DE804423C - Verfahren zur Herstellung hydraulisch-Bituminoes gebundener Baustoffe, insbesondere Strassenbaustoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung hydraulisch-bituminös gebundener Baustoffe, insbesondere Straßenbaustoffe Es ist bekannt, daß alle hydraulisch gebundenen Baustoffe, insbesondere mit Zement als Bindemittel, eine hohe Druckfestigkeit erreichen können, jedoch eine verhältnismäßig geringe Biegezugfestigkeit aufweisen, auch leicht zum Reißen neigen.
• Beton ist als ein starrer Baustoff zu bezeichnen, wenn er auch nicht die Starrheit festen Naturgesteins hat. Seine plastisch-elastischen Eigenschaften sind demgegenüber gering, zum Beispiel im Vergleich zu den bituminösen Baustoffen, die wesentlich weniger zur Rissebildung bei der Biege-und Zugbeanspruchung neigen.
• Es hat nicht an Versuchen gefehlt, hydraulisch gebundene Baustoffe, insbesondere mit Zement, Traß, allein oder im Gemisch miteinander, auch mit Zusatz von Kalk, Gips, Hochofenschlacke und anderen hydraulisch wirkenden Bindemitteln, durch Beimischen bituminöser Bindemittel, wie Asphalt, Erdölbitumen, Teer oder Pech, zu verbessern.
• Es sind dabei verschiedene Wege eingeschlagen worden, ohne daß diese zu einem besonderen dauernden Erfolg führten.
• Einerseits wurde versucht, bituminierten Zement anzuwenden. Es ist dieses normaler fein gemahlener Zement, der in besonderen Windsichtervorrichtungen mit heißflüssig gemachtem Bitumen verblasen wurde. Durch diese wenn auch noch so dünne Bitumenumhüllung wurde aber das Abbindevermögen des Zements gestört, und es wurde mit diesem bituminierten Zement unter sonst gleichen Bedingungen wie bei der normalen Betonbereitung ein Beton erhalten, der nicht vollauf befriedigte.
• Erfolgreicher waren die Versuche, nicht den "Zement mit einer hauchdünnen Bitumenschicht zu umhüllen, sondern im Gegensatz hierzu die gröbsten Betonbestandteile, nämlich den Kies oder den Splitt, mit einer feinen bituminösen Schicht zu umgeben; jedoch stiegen die Elastizität und Plastizität des so erhaltenen Betons nur wenig an und wirkten sich auf die Biegezugfestigkeit nur dann etwas aus, wenn der Beton besonders kiesreich oder splittreich hergestellt wurde.
• Bei einem anderen Verfahren wurde dem Anmachewasser des Betons beziehungsweise des Zementestrichs eine vorher fabrikatorisch leergestellte wässerige Bitumenemulsion in bestimmten Mengen beigemischt, so daß in diesem Fall Zement, Sand und Kies bzw. Splitt gemeinsam bituminiert wurden. Jedoch wurde auch dieses Verfahren später nicht mehr angewandt, weil die Erfolge nicht den gehegten Erwartungen entsprachen, vielleicht auch Kies bzw. Splitt gemeinsam mit einem bituminösen Emulsionen erforderlichen Emulgatoren störend auf den Abbindevorgang des Betons oder des Estrichs einwirkten.
• Im Gegensatz zu den beschriebenen bekannten Verfahren liegt der vorliegenden Erfindung der Gedanke zugrunde, wohl gleichfalls Zement, Sand und Kies bzw. Splitt gemeinsam mit einem bituminösen Bindemittel bei der Betonbereitung zu benetzen, jedoch keine vorher fabrikatorisch fertiggestellten Asphalt-, Bitumen-, Teer- oder Pechemulsionen zu verwenden, sondern eine bituminöse Dispersion oder Suspension dadurch zu erzielen, daß die Dispergierwirkung feinstkörniger Mineralmassen, im vorliegenden Fall des Zements, des Trasses oder anderer staubfeiner, hydraulisch abbindender Stoffe allein oder im Gemisch miteinander, ausgenutzt wird und das bituminöse Bindemittel im erwärmten oder durch bestimmte Verdünnungsmittel auf anderem Wege verflüssigten und somit verteilbar gemachten Zustand beigemischt wird.
