten Zähigkeitsgrad erweichen. Bezüglich des Erweichungspunktes dieser Harze ist jedoch zu berücksichtigen, daß sie infolge ihrer andersartigen Beschaffenheit unter dem Einfluß von Luft und Licht hinsichtlich ihrer hier in Betracht kommenden physikalischen Eigenschaften in einem anderen Maß sich verändern wie die bisher für den Straßenbau verwendeten bituminösen Bindemittel, so daß also für diese Stoffe für gleiche Verwendungszwecke nicht ohne weiteres die Viscositäten und andere physikalische Konstanten festgesetzt werden können, wie sie für die zuvor üblichen bituminösen Bindemittel jeweilig geeignet sind.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den ■; derart erweichten Harzen in geringen Mengen 'Leinöl oder Terpentinöl oder andere für Farben verwendbare Lösungs- bzw. Aufschlämmmittel, wie z. B. Hydrierungsprodukte des Naphthalins u. dgl., beizumischen, da in diesem Fall das mit dem Bindemittel umhüllte Mineral das Farbstoffpulver besser annimmt und man infolgedessen auch an Farbstoff sparen kann.

Durch eine derartige Einstellung des Bindemittels auf die richtige Viscosität bzw. Penetration bzw. auf den richtigen Tropf- oder Erstarrungspunkt lassen sich die Bindemittel genau wie bituminöse Bindemittel enthaltende Massen sowohl für Kalteinbauzwecke mit mehr oder weniger langer Lagerfähigkeit wie für Warm- und Heißeinbauzwecke bzw. für den Zweck des Wiedererwärmens der fertigen Masse vor dem Einbau herstellen.

Als Mineral kommen insbesondere helle Gesteinssorten, wie Quarz, gewisse Porphyre sowie besondere synthetische Gesteine und heller Kalkstein, in Betracht, während alle dunklen Gesteine, wie Basalt, gewisse Hochofenschlacken u. dgl., den Farbton ungünstig und erheblich beeinträchtigen, so daß solche dunklen Gesteine höchstens in einem ganz geringen Zusatz zu hellen Gesteinssorten zugesetzt werden können und wobei in allen Fällen auf ihre den Farbton beeinflussende Wirkung Rücksicht genommen werden muß. Als besonders günstig erweist sich die Verwendung von Gesteinen mit einem Unterton, welcher dem gewünschten Farbton entspricht, also bei einem roten Ton der Masse die Ver- 100 wendung z. B. von Quarzporphyren, während für grün gefärbte Massen Schlacke geeignet ist, die einen grünlichgelben Unterton hat, da der "Farbton des Gesteins durch den Farbton durchschimmernd zur Wirkung kommt und infolgedessen den Farbton der Masse stark mit beeinflußt.

Die Körnung der Masse kann die für die verschiedenen Straßenbauzwecke übliche sein, jedoch soll mit Rücksicht auf den Farbton der Masse das Gestein wenigstens teilweise in möglichst feiner Form verwendet werden, da die Färbung besonders dann im Abschliff zur Geltung kommt, wenn der Farbton auf einer möglichst großen Oberfläche verteilt ist.

Unter genauer Berücksichtigung des sog. Hohlraumminimumprinzips lassen sich durch Beimischung von feinstem Gesteinsstaub oder Füller ebenso hochwertige farbige Straßenbaumassen herstellen wie z. B. unter Verwendung eines bituminösen Bindemittels, Teeroder Asphaltbetonmassen. Auch läßt sich,

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da Farbstoff sich bekanntlich in besonders feiner Eorm befindet, über die für die Färbung·" der Masse erforderliche Farbstoffmenge hinaus ein Teil des Füllers durch Farbstoff ersetzen.

Als Farbstoffe eignen sich für den vorliegenden Zweck alle lichtbeständigen und' wasserbeständigen organischen oder anorganischen Farben, vorzugsweise Erdfarben, wie

ίο z.-B. Ockergelb, weil diese besonders billig und tnotzdem licht- und wasserbeständigsind. Es sind aber auch sog. Entwicklungsfarben verwendbar, also Farben, welche unter dem Einfluß irgendeines künstlich hinzugefügten oder natürlicherweise einwirkenden chemischen Mittels den gewünschten Farbton annehmen.

Es ist zweckmäßig, auch dem Farbstoff etwas Terpentinöl oder Leinöl oder ähnliche Aufschlämmittel zuzusetzen.

