EP3130704B2 - Faserbewehrte rasentragschicht und verfahren zur aufbereitung deren - Google Patents
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- E01C2013/086—Combination of synthetic and natural grass
Definitions
- the invention relates to a base layer for turf which has reinforcing fibers made of plastic, these reinforcing fibers being essentially non-biodegradable under the environmental conditions when used as a base layer in the soil.
- the invention also relates to a method for preparing a base layer for lawns.
- Such a base layer is from the WO2012159145A1 known.
- Hybrid turf combines the benefits of a natural turf surface with the benefits of reinforcement using synthetic materials.
- a synthetic fiber-reinforced base layer is first applied to the existing subsoil.
- the synthetic fibers in this base layer have the task of improving the shear strength of the layer by networking with one another. Mechanical loads when doing sports are thus better absorbed and distributed than with a floor that is not reinforced with fibers.
- Natural grass is then laid on top of this base layer.
- the reinforcing fibers of the base layer can also run into the natural turf, which also gives the turf layer additional stability.
- Such a hybrid turf or its base layer also has a finite lifespan and must be renewed or replaced after a few years.
- the object of the present invention is therefore to simplify the disposal of used base layers of hybrid turf.
- a base layer having the features of claim 1 has reinforcing fibers made of a plastic material which is essentially not biodegradable under the environmental conditions when used as a base layer in the soil or otherwise under conditions during normal use of the hybrid turf (e.g.
- Reinforcement fibers have an activation threshold above which the reinforcement fibers are essentially completely biodegradable, the activation threshold being a temperature higher than 50°C and the reinforcement fibers consist of a material from the group of polyvinyl alcohols (PVA). n. This means that the reinforcing fibers do not change their properties during use in the base layer of a hybrid turf, or only to a very small extent.
- the reinforcement fibers of a base layer according to the invention have an activation threshold above which these fibers are essentially completely biodegradable and disappear from the base layer.
- This activation threshold can involve various physical effects. For example, a certain temperature can form this activation threshold. However, a specific humidity or concentration of water or other liquids in the vicinity of the reinforcement fibers can also form this activation threshold.
- other physical effects such as irradiation with radiation of a certain wavelength, for example UV radiation
- an activation threshold for the biodegradability of the reinforcing fibers of a base layer also belong to the invention.
- the biological degradation is initiated by the activation, in particular the molecules of the plastic are decomposed and then, under certain circumstances, further biological degradation or other decomposition or reshaping of the plastic takes place.
- the activation threshold is usually described by a chemical or physical parameter.
- the activation threshold can be formed by a combination of two or more physical and/or chemical effects.
- the activation threshold can consist of a combination of a specific temperature and a specific water content in the vicinity of the reinforcement fibers.
- the further decomposition of the fission products then takes place by other mechanisms.
- the further decomposition can take place, for example, by saprobionts. These are organisms that feed on dead material and break it down, reshape it and crush it.
- This decomposition can take place within the organisms, or by enzymes that the organisms release to the outside.
- Saprobionts are typical organisms in composting processes. Saprobionts in the form of thermophilic bacteria and fungi have proven to be particularly favorable for biological degradation of reinforcing fibers according to the invention. Such thermophilic creatures are particularly active at elevated temperatures, for example between 45 and 80 °C. However, complete biological degradation of the reinforcement fibers is not limited to degradation by thermophilic organisms. Other microorganisms are also suitable for this purpose, such as those found or used in composting. It is clear that biodegradation, as described, naturally also occurs when an activation threshold is exceeded, which is only defined by a temperature or only by another physical or chemical parameter.
- a base layer according to the invention thus offers the very advantageous combination of high-quality stabilization function when used in hybrid sports turf with significantly simplified and improved disposal after use in hybrid turf.
- an activation threshold for the reinforcement fibers which, if possible, is never reached when used in the base layer of a hybrid turf in use. This ensures that no biological degradation of the reinforcement fibers takes place during use in the hybrid turf.