• Es ist in diesem Fall zweckmäßig, um eine völlig gleichmäßige Dispergierung oder Suspension des bituminösen Bindemittels unter Einwirkung des Zements und anderer feinstkörniger Beimischungen zu erzielen, daß beim Mischvorgang in gewisser Hinsicht die Knetwirkung eingeschaltet wird.
• Die Bereitung des Betons mit vorher nicht emulgierten Bindemitteln wird deshalb weniger gut in den gewöhnlichen Freifallmischern, sondern zweckmäßiger in den sogenannten Zwangsmischern erfolgen, die zugleich eine Knetwirkung ausüben.
• Wie bei der normalen Betonbereitung ist es zweckmäßig,. Sand, Kies oder Splitt und Zement erst trocken miteinander zu vermengen und dann vor oder nach Beigabe des gesamten oder eines Teils des Anmachewassers das bituminöse Bindemittel in gesamter Menge oder zunächst teilweise zuzusetzen.
• Das bituminöse Bindemittel beträgt nur einen Bruchteil, etwa 5 bis 25% je nach beabsichtigter Wirkung, des Gesamtumsatzes an hydraulischen Bindemitteln, da bei hohem Gehalt an Teer oder Bitumen der Abbindevorgang der hydraulischen Stoffe gestört werden könnte.
• Der Gesamtzementzusatz und der gesamte Wasserzusatz richten sich nach der Art des gewünschten Betons oder Estrichs und nach der geforderten Druckfestigkeit. Es ist auch bei Zusatz bituminöser Bindemittel in den angegebenen geringen Mengen möglich, durch Variation des Wasserzementfaktors erdfeuchten Beton, plastischen Beton oderGußbeton herzustellen.
• Sowohl der Zement- wie der `Wasserzusatz wird durch die Beimischung des bituminösen Bindemittels nicht beeinflußt.
• Da die Dispergierung oder Suspension des bituininösen Bindemittels nur eine durch die Durchknetung mit den feinstkörnigen staubförmigen Bestandteilen, vornehmlich des Zements, vorübergehende Erscheinung ist, wird das gesamte zugesetzte Wasser als Ahbindewasser berechnet und verbraucht.
• Im allgemeinen ist die Beimischung besonderer Dispergiermittel für die bituminösen Bindemittel, z. B. von huminsäurehaltigen Stäuben, wie Braunkohlenstaub, auch Montansäure, gegebenenfalls auch von anderen Kohlenstäuben oder Torfstaub bzw. von sonstigen Emulgiermitteln, z. B. konzentrierter Emulgatoren nach dem Patent 542 6o5, in für den Abbindevorgang und für die gewünschten und geforderten Eigenschaften des Betons unschädlichen Mengen nicht erforderlich, braucht auch dann höchstens 5% des zugesetzten bituminösen Bindemittels betragen, somit 0,25 bis i % des Gesamtzusatzes an hydraulischem - Bindemittel, da nicht bewirkt werden soll, daß die bituminöse Suspension oder Dispersion wesentlich länger stabil bleibt, als der Abbindevorgang des hydraulischen Bindemittels beginnt, vielmehr sollen sich Zerfall der bituminösen Dispersion und Abbindevorgang des Zements oder anderer hydraulischer Bindemittel bzw. der Gemische der bituminösen Bindemittel die Waage halten, damit die Einwirkung beider Stoffe bestens zur Wirkung kommt und ein Beton von hoher Druckfestigkeit, zugleich aber auch hoher Biegezugfestigkeit und Zugfestigkeit, somit von besonderem Plastizitäts- und Elastizitätsmaß erhalten wird, vor allem, wie es erfindungsgemäß der Fall ist, ein möglichst auf großen Flächen und Strecken ohne Anbringen sonst in bestimmten Abständen üblicher Dehnungsfugen nicht reißender Beton entsteht, wie er besonders für Straßenbauzwecke gewünscht wird.