■ Die Menge des Bindemittels und des Farbstoffs ist jeweilig abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Gesteins und von der Färbkraft der jeweilig verwendeten Farbstoffie. Im allgemeinen genügt eine Farbstoff menge von 3 bis 4 0/0.

Die Herstellung der Masse kann derart vor sich gehen, daß man die drei Grundstoffe, also das Mineral, das Bindemittel und den oder die Farbstoffe in Pulverform oder aufgeschlämmt gemeinsam in kaltem oder in erwärmtem Zustand mischt, oder daß man zunächst zwei der Grundstoffe miteinander mischt und den dritten hinzufügt, lind zwar kann man hierbei sowohl zunächst das Mineral mit dem Bindemittel mischen und diesem Gemisch unerwärmt oder erwärmt die notwendige Menge des Farbstoffs in Pulverform oder aufgeschlämmt beimischen, oder man kann zunächst den Farbstoff in pulverförmigem oder auf geschlämm tem Zustand mit dem gegebenenfalls künstlich erweichten Bindemittel mischen und das Mineral diesem Gemisch zusetzen. Bei dieser letzteren Reihenfolge ist jedoch zu beachten, daß in dem Gemisch von Farbstoff und Bindemittel nicht ganz feine oder spezifisch schwere Farbstoffteile zu Boden sinken können; in solchen Fällen ist es demgemäß zweckmäßig, die Vorrichtung zum Mischen dieser beiden Grundstoffe mit einem Rührwerk zu versehen. Insbesondere ist es vorteilhaft, als Mischvorrichtungen solche Vorrichtungen zu verwenden, welche außer einer Mischwirkung auch noch eine Knetwirkung, also ein Mischen unter Druckwirkung, ausüben.

Zur Herstellung gemusterter Beläge genügt es, die entsprechend verschiedenfarbigen Belagmassen nebeneinander aufzutragen und nacheinander oder auch gemeinsam zu verwalzen.

Wesentlich ist ferner, daß sich jene gefärbten, kein bituminöses Bindemittel aufweisenden Belagmassen aber auch ohne weiteres mit den bisherigen bituminösen Belagmassen verbinden, sei es, daß man zunächst die untere bituminöse Masse aufbringt und abwalzt und darauf die gefärbte Masse aufträgt und abwalzt oder daß man die beiden Massen übereinander aufträgt und gemeinsam abwalzt, da auch in letzterem Fall, wie sich ergeben hat, die gefärbte Masse nur in einem ganz geringen Ausmaß in die bituminöse Masse eindringt. Im einen wie im anderen Fall hängen die beiden Schichten nach dem Walzen vollkommen innig zusammen. Auf gleiche Weise kann man auch ein bituminöses Bindemittel aufweisende Platten mit einer gefärbten Deckschicht herstellen.

Es ist auf diese- Weise also möglich, bituminöse Beläge und derartige Körper mit einer farbigen Deckschicht herzustellen.

Es ist ferner aber auch möglich, bereits durch den Verkehr gedichtete bituminöse Beläge mit jener farbigen Schicht zu versehen. Um hierbei eine hinreichende Vierbindung der beiden Schichten miteinander zu erzielen, genügt es, auf die bituminöse Mineralschicht einen aus einem bituminösen oder nichtbituminösen Bindemittel bestehenden Vor- anstrich aufzutragen.

Beispiele

Für die Herstellung einer farbigen KaIteinbauverschleißschicht auf geteertem oder mit Asphalt umhülltem Gesteinsmaterial oder irgendwelchem anderen Untergrund hat sich z.B. folgende Mischung als geeignet erwiesen:

880/0 helles gebrochenes Naturgestein oder helle synthetisch hergestellte Schlacke der Körnung ο bis 3 mm werden mit 80/0 eines Gemisches aus mittelhellem Kolophonium, Kopalharz, Änthracenöl, Schwerbenzol und Leinöl bei 50 bis .70° umhüllt. Nach dem Vormischen mit diesem Bindemittel wird mit 4 0/0 lichtechtem, wetterbeständigem Farbstoff in Pulverform so lange nachgemischt, bis die Mischimg vollkommen gleichmäßig erscheint.

Ein Beispiel für die Herstellung eines staub und sandfreien farbigen Gesteinssplittes ist no das folgende:

93% Kalksteinsplitt der Körnung 8 bis 12 mm werden mit 50/0 eines Gemisches aus hellem Holzharz und Schweröl bei einer Temperatur von nicht über 40⁰ umhüllt. Nachdem das Harz-Teeröl-Gemisch das Gestein gleichmäßig überzogen hat, wird mit 20/0 einer Farbstoffschlämme nachgemischt.

