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Getränkter Formling, insbesondere für Zwecke des Straßenbaues, sowie
Verfahren zu seiner Herstellung Brei .den bisher üblichen Bauweissen zur Herstellung
bituminöser Declpen sowie bei der Herstellung bituminöser Heiß- und Kaltpreßplatten
wird das Mineralgerüst mit Bitumen .oder Teer, Harz oder mit- anderen auf dieser
Grundlage beruhenden Stoffen gebunden.. Dabei handelt es sich nicht um einen chemischen
Versteinerungsvorgang, wie das z. B. bei .der Kalksandstseinherstellung hinsichtlich
der Formlinge der Fall ist, sondern mehr oder weniger um ein einfaches Zusammenkleben
.des Mineralgerüstes mit Hilfe des Tränkungsmittels. Als Folgre hiervon ergibt sich
die leichte Löslichkeit des einzelrnen Mineralkornes aus dem Verband und die Erweichung
der Massre, sobald ein Fahrzeug z. B. .einmal unfrseiwilligerweise Öl .abgibt. Dias
letztere ist bekanntlich nicht zu vermeiden,-Es wird dann die Schl,aglochbildung
und somit die Zerstörung der Straßendecke eingeleitet.
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Man hat nun versucht, künstliche Steine mit Bitumen zu tränken und
als Straßenbelag zu verwenden. Die bisher vorliegenden Ergsebnisse sind aber insofern
,als Fehlschlag zu betrachten, als die gewöhnlichen Kalksandsteine mit einem Mineralgerüst,
wie res die Abbaustelle liefert, nachdem sie einmal abgebunden haben, seine ausreichende
Durchtränkung nicht mehr zulassen. Gerade die vollständige Durchtränkung sichert
aber bekanntermaßen erst die Verwendbarkeit des Erzeugnisses für Zweckre des Straßenbaues.
Um eine vollkommene Durchtränkung zu erzielen, hat man bei Steinen der eben erwäbntsen
Art in steigendem Maße auf das Abbinden bzw. Härten verzichtet und schon die rohen
Formlinge, die höchstens bis zu 5o kg/cm2 Druckfestigkeit aufweisen, mit Bitumen
getränkt. Es ist möglich, auf diesem Wege Beine weitgehende oder gänzliche Durchtränkung
zu erzielen; diese ist dann aber nur auf Kosten der Härtung erreicht worden, die
mit Rücksicht auf die ,erheblichen Verkehrslasten einen nicht minder wichtigen Faktor
der Beurteilung der Brauchbarkeit darstellt.
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Nach diesem Verfahren hergestellte bitumengetränkte Formlinge ähneln
insofern den .eingangs .erwähnten bituminösen Heiß-oder Kaltpreßplatten, als sie
.ohne den Bitumrengehalt seine eigentliche Festigkeit nicht aufweisen, das Bitumen
also ihrerseits als Bindemittel verwenden. Mithin genügen auch diese Formlinge nicht
den Verkehrsansprüchen. Man kann sie z. B. mit Benzin, Öl (o. dgl. auflösen.
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Die Erfindung zielt demgegenüber in .erster Linie darauf ab, Formlinge
sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die ohne Berücksichtigung
ihres Bitumengehaltes, d. h. also als solche bereits geeignet wären, die Verkehrslasten
aufzunehmen, dennochaber die Eigenschaft besitzen, über ihren ganzen Querschnitt
gleichmäßig verteilt Bitumen aufzunehmen und res nicht wieder abzugeben.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht zunächst .darin., daß man
zur Herstellung
der Formlinge eine auf geringen Hohlraum berechnete
Kornzusammensetzung verwendet, wie sie für die eingangs erwähnten bitumen.-gebundenen
Straßendecken bereits bekannt ist, 'r bzw. bekanntermaßen sich berechnen lä13't,
Vorzugsweise blesteht,das Korn aberaus scharfkantigem und hartem Material, z. B.
