EP0168504A1 - Gussasphaltmassen und Einbettung von Kühlmittelrohren zum Zwecke der Erstellung von Eisbahnen und Eisflächen und zur gleichzeitigen Nutzung von Sport- und Spielflächen - Google Patents

Gussasphaltmassen und Einbettung von Kühlmittelrohren zum Zwecke der Erstellung von Eisbahnen und Eisflächen und zur gleichzeitigen Nutzung von Sport- und Spielflächen Download PDF

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EP0168504A1
EP0168504A1 EP83113198A EP83113198A EP0168504A1 EP 0168504 A1 EP0168504 A1 EP 0168504A1 EP 83113198 A EP83113198 A EP 83113198A EP 83113198 A EP83113198 A EP 83113198A EP 0168504 A1 EP0168504 A1 EP 0168504A1
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EP
European Patent Office
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bitumen
asphalt
mastic
pipes
mastic asphalt
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Werner Diez
Helmut Rumiz
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Deutsche Asphalt GmbH
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/26—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre
    • E01C7/265—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders mixed with other materials, e.g. cement, rubber, leather, fibre with rubber or synthetic resin, e.g. with rubber aggregate, with synthetic resin binder
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C13/00—Pavings or foundations specially adapted for playgrounds or sports grounds; Drainage, irrigation or heating of sports grounds
    • E01C13/10—Pavings or foundations specially adapted for playgrounds or sports grounds; Drainage, irrigation or heating of sports grounds for artificial surfaces for outdoor or indoor practice of snow or ice sports
    • E01C13/102—Civil engineering aspects of the construction of ice rinks or sledge runs made from frozen-liquid, semi-liquid or frozen-pasty substances, e.g. portable basins
    • E01C13/105—Civil engineering aspects of the construction of ice rinks or sledge runs made from frozen-liquid, semi-liquid or frozen-pasty substances, e.g. portable basins of artificially refrigerated rinks or runs, e.g. cooled rink floors or swimming pools or tennis courts convertible into rinks

Definitions

  • the general procedure is to embed the pipes carrying the refrigerant either directly in concrete or in a chemically setting mineral screed, the pipes being as close as possible to the surface of the embedding compound sprayed with ice-forming water (concrete, mineral screed, etc .) come to rest in order to obtain a uniformly thick natural ice surface that forms in the shortest possible time.
  • Plastic pipes which may be a substitute for metal pipes because they are far less subject to the corrosive effects of water and oxygen, are ruled out for the construction of artificial ice rinks because they do not withstand the high loads caused by vibration when pumping through the refrigerant sole (pump impacts) , on the other hand, the given temperature fluctuations, in particular at the low operating temperatures of the sole, are unable to cope and finally become brittle and brittle very soon due to the aggressive effect of the saline refrigerant sole.
  • plastic pipes are also subject to the destructive influence of other corrosive conditions, albeit not the oxide and thus rust-forming corrosion of the wine effect of water and oxygen.
  • plastic materials for the production of the pipes carrying the refrigerant in the construction of ice rinks after they were briefly proposed and also tried, were soon replaced by metal pipes, in particular iron pipes, since these at least offer greater resistance to the influence of pressure and vibration phenomena.
  • the time schedule for repairing the overall structure, combined with renewing the iron pipes - or vice versa - is accepted.
  • joints prevent the temporary use of the surface, for example in summer as a roller skating rink or for other types of sport and exercise that cannot be carried out on grooved surfaces.
  • the mastic asphalt has the flexibility required to absorb and neutralize the shock-like vibrations that occur when the refrigerant sole is pumped around.
  • Either the mastic asphalt embedding the pipes carrying the refrigerant is applied directly or by means of a thin layer of raw glass fleece and / or bitumen paper as a release agent Substrate applied, for example, from concrete (solid ceiling or sole concrete), or in the case of a substructure made of bituminous gravel, the poured asphalt is spread out and glued thereon.
  • bitumen gravel round grain mixtures, in particular for asphalt base courses
  • bitumen gravel round grain mixtures, in particular for asphalt base courses
  • mastic asphalt modified with plastics such as ethylene-vinyl ester copolymer or styrene-butadiene copolymer
  • DE-A-2 937 057 describes a mastic asphalt screed for the production of underfloor heating systems in which high-vacuum bitumen, in particular, if not exclusively, HVB 85/95 or 95/105 (DIN) is used as bitumen.
  • the ring and ball softening points are 54 - 59 ° C for B 45, 49 - 54 ° C for B 65 and 44 - 49 ° C for B 80.
  • the penetrations (100 g, 5 s., 25 ° C in 1/10 mm) are 35 - 50 for B 45, 50 - 70 for B 65 and 70 to 100 for B 80.
  • Bitumen B 45 (according to DIN 1995) has proven to be particularly advantageous in the sense of the invention, its softening point in particular being of crucial importance. Only through this, i.e. When using non-modified bitumen B 45, the surface of the mastic asphalt structure can also be used with ice loads (e.g. roller skating etc.) or for walking and driving during ice-free periods (summer), while the bitumen types B 65 and - in particular - B 80 can be modified by polymeric materials to provide usable mastic asphalt surfaces for the same purpose.
  • Bitumen B 45 can therefore be used to build a poured asphalt without any modifying additives due to the given breaking point of - 6 ° C, which is equally suitable for embedding refrigerant pipes, but at the same time also absorbs the loads that the surface has in excellent conditions in ice-free periods Make way as suitable for other types of sports or loads.