- care is then taken to ensure that the activation threshold is deliberately and clearly exceeded, so that the then desired biological degradation of the reinforcement fibers can take place.
- the base layer no longer has any plastic content and can be disposed of or reused at will.
- the activation threshold is a temperature higher than 50°C, 55°C, 60°C, 65°C or 70°C.
- the activation threshold from which biological degradation of the reinforcement fibers takes place, is formed by a temperature which is higher than 50°C.
- This activation threshold can then be 55° C., for example.
- suitable plastics such as polylactides (PLA), which absorb water molecules to a significant extent from this temperature, which in turn leads to the decomposition and thus the biological degradation of the plastics.
- PLA polylactides
- the activation threshold can also be formed by higher temperatures.
- One way to reach or exceed the activation threshold is to place a used, degraded base course in a composting facility. In industrial composting plants, temperatures of more than 60 °C are often used, since germs are effectively killed above this temperature. The conditions in such a composting plant are therefore also ideal for the degradation of the reinforcement fibers in a base layer according to the invention.
- the temperature prevailing in the composting plant is well above the activation threshold for biological degradation of the reinforcement fibers and thus ensures safe and rapid degradation of the fibers.
- an activation threshold can also be formed by lower temperatures, for example in the range of 40° C. or 45° C.
- the activation threshold depends on the material from which the reinforcement fibers are made and the mechanisms or organisms intended to be used in the degradation or decomposition. Cleverly, such activation thresholds are useful in areas of application that are not reached with normal use as a base layer for a lawn.
- the reinforcement fibers when used as a base layer in the ground, are stable with respect to UV radiation or water, among other things.
- the reinforcement fibers are designed in such a way that they are stable with respect to the environmental conditions prevailing during their use in the base layer. This includes that the reinforcement fibers are stable against UV radiation, which is contained in sunlight. This is particularly beneficial when parts of the reinforcement fibers protrude from the ground. If the reinforcement fibers are completely housed or enclosed in the ground and thus normally no UV radiation hits the fibers, this property can be dispensed with and UV light can be used for activation, for example.
- This resistance to UV radiation can be achieved, for example, by using a UV-resistant, activatable plastic or by adding pigments or by coating them with a UV-absorbing coating in the case of less stable plastics. It is also possible to color the reinforcement fibers green in order to make them inconspicuous within the natural grass. Furthermore, the reinforcement fibers are designed in such a way that they are insensitive to water. As lawns need to be watered regularly to ensure good natural grass growth, the reinforcing fibers are designed in such a way that they do not absorb water under normal conditions of use in hybrid grass. This prevents inadvertent decomposition or swelling with the associated change in the mechanical properties of the fibers.
- the reinforcement fibers consist of a material from the group of polyvinyl alcohols (PVA).
- PVA polyvinyl alcohols
- the reinforcement fibers of the base layer are made of a material that is biologically degradable beyond the activation threshold. Therefore, various biocompatible plastics can be used as a material for the reinforcement fibers.
- the base layer also has quartz sand and/or natural sand and/or lava and/or topsoil and/or peat and/or natural cork in addition to the reinforcement fibers.
- the reinforcing fibers serve to strengthen and improve the shear strength of the base course. The higher this shear strength, the higher the possible intensity of use of the hybrid turf and the lower the maintenance effort and required regeneration time.
- the base layer contains various other materials that provide the other required properties of the base layer.
- the base layer must be well permeable to water to prevent the hybrid turf from being flooded in heavy rain. For this reason, drainage systems are often installed within the base layer to drain away water.
- the base layer has the task of ensuring that the hybrid turf remains flat, even with regular use.
- the base layer contains quartz sand and/or natural sand as the largest component. The proportion of these sands is usually 60 - 80 percent by volume. Grain sizes between 0.02 mm and 4 mm have proven to be particularly favorable.
- lava can be a component of the base course.
- Lava is usually added to the base course in a proportion of 0 - 18 percent by volume (volume %).