• Dadurch, daß sich die vorübergehende Suspension oder Dispersion der bituminösen Bindemittel, die auf Bitumen- oder Teerbasis zusammengesetzt sein können bzw. aus Gemischen dieser Stoffe, gegebenenfalls auch mit Harz- oder Wachszusatz bestehen, gleichmäßig zwischen Zement, Sand- und Kieszuschlägen verteilt, wird wegen des geringen Zusatzes die Bildung einer völlig geschlossenen Haut nicht verhindert und insbesondere das Ab-Bindevermögen des Zements oder der anderen hydraulischen Bindemittel nicht gestört. Die Druckfestigkeit des Betons wird hierdurch nicht oder zum mindesten nicht nennenswert beeinträchtigt, sondern lediglich die Biegezugfestigkeit mehr oder weniger erhöht. Die plastisch-elastischen Eigenschaften der hitumiii<iseii Bindemittel teilen sich in ähnlicher Weise wie bei den bituminösen Mineralmassen ohne hvclraulische Bindemittel auch dem hydraulisch gebundenen Baustoff mit und geben ihm einen -#vasserabweisenden und verstärkten Widerstand gegen die Einwirkung von Wasser. Eine Wiederdispergierung ist nicht möglich, da die vorübergehende Verteilung des oder der bituminösen Bindemittel mit Hilfe der feinkörnigen Anteile, insbesondere des Zements, ohne oder mit Hilfe von Dispergierinitteln nur durch eine Knetwirkung der Uischvorrichtungen bewirkt wird.
• Der :lisch- und Knetvorgang kann auch so erfolgen, daß nicht die gesamten Zuschläge Sand und Kies bzw. Sand und Splitt mit Zement, dann Wasser und bituminöse Zusatzstoffe gemischt werden, sondern daß die groben Zuschlagstoffe erst mit dem Vermischen von Sand, Zement und Wasser sowie bituminösem Bindemittel beigemengt werden.
• Weniger zweckmäßig erscheint es, zunächst einen Brei aus Zement, Wasser und bituminösem Bindemittel herzustellen und diesen dann dem trockenen Sand-Kies-Geinisch zuzuinengen. Dieses Verfahren hat nur dann Erfolg, wenn das Sand-Kies-Gemisch oder Sand-Splitt-Gemisch vorher mit einem Teil des Anmachewassers angefeuchtet wird.
• Der Zementgehalt bzw. Gehalt an anderen hydraulischen Bindemitteln bzw. Zement mit anderen hydraulischen Bindemitteln ist derselbe wie bei der normalen Herstellung von Beton und richtet sich nach der Kornzusammensetzung und der geforderten Würfeldruckfestigkeit, die bekanntlich -zwischen 5o und 5oo kg/crn= und darüber variiert -%verden kann.
• Die zuzusetzende Wassermenge wird durch die vorübergehende Dispergierung des bituminösen Bindemittels nicht beeinflußt. je nachdem erdfeuchter oder mehr oder weniger plastischer Beton gefordert wird, beträgt der Wasser-Zement-Faktor in üblicher Weise zwischen etwa o,5 und i,o, für besonders plastischen Beton gegebenenfalls über i,o.
• Statt der normalen Sand- und Kies- bzw. Splittzusammensetzungen können auch Einkorngemische bzw. poröse Mineralmassen angewandt werden, z. B. Bims, Hüttenbinis und andere Mineralmassen von niederem Raumgewicht. Es können auch in Verbindung mit den bituminösen Bindemitteln gasentwickelnde Chemikalien oder schaumbildende Seifen bzw. seifenartige Stoffe zugesetzt werden, wie sie bei der Herstellung von sog. Gasbeton und Schaumbeton üblich sind.