  • Bitumens with a low refractive index than B 45 can in principle also be used in the sense of the invention, but it has been shown in the endurance test that a modification, albeit a minor one, is expedient here , in particular copolymers or block copolymers, the Contain styrene and conjugated diene groups, and have average molecular weights between 25,000 and 250,000, in particular from 50,000 to 200,000 (for example styrene-butadiene copolymers or block copolymers) and polyolefins such as polybutene, polyisobutylene and - in particular - Copolymers of ethylene and a vinyl and / or acrylic ester, if appropriate in combination with a pure polyolefin and / or a styrene-diene copolymer or block copolymer, are suitable.
  • Such modifying copolymers which themselves are not the subject of the invention, are e.g. mentioned in AT-A-371 139, DE-A-3 202 480 or DE-A-2 937 057 and there as suitable for the construction and modification of bituminous binders, for polyethylene sealing compounds and sheets, and described for mastic asphalt screed compositions, in the latter case these mastic asphalt screeds are proven to be suitable for the production of floor structures with pipes embedded in the mastic asphalt for liquid and vaporous heat transfer media (heating medium).
  • bitumen used for the mastic asphalt in the sense of the invention is modified by polymeric substances, the additional amounts are dependent on the amount used set bitumen (road or primary bitumen) at over 0 to about 4.0% by weight, in particular 0.6 to 2.6% by weight and very particularly at 0.8 to 1.4% by weight, based on the bitumen in mastic asphalt.
  • mastic asphalt which in the sense of the invention for the construction of artificial ice rinks, i.e. Suitable as investment material for the pipes carrying the refrigerant can be both high-chip and low-chip mastic asphalt
  • the transitions from high-grit to low-chip mastic asphalt are generally fluid.
  • Bituminous compositions containing voids, which require subsequent compaction and as are used, for example, for hot rolled asphalt cover layers in hot paving, are only suitable to a limited extent as an investment material for the pipes carrying the refrigerant according to the invention, because they require the aforementioned compression and the other cannot guarantee adequate corrosion protection on the surfaces of metal pipes.
  • the grain gradation of the mastic asphalt can vary in the ranges 2/5 to 8/12.
  • a mastic asphalt suitable for the purposes of the invention is composed as follows:
  • Filler such as limestone flour, etc.: between about 20 and 34% by weight of chippings: "" 35 and 55 "rest, especially natural and / or fine crushed sand: between about 11 and 45"
  • bitumen with or without modifier: between about 6.1 and 8.9% by weight, in particular 7.1 to 8.2% by weight and preferably 7.2 to 7.6% by weight.
  • strip-shaped spacers made of asphalt mastic initially leads to a kind of insulation between the metal pipes and the substrate, so that there is no risk of the pipes rusting.
  • the pipes are not stiff or rigid on the concrete, but they can counter all vibrations that occur; so they are elastic.
  • the respectively optimal amount of modifying agent differs from case to case and as a function of the poured asphalt structure, the flow temperatures of the refrigerant, the quality and quality of the bitumen, in particular its characteristic data and other criteria determining the structure of the ice rink, before Use must be determined.
  • This methodology is familiar to the person skilled in the art and therefore does not go beyond the scope of the invention.
  • the concrete layer (4) is covered in one or more layers with a separating layer and / or sliding layer (3) (bitumen paper, etc.), whereby an optimal separation of the mastic asphalt layer (2) from the concrete base (4) is achieved .
  • a separating layer and / or sliding layer (3) bitumen paper, etc.
  • the tubes (1) generally have an outer diameter of 15 to 25 mm.
  • prefabricated documents (supports) (12) made of metal or plastic at intervals of 150 to 200 mm and a thickness of 8 to 15 mm, for example, on the separating or sliding material (3) - or also directly on the substrate ( 4) be provided.
  • the surface of the bituminous investment material (mastic asphalt) (2) i.e. the surface that forms the actual ice surface after the applied water has iced up finally be coated with a relatively thin layer (13) of a (plastic) base material suitable for roller skating, curling or another sport.
  • a relatively thin layer (13) of a (plastic) base material suitable for roller skating, curling or another sport Such a covering generally has a thickness of approximately 2.0 to 3.0 mm.
  • Figure 2 shows a slightly different structure of the substructure for ice rinks in the sense of the invention.
  • the separating or sliding layer (3) is dispensed with and the mastic asphalt (2), which receives the refrigerant pipes (1), can optionally be installed with the interposition of a layer (6) of asphalt concrete (cover layer mix at low temperatures; low-viscosity binder) applied and glued directly to a substructure (7) made of bitumen gravel (asphalt base course) with a round grain mixture as filler).
  • a layer (6) of asphalt concrete cover layer mix at low temperatures; low-viscosity binder
  • bitumen gravel asphalt base course
  • bitumen gravel has approximately the same coefficient of expansion as cast asphalt, so that a "thermoplastic" gluing - with and without asphalt concrete (6) - takes place through the entire structure of the underground for the artificial ice rink.
  • the positioning of the previously mentioned asphalt mastic strips as a corrosion-preventing base - and support - for the pipes (1) carrying the refrigerant is shown in FIG. 3.
  • the overall structure remains unaffected.
  • the two-stage pouring of the mastic asphalt (2.2a) takes place after the mastic strips (15) have been laid (and glued) and the pipes (1) have assumed their intended position on these strips.