- An interval is specified for the proportion of lava, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit, for example: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 or 25% by volume.
- the following values, for example, apply as the lower limit: 0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 10 or 12% by volume.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- An interval is specified for the grain size of the lava, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit, for example: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5 or 6 mm.
- the following values apply as the lower limit: 0.02, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7, 0.85, 1, 1.3, 1.5, 1.7, 2, 2.5, 3 or 4mm.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- topsoil Another component of the base layer, in particular in a proportion of 5 - 20 percent by volume, is topsoil.
- An interval is specified for the proportion of topsoil, which is described by an upper and lower limit.
- an upper limit the following values are provided: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 or 30% by volume.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- Suitable topsoil for a base layer is defined in the DIN 18300 standard as soil class 1 as topsoil or topsoil and contains humus and soil organisms in addition to inorganic material. Flowing soil types, as classified as soil group 2 in the DIN 18915 standard, are also suitable.
- peat Another suitable component of the base layer is peat, ideally in a proportion of 3 - 11 percent by volume (volume %). Experience has shown that raised bog peat or fine white peat can be used.
- An interval is specified for the proportion of peat, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit, for example: 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12 or 13% by volume.
- the following values, for example, apply as the lower limit: 0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6 or 8% by volume.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- a base layer of natural cork in particular with a grain size between 0.5 mm and 20 mm, preferably between 3 mm and 7 mm, can be used.
- An interval is specified for the grain size of natural cork, which is described by an upper and lower limit.
- the following values for example, are provided as the upper limit: 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17 or 20 mm.
- the following values apply as the lower limit: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12 or 15 mm.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the proportion of natural cork can range from 0 - 13 percent by volume (volume %).
- An interval is specified for the proportion of natural cork, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit, for example: 2, 4, 6, 8, 10, 12 or 13% by volume.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the layer thickness of the base layer is between 30 mm and 300 mm, in particular between 60 mm and 200 mm.
- the base layer can be of different thicknesses depending on where it is used and the desired properties of the hybrid turf. Thicknesses between 60 mm and 200 mm have proven particularly favorable. Thicknesses between 30 mm and 300 mm are also well suited. In addition, however, thinner or thicker base layers are also covered by the invention.
- An interval is specified for the layer thickness, which is described by an upper and lower limit. The following values are provided as the upper limit, for example: 150 mm, 200 mm, 250 mm and 300 mm. For example, the following values apply as the lower limit: 30 mm, 45 mm, 75 mm, 60 mm and 90 mm. The disclosure of this application encompasses the set of all intervals that consists of all possible combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the proportion of reinforcement fibers in the base layer is between 0.1 and 4% by weight.
- the proportion of reinforcement fibers in the base layer is relevant to the shear strength of the base layer.
- a proportion of between 0.1 and 4% by weight of the reinforcement fibers in the base layer has proven to be particularly favorable for the shear strength.
- An interval is given for the proportion of reinforcement fibers, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as an upper limit, for example: 2, 4, 6, 8 or 10% by weight.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically correct combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the length of the reinforcement fibers is between 15 mm and 700 mm, in particular between 30 mm and 500 mm.
- the length of the reinforcement fibers also influences the shear strength achieved in the base layer.
- the way in which the fibers are introduced into the base course plays a role. If the fibers are mixed into the base layer before the hybrid turf is applied, other fiber lengths can be optimal than when the reinforcing fibers are added to an already laid lawn or a base layer that has already been laid. Particularly favorable results can be achieved with reinforcement fibers with a length between 30 mm and 500 mm. Good shear strength is also achieved in range between 15 mm and 700 mm achieved.
- An interval is specified for the length of the reinforcement fibers, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit, for example: 90 mm, 100 mm, 150 mm, 250 mm, 300 mm, 350 mm, 400 mm, 450 mm, 500 mm, 550 mm, 600 mm, 650 mm and 700 mm.