• Das Verfahren ist besonders auch zur Herstellung von Zementmörtel und Zementestrich, bei denen keine gröberen Kies- und Sandanteile angewandt werden, geeignet. Es wird dabei genau so verfahren wie bei der normalen Betonbereitung.
• Es werden Sand und Zement bzw. andere hydraulische Bindemittel vorher miteinander vermengt, worauf die gesamte \Vassermenge oder ein Teil des Wassers, gegebenenfalls in leicht angewärmtem Zustand, beigegeben wird. Darauf folgt Zusatz der gesamten oder eines Teils der Menge an bituminösem Bindemittel, das wie bei Kies- und Splittbeton nicht wesentlich mehr als 2,5% der Gesamtmenge an Zement oder anderen hydraulischen Bindemitteln betragen soll.
• Wird nicht sofort mit der gesamten Menge an Wasser und bituminösem Bindemittel gemischt, so werden die restlichen Mengen an Wasser und Bindemitteln, die jeweils 1/s bis =/s betragen können, unverzüglich während des Misch- und Knetprozesses zugegeben.
• Es wird auf diese Weise ein hydraulisch abbindender plastisch-elastischer bituminöser Mörtel erhalten, der besonders zur Herstellung von Formkörpern jeder Art, z. B. Platten und Dachsteinen, bei hohem Wassergehalt auch für Vergußzwecke geeignet ist, beispielsweise zum Ausgießen von Pflasterfugen, zum _lusfüllen der Hohlräume in bituminösen oder nicht bituminösen Makadam-und Splittbelägen, allenfalls auch zum Schließen der oberen Poren in an und für sich hohlraumarin zusammengesetzten bituminösen Straßenhelägen, die beim Einbau vor der Verkehrseinwirkung nicht ausreichend verdichtet wurden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung hydraulisch gebundener, bituminöse oder andere organische Bindemittel enthaltender Baustoffe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispergierung feinstkörniger anorganischer Stoffe, vornehmlich der hydraulischen Bindemittel, mit mehr oder weniger viskosen, bituminösen oder anderen organischen Kleb- und Bindestoffen mit Wasser, hauptsächlich Anmachewasser, vorzugsweise mit Hilfe einer Knetwirkung vorgenommen und ein plastisch-elastischer Baustoff mit größerer Zug- und Biegezugfestigkeit, geringerem Schwindmaß und höherer Reißfestigkeit als ohne Dispergierungsmittel hergestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als hydraulische Bindemittel Zement. Traß, Hochofenschlacke, Kalk und Gips einzeln oder im Gemisch miteinander verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zu dispergierende organische Bindemittel Bitumen, Asphalt, Teer oder Pech, einzeln oder im Gemisch miteinander, bzw. Harze und Wachse, einzeln oder im Gemisch mit vorher genannten bituminösen Bindemitteln, benutzt werden. :1. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzten bituminösen oder sonstigen organischen Bindemittel bis zu 23 % der hydraulischen Bindemittel betragen. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschläge zunächst mit der gesamten Menge des hydraulischen Bindemittels und des Wassers gemischt und danach mit dem bituminösen Bindemittel unter Einschaltmig einer ILnetwirkung vermengt werden. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mit der gesamten Menge oder einem Teil des hydraulischen Bindemittels und danach mit einem Teil des Wassers und organischen Bindemittels gemischt und geknetet wird sowie zuletzt mit den restlichen Mengen eine weitere Durchmischung und Durchknetung erfolgt. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer üblichen Mineralzusammensetzung für Beton auch kies- und splittfreie Zuschläge zur Herstellung eines hydraulisch abbindenden, bituminöse oder andere organische Bindemittel enthaltenden Mörtels oder Estrichs verwendet werden. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer den normalen, für die Herstellung von Beton, Mörtel und Estrich angewandten Mineralien auch poröses Mineral, z. B. Bims und Hüttenbims, benutzt wird. 9. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf die Herstellung von Gas- und Schaumbeton angewandt wird und somit außer hydraulischen und organischen Bindemitteln gasbildende bzw. schaumbildende Stoffe dem Beton zugesetzt werden.