  • the first mastic asphalt layer (2) is introduced up to the height of the diameter of the pipes (1), and as soon as these have reached their fixed position in the layer (2), the second mastic asphalt is introduced - layer (2a). It is naturally possible for the mastic asphalts for layers (2) and (2a) to have different or the same composition.
  • Mastic asphalt with a modifier can also be used on the one hand, and mastic asphalt without a modifier on the other. Both layers (2, 2a) can also consist of modified mastic asphalt.

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Abstract

Es wird der Aufbau eines Untergrunds für Kunsteisbahnen vorgeschlagen, dessen die das Kältemittel führenden Rohre (1) in einen Gußasphalt (2) eingebettet sind, der als Bindemittel ein Bitumen enthält, das als Primärbitumen ausgewiesen ist und eine Penetration (100 g, 5 s, 25 °C) von nicht weniger als 35 bis 50 mm-1, einen Erweichungspunkt von max. 54 bis 59°C und einen Brechpunkt von mindestens -6°C aufweist. Das Bitumen kann ggf. durch geeignete Copolymere bzw. Blockcopolymere modifiziert sein. Bei Verwendung von Beton als Tragschicht (4) für den Gußasphalt erweist es sich als zweckmäßig, zwischen die Tragschicht und den Gußasphalt (2) eine Trenn- und/oder Gleitschicht (3), etwa aus Rohglasvlies oder Bitumenpapier, einzufügen.

Description

  • Beim Aufbau von Kunsteisbahnen geht man im allgemeinen so vor, daß die das Kältemittel führenden Rohre entweder direkt in Beton oder in einen chemisch abbindenden mineralischen Estrich eingebettet werden, wobei die Rohre möglichst nahe der mit eisbildendem Wasser besprühten Oberfläche der Einbettungsmasse (Beton, minderlischer Estrich etc.) zu liegen kommen, um eine gleichmäßig dicke und sich in kürzester Zeit ausbildende Natureisfläche zu erhalten.
  • Bei Verwendung von Metallrohren (Eisenrohren) für die bevorzugt mäander- oder schlangenförmig für Hin- und Rücklauf des Kältemittels ausgebildeten Kühlmittelträger hat sich aber gezeigt, daß dieselben schon nach relativ kurzem Einsatz bereits einer erheblichen Korrosion unterliegen. Diese wird hervorgerufen durch die poröse, wasser- und sauerstoffdurchlässige Struktur des Betons oder mineralischen Estrich, die ein Eindringen von Eiswasser auf die Dauer nicht verhindern kann, so daß die Rohroberfläche direkt der korrodierenden Einwirkung von Wasser und Luftsauerstoff ausgesetzt ist.
  • Es ist daher erforderlich, den Aufbau des die Kunsteisbahn tragenden Fundaments aus Beton oder Estrich zusammen mit den eingebetteten Trägerrohren für das Kältemittel von Zeit zu Zeit zu erneuern bzw. zu reparieren, wobei insbesondere die Eisenrohre für das Kältemittel vielfach insgesamt ersetzt werden müssen.
  • Es versteht sich, daß derartige Reparaturen, Ausbesserungen usw. nicht nur mit erheblichen Kosten verbunden sind, sie legen auch den Betrieb der jeweiligen Kunsteisbahn für längere Zeiträume völlig still, wobei diese Zeiträume, die sich aus Aufreißen der bestehenden Anlage und Verlegung eines neuen Aufbaus additiv zusammensetzen, durch die notwendige Zeit des Abbindens des neuen Aufbaus noch vergrößert werden.
  • Kunststoffrohre, die evtl. als Ersatz für Metallrohre denkbar sind, da sie weit weniger dem korrodierenden Einfluß von Wasser und Sauerstoff unterliegen, scheiden für den Aufbau von Kunsteisbahnen aus, weil sie einmal den hohen Belastungen durch Vibration beim Durchpumpen der Kältemittelsohle (Pumpstöße) nicht standhalten, zum andern den gegebenen Temperaturschwankungen insbesondere bei den niedrigen Einsatztemperaturen der Sohle nicht gewachsen sind und schließlich durch die aggressive Wirkung der salzhaltigen Kältemittelsohle sehr bald verspröden und brüchig werden. Damit unterliegen auch Kunststoffrohre - wenn auch nicht der oxid- und damit rostbildenden Korrosion der Weinwirkung von Wasser und Sauerstoff - dem zerstörenden Einfluß anderer korrodierender Bedingungen.
  • Aus vorstehendem Grunde wurden Kunststoffmaterialien für die Herstellung der das Kältemittel führenden Rohre beim Aufbau von Kunsteisbahnen, nachdem sie kurzzeitig vorgeschlagen und auch versucht wurden, bald wieder durch Metallrohre, insbesondere Eisenrohre ersetzt, da diese zumindest dem Einfluß von Druck- und Vibrationserscheinungen stärkeren Widerstand entgegenbringen. Den zeitlichen Terminus der Ausbesserung des Gesamtaufbaus, verbunden mit Erneuerung der Eisenrohre - oder umgekehrt -, nimmt man dabei mangels einer anderen Möglichkeit gern inkauf.
  • Ein weiterer und nicht zu unterschätzender Nachteil von Kunsteisbahnen auf der Basis von Beton und teilweise auch auf Basis von mineralischem Estrich, die als Einbettmasse für die das Kältemittel tragenden Metallrohre dienen, ist darin zu sehen, daß die genannten Baustoffe ausschließlich in Fugen verlegt werden können.