- the following values apply as the lower limit: 15 mm, 30 mm, 45 mm, 60 mm, 75 mm and 100 mm.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically meaningful combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the thickness of the reinforcement fibers is between 0.05 mm and 2 mm, in particular between 0.1 mm and 1 mm.
- the thickness of the reinforcement fibers also influences the mechanical strength of the base layer and thus of the hybrid turf. Particularly favorable results have been shown with a thickness of the reinforcement fibers between 0.1 mm and 1 mm. However, there are also very good results for the thickness of the reinforcement fibers in the range between 0.05 mm and 2 mm. In addition, larger or smaller thicknesses of the reinforcing fibers are also disclosed with the invention. An interval is given for the thickness of the reinforcement fibers, which is described by an upper and lower limit.
- the following values are provided as the upper limit: 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm and 3 mm.
- the following values apply as the lower limit: 0.05 mm, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.4 mm and 0.6 mm.
- the disclosure of this application includes the set of all intervals, which consists of all possible, technically meaningful combinations of the aforementioned upper and lower limits.
- the reinforcement fibers are distributed randomly in different directions within the base layer and that there is at least partial interlocking between the individual reinforcement fibers.
- the reinforcement fibers are present in a disordered manner within the base layer. This means that there is no preferred or conscious direction in which the fibers run.
- Between the individual fibers present in a disorderly distribution there is at least partial interlocking of the individual reinforcement fibers with one another. The fibers touch each other, hook into each other or are partially wrapped around each other. This creates an interaction between the individual fibers, which corresponds to a kind of cross-linking. This cross-linking or interlocking ensures the desired improvement in the shear strength of the base layer.
- the hybrid turf can be used much more intensively without excessive wear and requires shorter regeneration times.
- Such a disordered presence of the reinforcement fibers in the base layer can be produced, for example, by mixing the reinforcement fibers with the other components of the base layer before the base layer is applied to the ground.
- the base layer, mixed with reinforcement fibers in this way, is then applied to the floor of the sports facility and laid out as the top layer of the natural turf.
- the random reinforcement fibers in the base layer have proven to be particularly beneficial for stabilizing the root zone of natural grass.
- reinforcing fibers are subsequently introduced in a random direction into an already created turf structure.
- a combination of different arrangements of the reinforcement fibers within the base layer is also possible.
- random reinforcement fibers in the base layer can be used in combination with an ordered layer of fibers in order to create special properties of the hybrid turf.
- the reinforcement fibers are present in the base layer in the form of a net or fabric.
- reinforcement fibers are present in the support layer in an ordered form in the form of a net or fabric.
- Such an ordered shape provides a particularly good improvement in the shear strength of the base layer along the direction of the reinforcement fibers. It is possible here to arrange different net-like or fabric-like arrangements one on top of the other, with the direction of the fiber paths being slightly offset in each case. This in turn allows excellent shear strengths to be generated in different directions.
- Such net-like or fabric-like reinforcement fibers can be introduced into the base layer, for example, by first distributing a portion of the base layer on the ground, then placing the net-like reinforcement fibers on top and then adding more base layer material.
- the reinforcement fibers are designed, for example, as rolled goods or web goods and are rolled out on a base. This application of the base layer in layers can, of course, also be carried out with several layers of reinforcing fibers.
- the object of the invention is also achieved by a method for processing a base layer according to claim 7 according to one of the described embodiments, comprising the method steps: activation of the reinforcement fibers, in particular composting of the base layer.
- a used base layer of a hybrid turf is prepared with the aid of the method according to the invention.
- the activation threshold of the reinforcement fibers is exceeded, as a result of which the reinforcement fibers are then biodegradable.
- the reinforcement fibers which previously behaved stably when used in hybrid turf, are now completely broken down after activation, i.e. after exceeding the activation threshold, so that after a certain time they are no longer present in the base layer.
- Composting the used base layer has proven to be particularly favorable for activation or for exceeding the activation threshold. In the case of composting, in particular industrial composting, there are environmental conditions which can lead to the activation threshold being exceeded and thus to biological degradation of the reinforcement fibers in the base layer.