Da dieses Material keinen dichten Deckenabschluß bildet, kann es nur als Zwischenschicht (Unterschicht) für ebenso gefärbte feinere Deckschichten dienen. Als Ausgleichs-

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schicht auf nicht ebenem Untergrund für farbige Deckschichten bzw. als Trennmaterial vion geteertem loder bitumen'umhülltem Gesteinsmaterial von farbigen Abschliffschichten, also gleichsam als farbige ibg^

es besonders geeignet.

Ein Beispiel für ein WarmeinbauproEuJ ist das folgende:

89% Porphyrgrus-Quarzgrus-Gemisch den mit 80/0 eines Gemisches, das aus Holzharz, Dammarharz vom Schmelzpunkt 6o°, Schweröl tind Lösungsbenzol besteht, bei 60 bis 8 o° gemischt. Nachdem das Mineral gleichmäßig mit diesem Klebemittel überzogen ist, wird im selben Mischvorgang mit 3 0/0 einer kalten Aufschlämmung von Farbstoffpulver weitergemischt.

Das fertige Gemisch eignet sich nur für den Warmeinbau bei Temperaturen über 30⁰, wird also direkt nach der Fabrikation warm eingebaut bzw. muß in besonderen Vorrichtungen vor dem Einbau wieder erwärmt werden.

Fiolgendes Material eignet sich infolge seiner Zusammensetzung nach dem Hohlräumminimumprinzip 'und der besonders zähen Einstellung des Bindemittels für den Heißeinbau stärkerer Verschleißschichten (2 cm und stärker) und für die Herstellung von zu Platten geformten Massen:

760/0 Borphyrgrus der Körnung ο bis 6 mm mit etwa 10 0/0 Füllerstaubgehalt werden auf 100 bis i2o° erhitzt und hierauf mit 9 0/0 eines nicht unter 40⁰ tropfenden Bindemittelgemisches gemischt, das aus Kolophonium, Holzharz und Anthraoenöl besteht. Nach diesem heißen Vormischen wird ein Gemisch, bestehend aus 110/0 weißem Kalksteinfüller und 4 0/0 Farbstoffpulver, kalt zugegeben, worauf so lange nachgemischt wird, bis das Material vollkommen gleichmäßig erscheint. Ein derartiges Material muß heiß zur Verwendungsstelle gelangen und heiß gewalzt bzw. heiß gestampft werden. In Plattenpressen kann es bei Temperaturen zwischen 50 und 8o° zu Platten geformt werden. Ein derartiges Material ist nach dem Walzen, Stampfen oder Pressen hohlraumdicht und somit ein hochwertiges Produkt für besondere Ansprüche.

Die neue Masse eignet sich sowohl für Straßenbeläga jeder Art wie auch für Bau-"ksbeläge, also für Boden-, Decken- und indbeläge jeder Art, da sie in ihren Festigseßseigenschaften nach den vorstehend dar- ^gelegten Grundsätzen weitgehend beeinflußt werden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zur Herstellung einer farbigen Belagmasse für Straßenbauzwecke und Bauwerke, bestehend aus Mineralien, Harzen oder Wachsen und Farben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Feinmineralbelagmassen ein Mineralgemisch von der für diese Massen üblichen Körnung mit Farbstoff und mit einem Harz, Kunstharz oder Wachs gemischt wird, dessen prozentuale Menge den bei bituminösen Feinmineralbelagmassen gebräuchlichen Mengenverhältnissen entspricht und dessen Erweichungspunkt so tief liegt bzw. durch Zusatz eines Erweichungsmittels, z. B. von Ölen, so erniedrigt ist, daß die Masse für einen Kalteinbau bei 40 bis 6o°, für den Warmeinbau bei 60 bis 8o° und für den Heißeinbau bei etwa ioo° C verarbeitet werden kann.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gesteine mit einem dem gewünschten Farbton der Masse entsprechenden Farbton bzw. Unterton verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Prinzip des Hohlraumminimums gemischtes Mineral verwendet wird, wobei der Füller zum Teil oder auch insgesamt durch den Farbstoff gebildet ist.
4. 4. Die Vereinigung einer Belagmasse nach Anspruch 1 mit einer durch den Verkehr bereits verdichteten bituminösen Mineralschicht mit Hilfe eines auf letztere aufgestrichenen bituminösen Bindemittels.