  • Abgesehen davon, daß derartige Fugen ein besonderes Angriffsziel für eindringende, korrodierend wirkendes Wasser bieten, sind an ihren Grenzflächen die das Kältemittel führenden Rohre direkt der Atmosphäre ausgesetzt und damit an diesen Stellen besonders gefährdet.
  • Schließlich verhindern derartige Fugen die zeitweise Verwendung der Oberfläche beispielsweise im Sommer als Rollschuhbahn oder für andere Sport- und Bewegungsarten, die auf gefugten Flächen nicht durchführbar sind.
  • Es wurde nun gefunden, daß die vorstehend abgeleiteten Nachteile beim Aufbau von Kunsteisbahnen aus in Beton oder Estrich verlegten kältemittelführenden Rohren dadurch behoben werden können, wenn nach Maßnahme der Erfindung die das Kältemittel führenden Rohre in Gußasphalt von ganz bestimmtem Aufbau verlegt werden.
  • Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß Gußasphalt - bei entsprechendem Aufbau und Verarbeitung - nicht nur, was bekannt, fugenlos verlegt werden kann, so daß der angesprochene Gesamtkomplex nachteiliger Fugen behoben ist, sondern es liefert der Gußasphalt auch eine einwandfreie, dichte Rohrumhüllung, die keinen Angriff korrodierender Medien wie Wasser und Sauerstoff auf das Rohrmaterial (Metall- bzw. Eisenrohre) zuläßt.
  • Außerdem besitzt der Gußasphalt diejenige Flexibilität, die erforderlich ist, um die beim Umpumpen der Kältemittelsohle auftretenden stoßartigen Vibrationen aufzufangen und zu neutralisieren.
  • Für den Aufbau von Kunsteisbahnen im Sinne der Erfindung bieten sich im Prinzip zwei Wege an.
  • Entweder wird der die das Kältemittel führenden Rohre einbettende Gußasphalt direkt oder mittels einer dünnen Lage Rohglasvlies und/oder Bitumenpapier als Trennmittel auf den Untergrund beispielsweise aus Beton (Massivdecke bzw. Sohlenbeton) aufgebracht, oder es wird bei einem Unterbau aus Bitumenkies der Gußasphalt auf diesem ausgebreitet und verklebt. Insbesondere der zuletzt genannte Aufbau hat sich im praktischen Gebrauch bereits als relativ optimal bewährt, da Bitumenkies (Rundkorngemische insbes. für Asphalttragschichten) einen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der mit demjenigen des Gußasphalts annähernd übereinstimmt.
  • Es ist zwar schon bekannt, mit Kunststoffen wie Äthylen-Vinylester-Copolymerisat oder Styrol-Butadien-Copolymerisat modifizierten Gußasphalt als Einbettmasse für Wärmemittel führende Rohre zu verwenden. So beschreibt die DE-A-2 937 057 einen Gußasphaltestrich zur Herstellung von Fußbodenheizungen, bei dem als Bitumen insbesondere, wenn nicht ausschließlich, Hochvakuumbitumen, im speziellen Falle HVB 85/95 oder 95/105 (DIN) verwendet wird.
  • Abgesehen davon, daß dem Stand der Technik nach DE-A-2 937 057 eine völlig anders gelagerte Aufgabenstellung zugrunde liegt, deren Erkenntnis insbesondere in der hohen Stabilität und Flexibilität von Gußasphalt ganz bestimmter Modifizierung gegenüber den Oberflächen heizmittelfUhrender Rohre bei relativ hohen Heizmitteltemparaturen zu suchen ist, wozu praktisch nur Bitumina der Hochvakuum-Sorten (HVB) mit Brechpunkten im positiven Bereich und den nicht zu umgehenden Zusätzen an Copolymeren bis zu 4,5 Gew.-%, bezogen auf Bitumen, infrage kommen, wobei den Copolymeren insbesondere die Aufgabe der Regulierung der Penetration zukommt, ist die Erfindung nur mit solchen Bitumensorten realisierbar, die als sogenannte Primärbitumina handelsüblich sind (DIN 1995) und als Straßenbitumina definiert werden.
  • Diese weisen nach DIN 1995 unter der Bezeichnung B 45, B 65 und (ggf.) B 80 Brechpunkte nach Fraaß von höchstens -6 bis -10 (B 80) °C auf. Die Erweichungspunkte Ring und Kugel liegen bei 54 - 59 °C für B 45, 49 - 54 °C für B 65 und 44 - 49 °C für B 80. Die Penetrationen (100 g, 5 s., 25 °C in 1/10 mm) betragen 35 - 50 für B 45, 50 - 70 für B 65 und 70 bis 100 für B 80. Nur diese Bitumina sind im Sinne der Erfindung anwendbar, wobei sich erwiesen hat, daß B 45 als solches, d.h. ohne jegliche modifizierende Zusätze an Copolymeren eingesetzt werden kann, während die Sorten B 65 und B 80 zweckmäßigerweise eine Modifizierung durch bestimmte Copolymere, die später definiert werden, erhalten sollten.