aus Sand; Kies; insbesondere Quarzkies, Steingrus, Schlacken (o. dgl. Im Gegensatz
zu dem bisher eingeschlagenen Wege läßt mannundie Formlinge vor deiner Bitumenzugabe
auf dem bei Kalksandsteinen üblichen Wege abbinden, selbstverständlich nachdem eine
Pressung, und zwar Beine möglichst zweiseitige,, vorangegangen ist. Der Bindemitüelzusatz
muß dabei möglichst gering bleiben, damit eine über das gegenseitige Verkitten des
Mineralkornes hinausgehende Wirkung; z. B. ein Ansammeln in :den feinen Kapillaren,
und eine Bildung den Tränkungsmitteln nicht mehr zugänglicher Hohlräume tunlichst
unterbleibt. Verwendet man als Binder Kalk bzw. Kalkhydrat, so braucht der Zusatz
nur bis zu 6 % der fertigen Masse zu betragen, tun Steine zu erzeugen, die den praktischen
Anforderungen genügen. Innerhalb dieses Bereiches hängt die Menge des Kalkzusatzes
im wesentlichen davon ab, wie weit die Kornzusammiensetzung, das Mineralgerüst genannt,
sich der optimalen Beschaffenheit, d. h. .dem geringsten Hohlraum, nähert: Es .zeigt
sich, daß man im günstigsten Falle nicht mehr als 2 bis 3 0/Q Kalkzusatz benötigt,
um Formlinge zu ,erzeugen, die alle erforderlichen Eigenschaften für die Weiterbehandlung
und den Gebrauch aufweisen. Auch .die anderen sonst gebräuchlichen Steinbindemittel;
z. B. Zement, sind grundsätzlich anwendbar, wenn auch das Beimischungsverhältnis
unter dsr hier angegebenen Zielsetzung und unter Berücksichtigung der jeweiligen
Beschaffenheit des Mineralgerüstes ein anderes sein kann.
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Als Mineralgerüst verwendet man vorteilhaft sein solches, das von
vornherein auf dien niedrigsten Hohlraum, zweckmäßig nach F u 1-l e r , berechnet
ist, wobei aber die feineren Kornbestandteile, insbesondere die auf der Stufe von
o;oo bis o,og mm,-möglichst scharfkantig 'sein müssen, um eine gegenseitige Berührung
nur an den Kanten herbeizuführen, und rdie Kapillarität zu erhalten. Bei der Herstellung
der rohen Formlinge muß der Preßdruck um so stärker sein, je weiter sich das jeweils
verwendete Mineralgerüst von dem, wie erwähnt, bekanntermaßen rechnungsmäßig zu
ermittelnden, Idealzustand entfernt. Durch die Handhabung ,dieses Druckes, der z.
B. zwischen Zoo und iooo kg/cm2 liegen kann, gewinnt man die Möglichkeit, von, der
idealen Kornzusammensetzung für jede Kornklasse bis zu 25 o/o nach oben oder unten
abzuweichen und selbst noch Mischungen zu verwenden, die z. B. bei fünf verschiedenen
Korngrößen ,oder aber bei DIN-Korngrößen gleiche Menfür jede Kornklasse vorstehen.
In den Ilen ist aber um so mehr darauf zu achten, 34ß die Mineralbestandteile kristallin,
platteniöeer muschelförmig brechen, weil sich bei dem sich steigernden Druck weitere
Kornklassen bilden, -die die Zwischenräume zwar füllen, nicht aber die Kapillarität
beschränken sollen. Auch im Falle der Anwendung eines von. vornherein auf geringsten
Hohlraum berechneten Mineralgerüstes soll .der Druck nicht unter Zoo kg/ctn2; besser
sogar nicht unter 300 kg/em-' betragen.
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Nach Herstellung des Formlings erfolgt das Abbinden bzw. die Härtung,
die so lange durchzuführen ist, bis der Formling nicht unter 50 kg/cm2 Druckfestigkeit
besitzt. Nach oben ist für die Druckfestigkeit keine Grenz-e gegeben, man kann bis
zur Vollhärtung vorschreiten. Man kann bei nur 2 bis 3 Gewichtsprozent Kalk und
einem auf möglichst geringen Hohlraum berechneten Mineralgerüst sowie bei Anwendung
hohen Preßdruckes vollkommen tränküngsfähige Formlinge bis zu 5oo kg/cm2 Festigkeit
herstellen. Dabei hat das Pressen möglichst trocken zu erfolgen.