  • Als besonders vorteilhaft im Sinne der Erfindung hat sich Bitumen B 45 (nach DIN 1995) erwiesen, wobei vor allem dessen Erweichungspunkt von ausschlaggebender Bedeutung ist. Nur hierdurch, d.h. beim Einsatz von nicht modifiziertem Bitumen B 45, kann die Oberfläche des Gußasphaltaufbaus auch innerhalb eisfreier Zeitperioden (Sommer) mit Flächenlasten (z.B. Rollschuhlauf usw.) oder zur Begehung und Befahrung genutzt werden, während die Bitumensorten B 65 und - insbesondere - B 80 eine Modifizierung durch polymere Stoffe benötigen, um dem gleichen Zweck verwertbare Gußasphaltoberflächen zu liefern.
  • Mit Bitumen B 45 kann also ohne jegliche modifizierende Zusätze durch den gegebenen Brechpunkt von - 6 °C ein Gußasphalt aufgebaut werden, der in gleichem Maße zur Einbettung kältemittelführender Rohre geeignet ist, gleichzeitig aber auch jene Belastungen aufnimmt, die in eisfreien Perioden die Oberfläche in hervorragender Weise als geeignet für andere Sport- bzw. Belastungsarten machen.
  • Bitumina mit niedrigem Brechpunkt als B 45, also die Sorten B 65 und - mit Einschränkung - B 80, sind zwar auch grundsätzlich im Sinne der Erfindung einsetzbar, doch hat es sich im Dauerversuch gezeigt, daß hier eine, wenn auch geringfügige, Modifizierung zweckmäßig ist, wozu insbesondere Copolymerisate bzw. Blockcopolymerisate, die Styrol- und konjugierte Diengruppen enthalten, und dabei mittlere Molmassen zwischen 25 000 und 250 000, insbes. von 50 000 bis 200 ooo, aufweisen (z.B. Styrol-Butadien-Copolymere bzw. -Blockcopolymere) sowie Polyolefine wie Polybuten, Polyisobutylen und - insbesondere - Copolymerisate von Äthylen und einem Vinyl- und/oder Acrylester, ggf. in Kombination mit einem reinen Polyolefin und/oder einem Styrol-Dien-Co- bzw. Blockcopolymerisat geeignet sind.
  • Derartige modifizierende Copolymerisate, die selbst nicht Gegenstand der Erfindung sind, werden z.B. in der AT-A-371 139, der DE-A- 3 202 480 oder der DE-A-2 937 057 erwähnt und dort als geeignet für den Aufbau und die Modifizierung von bituminösen Bindemitteln, für Polyethylen-Dichtungsmassen und -bahnen, sowie für Gußasphaltestrich-Massen beschrieben, wobei im letzteren Falle diese Gußasphaltestriche als geeignet zur Herstellung von Fußbodenaufbauten mit in den Gußasphalt eingebetteten Rohren für flüssige und dampfförmige Wärmeträger (Heizmittel) nachgewiesen werden.
  • Im Sinne der Erfindung dient der Zusatz von Copolymeren bzw. verwandten Stoffen zu Bitumina mit Penetrationen von 50 - 70 bzw. 70 - 100 mm (B 65 und B 80) vor allem dazu, die Penetration und den jeweiligen Erweichungspunkt den Werten des Bitumens B 45 anzupassen.
  • Dies setzt naturgemäß voraus, daß der Zusatz in denjenigen Grenzen gehalten wird, die zwar die Penetration (ideal: 35 - 50 mm-1) und den Erweichungspunkt (ideal: 54 - 590C R.u.K.) erniedrigen bzw. erhöhen, andererseits aber den Brechpunkt im erforderlichen negativen Temperaturbereich (ideal nach B 45: -6°C) halten bzw. einstellen.
  • Sofern eine Modifizierung des verwendeten Bitumens für den Gußasphalt im Sinne der Erfindung durch polymere Stoffe erfolgt, liegen die Zusatzmengen in Abhängigkeit vom eingesetzten Bitumen (Straßenbau- bzw. Primärbitumen) bei über 0 bis etwa 4,0 Gew.-%, insbesondere 0,6 bis 2,6 Gew.-% und ganz speziell bei 0,8 bis 1,4 Gew.-%,bezogen auf das Bitumen im Gußasphalt.
  • Als Gußasphalt, der im Sinne der Erfindung für den Aufbau von Kunsteisbahnen, d.h. als Einbettmasse für die das Kältemittel führenden Rohre geeignet ist, kann sowohl splittreicher als auch splittarmer Gußasphalt verwendet werden, wobei die Übergänge vom splittreichen zum splittarmen Gußasphalt im allgemeinen fließend sind. Hohlräume aufweisende bitumenhaltige Massen, die einer nachträglichen Verdichtung bedürfen und wie sie beispielsweise für Walzasphalt-Deckschichten im Heißeinbau eingesetzt werden, eignen sich nur bedingt als Einbettmasse für die das Kältemittel führenden Rohre gemäß der Erfindung, weil sie einmal der vorstehend erwähnten Verdichtung bedürfen und zum andern keinen ausreichenden Korrosionsschutz an den Oberflächen von Metallrohren garantieren können.
  • Die Kornabstufung des Gußasphalts kann in den Bereichen 2/5 bis 8/12 variieren.
  • Insgesamt setzt sich ein im Sinne der Erfindung geeigneter Gußasphalt folgendermaßen zusammen:
  • Füller wie Kalksteinmehl usw.: zwischen etwa 20 und 34 Gew.-% Splitt: " " 35 und 55 " Rest, insbes. Natur und/oder Edelbrechsand: zwischen etwa 11 und 45 "
  • Dazu Bitumen, mit oder ohne Modifizierungsmittel: zwischen etwa 6,1 und 8,9 Gew.-%, insbesondere 7,1 bis 8,2 Gew.-% und bevorzugt 7,2 bis 7,6 Gew.-%.
  • Es hat sich in Weiterentwicklung der Erfindung und im praktischen Einsatz derselben gezeigt, daß eine zusätzliche Verbesserung der Stabilität der das Kältemittel führenden Rohre, insbes. deren Korrosionssicherheit, aber auch ihre Resistenz gegenüber naturgemäß auftretenden, durch die Pumparbeit bedingten Schwingungen noch verbessert werden kann, wenn die das Kältemittel führenden Rohre auf sogenannten Abstandshaltern aus Streifen aus Asphalt-Mastix verlegt werden, so daß sie nicht direkt mit dem Unterbau in Verbindung stehen. Solche Streifen aus Asphalt-Mastix, die selbst nicht Gegenstand der Erfindung sind, weisen eine Stärke bzw. Dicke von etwa 5 - 12 mm, insbes. 10 mm auf und können in beliebigen Breiten und Längen verlegt werden. Bei der Verarbeitung wird also im Sinne der Erfindung zunächst auf den Untergrund die Mastixschicht (Mastixstreifen) entsprechend der örtlichen Lage der Rohre auf den Untergrund, beispielsweise Beton, aufgebracht, dann die Rohre auf diesen Streifen verlegt und schließlich der Gußasphalt ein- oder zweistufig ausgebreitet.
  • Die Verwendung der streifenförmigen Abstandshalter aus Asphalt-Mastix führt zunächst zu einer Art Isolierung zwischen den Metallrohren und dem Untergrund, so daß keine Gefahr des Rostens der Rohre besteht. Außerdem liegen die Rohre nicht steif bzw. starr auf dem Beton auf, sondern sie können allen auftretenden Schwingungen begegnen; sie sind also elastisch gelagert.
    • Beispiel:
    • 1. Ein besonders für den Aufbau einer Kunsteisbahn im Sinne der Erfindung geeigneter Gußasphalt weist folgende Zusammensetzung auf:
      • 37 bis 38 Gew.-% Splitt variabler Kornabstufung, beispielsweise zu zweidrittel aus 2/5 mm und eindrittel 8/12 mm;
      • 28 bis 30 Gew.-% Füller;
      • Rest für 100 % Mineralstoffe: Natur und/oder Edelbrechsand, beispielsweise 14 Gew.-% Natursand und 21 Gew.-% Edelbrechsand.
      • Dazu kommen ca. 7,5 Gew.-% - bezogen auf die Gesamtmasse - Primärbitumen mit einer Penetration (100 g, 5s, 25°C) von 35 bis 50 mm-1, einem Erweichungspunkt Ring u. Kugel von 54 bis 59°C und einem Brechpunkt nach Fraaß von höchstens -6°C.
      • Dieser Gußasphalt wird auf einem geeigneten Untergrund, der später noch definiert ist, in einer Schichtdicke 45 bis 55 mm im Heißbau aufgetragen und dient als . Einbettmasse für die das Kältemittel führenden Metallrohre. Der Auftrag erfolgt fugenlos, wobei sich eine nacheinander folgende Zweistufeneinbettung des Gußasphaltes besonders empfiehlt, bei der nach dem Einfüllen einer ersten Gußasphaltschicht von ca. 20 bis 25 mm Stärke die Kältemittelrohre fixiert werden und anschließend durch die zweite Gußasphaltschicht die Abdeckung nach oben abgeschlossen wird.
      • Wie bereits gesagt, ist dabei die primäre Auflage von Asphalt-Mastixstreifen von 5 bis 12 mm, insbesondere 10 mm Stärke, auf den mineralischen Untergrund, beispielsweise Beton, von besonderem Vorteil. Die Mastixstreifen werden auf dem Untergrund durch Verkleben oder eine sonstige Art von Befestigung entsprechend der späteren Anordnung der Rohre ausgebreitet, dann werden die Rohre aufgelegt und - sofern eine Zweistufeneinbringung des Gußasphaltes erfolgt - zunächst die erste Schicht Gußasphalt bis etwa mittig der Rohre eingefüllt.
      • Es folgt anschließend die zweite Gußasphaltschicht, die mit der ersten homogen als Gesamteinheit fungiert.
    • 2. Gleichen oder wenig unterschiedlichen Aufbau bezüglich ihrer Zusammensetzung von Füllstoffen, Splitt und Sand weisen auch solche Gußasphalteinbettmassen auf, deren Bitumen höhere Penetrations- und niedrigere Brechpunktswerte besitzen. Hier kann durch Zusatz der bereits erwähnten und definierten Modifizierungsmittel eine Anpassung erzielt werden:
      • a) Ein Bitumen der Penetration 50 bis 70 mm-1 und einem Brechpunkt von max. -8°C wird mit ca. 0,8 bis 1,4 insbesondere 0,65 Gew.-% - bezogen auf das Bitumen - eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Komponentenverhältnis von 0,8 - 1,2 : 1,2 - 0,8 modifiziert, wobei Eigenschaften erhalten werden, die dem nicht modifizierten Bitumen nach 1. nahe kommen, so daß es direkt als den Gußasphalt im Sinne der Erfindung aufbauendes Bitumen eingesetzt werden kann.