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Es schließt sieh dann an die Härtung die Trocknung an. Diese kann
in einer offenen odergeschlossenen Trockenkammer ummittelbar in Feuergasen oder
mit Hilfe mittelbar erwärmter Luft mit oder ohne Druck oder im Vakuum erfolgen.
Dabei zeigt sich vielfach; daß die Steine bei plötzlich starker Steigerung der auf
sie einwirkenden Temperatur reißen. Diesem Übelstand begegnet man weiterhin erfindungsgemäß
dadurch, daß man die Temperatur langsam steigert oder aber die Form- i linge eine
Zeitlang, z. B. i/4 bis 2 Stunden lang, mit drucklosem Dampf umspült, bis der Tnocknüngsprozeß
vom Kern der Steine her nach außen begonnen hat.
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Nach dem möglichst vollkommenen Trocknen werden die Formlinge einem
hohen Vakuumdruck bis zu etwa i Stunde unterworfen und danach unter Aufrechterhaltung
des Vakuums das Tränkmittel eingeführt, wobei der auf Bitumen-, Teeröder Harzgrundluge
beruhende Tränkstoff bis weit über die Formlinge treten muß, wodurch die Tränkung
der Formlinge erzielt wird. Erst dann wird normaler Atmosphärendruck im Kessel hergestellt.
Danach kann man die Steine entweder längere Zeit im Kessel im Tränkmittel steherlassen
und sie mit dem anhaftenden Bitumen entnehmen; besser schließt manaber das vom überflüssigen
Tränkstoff befreite Gefäß erneut und unterwirft die Formlinge; statt sie wie bisher
mit Vakuum abzusaugen; etwa 1/2 Stunde lang einem Druck bis zu
i
o Atm. Nach Abkühlung sind die Steine gebrauchsfertig.
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Mit Hilfe des neuen Verfahrens ergeben sich Steine bzw. Formlinge,
die jeder auftretenden Verkehrslast unbedingt gewachsen. sind. Es zeigt sich überraschenderweise,
daßsich die Steine, obwohl ihr Mineralgerüst auf niedrigen Hohlraum abgestimmt ist,
vollkommen mit den erwähnten Mitteln durchtränken lassen und daß sie insbesondere
das Tränkungsmittel nicht wieder abgeben. Versuche haben hergeben, daß selbst längeres
vollkommenies Eintauchen in öl, Benzol, Benzin ohne nennenswerte Einwirkung bleibt.
Selbstverständlich wird auch dadurch die Festigkeit nicht b:eeinflußt, weil das
Mineralgerüst schore an sich, also ohne das Tränkungsmittel, weitgehend ioder vollkommen
abgebunden und in sich verkeilt ist.
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Die rechnungsmäßige Feststellung einer auf geringsten Hohlraum (Raumgewicht)
abgestimmten Mineralkornmischung beruht bekanntermaßen auf der mathematischen Untersuchung
der Verhältnisse, wie sie beim Zertrümmern von Steinmischungen vorliegen.
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Baut sich das Mineralgerüst auf Korn mit Durchmessern zwischen
0,0 und 3,0 mm auf, so errechnen sich daraus für die Körnung z. B.
der Kornklassen o - o,13 ; o; 13 - 0,3;
0,3 -
0,9; 0,9 - 3,0 mm Mengenanteile von, 21, 11, 23, 45 Gewichtsprozent.
Sind weitere Kornklassen vorhanden, z. B. noch die Klassen 3 bis 7 und 7 bis i o
mm, so ergeben sich Mengenanteile von 11, 6, 13, 25, 29 und 16 Gewichtsprozent für
die einzelnen Körnungen der angegebenen sechs Kornklassen.