      • b) Bei den höheren Penetrationswerten, etwa 70 bis 100 mm-1 und Brechpunkten bis - 100C sind größere Anteile an Modifizierungsmittel erforderlich. In diesem speziellen Falle kann beispielsweise ein Styrol-Butadien-Copolymerisat bzw. Blockcopolymerisat oder ein Polyolefin wie Polyisobutylen, beide mit Molmassen im Bereich von ca. 200 000, in einer Menge von 0,6 bis 2,6, insbesondere bei Styrol-Butadien-Blockcopolymerisaten in einer Menge von ca. 0,8 bis 1,2, eingesetzt werden. Die Mengenangaben sind wiederum Gew.-%, bezogen auf das Bitumen.
  • Es versteht sich, daß die jeweilst optimale Menge an Modifizierungsmittel von Fall zu Fall verschieden ist und als Funktion des Gußasphaltaufbaus, der Vorlauftemperaturen des Kältemittels, der Beschaffenheit und Qualität des Bitumens, insbesondere dessen Kenndaten sowie anderer, den Aufbau der Kunsteisbahn bestimmender Kriterien, vor dem Einsatz ermittelt werden muß. Diese Methodik ist dem Fachmann geläufig und verläßt daher nicht den Rahmen der Erfindung.
  • Wie aber bereits gesagt, kann bei Verwendung eines Primärbitumens mit einem Brechpunkt nach Fraaß von höchstens -6°C, einer Penetration von 35 bis 50 mm-1 und einem Erweichungspunkt Ring u. Kugel von 54 bis 59°C auf jegliches Modifizierungsmittel verzichtet werden.
  • Anhand der Figuren 1, 2 und 3 wird der grundsätzliche Aufbau einer Kunsteisbahn im Sinne der Erfindung beispielhaft beschrieben.
  • Gemäß Fig. 1 besteht der Gesamtaufbau zunächst aus der Mineraltragschicht (5), die nach unten selbstverständlich keiner Begrenzung unterliegt. Es folgt in der Reihenfolge nach oben eine Untergrunddecke (4) beispielsweise aus Beton (Massivdecke) mit einer Dicke von (a) = 100 bis 250 mm, wobei darauf verwiesen wird, daß diese Maßangaben nur beispielhaft genannt sind und lediglich den Erfordernissen ausreichender Tragfähigkeit unterliegen.
  • In der Reihenfolge des weiteren Aufbaus wird die Betonschicht (4) ein- oder mehrlagig mit einer Trennschicht und/ oder Gleitschicht (3) (Bitumenpapier usw.) belegt, wodurch eine optimale Trennung der Gußasphaltschicht (2) von der Betonunterlage (4) erreicht wird. Hierdurch bedingt, kann der Gußasphalt (2) Längenausdehnungen folgen, ohne sich gegen den Unterbau, beispielsweise aus Beton, zu verspannen.
  • In den Gußasphalt (2) von (b) = 35 bis 60 mm, insbesondere 45 bis 55 mm Dicke, sind die Metallrohre (1), durch die das Kältemittel umgepumpt wird, eingebettet. Die Rohre (1) haben im allgemeinen einen äußeren Durchmesser von 15 bis 25 mm. Zu ihrer Abstützung können vorgefertigte Unterlagen (Unterstützungen) (12) aus Metall oder Kunststoff in Abständen von 150 bis 200 mm und einer Stärke von beispielsweise 8 bis 15 mm auf dem Trenn- bzw. Gleitmaterial (3) - oder auch direkt auf dem Untergrund (4) vorgesehen sein. Zweckmäßiger ist es jedoch, wie in Fig. 3 dargestellt, die Rohre auf einer Unterstützung aus Asphalt-Mastix zu verlegen.
  • Die Oberfläche der bituminösen Einbettmasse (Gußasphalt) (2), also diejenige Fläche, die nach Vereisung des aufgebrachten Wassers die eigentliche Eisfläche bildet, kann schließlich mit einer relativ dünnen Schicht (13) aus einem für den Rollschuhlauf, Eisstockschießen oder einer sonstigen Sportart geeigneten (Kunststoff-)Belagsmasse belegt sein. Ein derartiger Belag hat im allgemeinen eine Stärke von ca. 2,0 bis 3,0 mm.
  • Figur 2 zeigt einen etwas anders gestalteten Aufbau des Unterbaus für Kunsteisbahnen im Sinne der Erfindung. Hier wird auf die Trenn- oder Gleitschicht (3) verzichtet und der Gußasphalt (2), der die Kältemittelrohre (1) aufnimmt, ggf. unter Zwischenschaltung einer Schicht (6) aus Asphaltbeton (Deckschichten-Mischgut bei niedrigen Temparaturen einbaubar; nidrigviskoses Bindemittel) direkt auf einen Unterbau (7) aus Bitumenkies (Asphalttragschicht) mit Rundkorngemisch als Füller) aufgebracht und verklebt. Hierdurch wird erreicht, daß ggf.auftretende Spannungen im Gesamtpaket aus Gußasphalt (2), Asphaltbeton (6) und Bitumenkies (7) - aufbauend auf der weniger wichtigen Mineraltragschicht (9)- schnell abgebaut werden.
  • Dies ist von Bedeutung, weil Bitumenkies annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie Gußasphalt, so daß eine "thermoplastisch" erfolgende Verklebung - mit und ohne Asphaltbeton (6) - durch den gesamten Aufbau des Untergrunds für die Kunsteisbahn stattfindet.
  • Die Positionierung der bereits erwähnten Asphalt-Mastixstreifen als korrosionsverhindernde Unterlage - und Unterstützung - für die das Kältemittel führenden Rohre (1) zeigt Figur 3. Der Gesamtaufbau bleibt dabei unbeeinflußt. Die zweistufige Einbringung des Gußasphaltes (2,2a) erfolgt, nachdem die Mastixstreifen (15) verlegt (und verklebt) sind und die Rohre (1) auf diesen Streifen ihre vorgesehene Lage eingenommen haben. Die erste Gußasphaltschicht (2) wird bis zur Höhe des Durchmessers der Rohre (1) eingebracht, und sobald diese ihre feste Position in der Schicht (2) erreicht haben, folgt die Einbringung der zweiten Gußasphalt - schicht (2a). Dabei ist es naturgemäß möglich, daß die Gußasphalte für die Schichten (2) und (2a) unterschiedliche oder gleiche Zusammensetzung aufweisen. Auch kann einmal ein Gußasphalt mit Modifizierungsmittel und zum andern ein Gußasphalt ohne Modifizierungsmittel eingesetzt werden. Auch können beide Schichten (2, 2a) aus modifiziertem Gußasphalt bestehen.
  • Ergänzend zu den Ausführungen zum Gesamtumfang der Erfindung ist noch zu sagen, daß bei Zweistufen- (oder Mehrstufen) Aufbau des Gußasphalts (2, 2a) eine unterschiedliche Gußasphaltzusammensetzung insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn die Oberfläche des Gußasphaltes im eisfreien Zustand anderen Sportarten als Eislauf dienen soll. Derartige Variierungen liegen jedoch im Bereich des Ermessens des Durchschnittsfachmanns und gehören zum allgemeinen Erfindungsgedanken.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunsteisbahnaufbaus, bestehend aus dem mineralischen, statisch tragenden Untergrund und einer darauf angebrachten Materialschicht zur Einbettung der das umgepumpte Kältemittel führenden Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettmasse für die das Kältemittel führenden Rohre aus Gußasphalt besteht, dessen Bitumenanteil von Primärbitumen gebildet wird, das eine Penetration (100g, 5s, 25°C) von nicht weniger als 35 bis 50 mm-1, einen Erweichungspunkt Ring u. Kugel von max. 54 bis 59°C und einen Brechpunkt nach Fraaß von mindestens -6°C aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Mineraltrageschicht (5) zunächst eine Massivdecke (4) aus Beton aufgebracht wird, auf diese ein- oder mehrlagig eine Trenn- und/oder Gleitschicht (3) verlegt wird und auf dieser die Gußasphaltschicht (2) mit den darin eingebetteten, das Kältemittel führenden Rohren (1) ein- oder mehrstufig aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 3. dadurch gekennzeichnet, daß für den Aufbau des Gußasphalts (2) ein Bitumen verwendet wird, das eine Penetration über 50 mm-1, einen Erweichungspunkt Ring u. Kugel unter 540C und einen Brechpunkt nach Fraaß von unter -6°C, jedoch höchstens von -10°C aufweist und mit einem Copolymeren modifiziert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Modifizierungsmittel max. 4,0 Gew.-%, bezogen auf das Bitumen, beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Modifizierungsmittel ein Copolymerisat oder Blockcopolymerisat aus der Gruppe Polyolefin, Styrol-Dien-, Äthylen-Vinyl- und/oder Acrylester-Copolymerisat verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendet Gußasphalt folgenden Gesamtaufbau besitzt:
20 bis 34 Gew.-% Füllstoffe wie Kalkstein usw.,
35 bis 55 Gew.-% Splitt variabler Kornabstufung,
11 bis 45 Gew.-% Natur- und/oder Edelbrechsand,
6,1 - 8,9, insbes. 7,1 - 8,2 Gew.-% Bitumen (Primärbitumen) mit einer Penetration von nicht weniger als 35 bis 50 mm-1, einem Erweichungspunkt R.u.K. von max. 54 bis 590C und einem Brechpunkt nach Fraaß von mindestens -6°C.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen zwischen 0,6 und 2,6, insbes. zwischen 0,8 bis 1,4 Gew.-%, bezogen auf das Bitumen, Modifizierungsmittel enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kältemittel führenden Rohre (1) auf Abstandshaltern aus Asphalt-Mastix verlegt sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Mastix streifenförmig verlegt wird und die Streifen eine Dicke von 5 - 12 mm aufweisen.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gußasphalts (2) mit einer geeigneten Belagsmasse (13) für nicht eisabhängige Sportarten versehen ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußasphaltschicht in zwei Stufen verlegt wird, wobei zunächst auf den tragenden Untergrund (4) ggf. unter Zwischenlage einer Trenn- und/ oder Gleitschicht (3) die Mastixstreifen (15) aufgebracht, dann die Rohre (1) auf diesen Streifen parallel zu diesen verlegt, anschließend eine erste Gußasphaltschicht (2) bis etwa zur Rohrmitte eingefüllt und abschließend die zweite Gußasphaltschicht (2a) ausgebreitet wird.
12. Kunsteisbahnaufbau mit den Merkmalen der Ansprüche 1 - 11.
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