- the activation in particular composting, takes place at temperatures higher than 50°C.
- the reinforcement fibers are activated by temperatures higher than 50.degree. C., 55.degree. C., 60.degree. C., 65.degree. C. or 70.degree. These temperatures are reached particularly easily in the context of industrial composting, in which temperatures of this level or even higher are normal and common. Due to the fact that the activation temperatures in industrial composting plants are common, options for activating and thus breaking down the reinforcement fibers are easily and inexpensively accessible.
- the base layer is removed from the ground before activation/composting.
- the base layer is first removed from the floor of the sports facility and then fed to the activation or composting, where the degradation of the reinforcement fibers then takes place.
- the base layer is used as biomaterial/soil, in particular for the construction of a base layer according to one of the embodiments already described.
- the material of the used base layer is used for the construction of a new base layer after the reinforcement fibers have been broken down. This has the advantage that the materials of the old base layer are already mixed with each other in a favorable ratio and therefore little or no effort is required when mixing a new base layer. New reinforcement fibers can then be added to the new base course in the appropriate amount, shape and form, as required, depending on the desired shear strength.
- the processed material can also be used for other applications, for example in agriculture, horticulture or the like, since it is now free of plastics. Because the material is completely free of plastic residues, it can also be used in nature, for example to create biotopes or the like.
- a sports floor is to be understood here as the entirety of all layers that form the subsoil for practicing sports.
- a hybrid turf has proven to be particularly favorable as a sports floor.
- a sports surface formed by a hybrid turf contains artificial fibers in at least one of its layers and otherwise has a natural structure.
- the basis of the sports floor shown is a floor 4.
- a floor 4 is to be understood here as any subsoil that naturally predominates or already exists at the point where the sports floor is laid out shall be. This floor 4 is leveled before the construction of the sports floor and, if necessary, otherwise pretreated, for example compacted, so that it forms a good subsoil for the base layer 1 that follows.
- the base layer 1 is located, as in 1 can be seen on the ground 4.
- the turf 3 is normally formed by a natural turf. However, it would also be possible to produce the sports floor shown with a turf 3, with the turf 3 being formed by an artificial turf.
- Turf 3 is thus to be understood as meaning the area in which the blades of a natural or artificial turf protrude from the base layer 1 .
- the roots of a turf 3 formed by natural turf are located, at least for the most part, within the base layer 1. In the area of the turf 3, the athletes come into direct contact with the sports ground.
- Essential for the function of the shown sports floor and the base layer 1 are the reinforcement fibers 2, which are 1 illustrated embodiment of a base layer run substantially vertically.
- the ends of the reinforcement fibers 2 protrude from the base layer 1 upwards into or through the turf 3. This protrusion of the reinforcement fibers 2 into or through the turf 3 ensures additional reinforcement and thus more intensive usability of the turf 3.
- the reinforcement fibers 2 also provide reinforcement, which leads to improved shear strength of the entire sports floor.
- the reinforcement fibers 2 were subsequently implanted from above into the base layer 1 after the base layer 1 and the turf 3 had been applied to the ground 4 . This can be done by hand or with the aid of a device or machine. In the case shown, the reinforcement fibers 2 were picked up by a tool approximately in the middle of their length and then pushed through the turf 3 into the base layer 1 in a vertical direction.
- the reinforcement fibers 2 can also be introduced into the base layer 1 by other methods or with other aids in such a way that, as in the case shown, they run essentially in the vertical direction.
- FIG. 2 shows a three-dimensional, sectional view of a second embodiment of a base layer according to the invention in a sports floor.
- the construction of the sports floor, which in 2 shown consists of the same layers as shown in 1 have already been described.
- the reinforcement fibers 2 are in the 2 shown embodiment of the base layer 1 disordered and running in different directions. Due to the fact that the reinforcement fibers are disordered and run in spatial directions that change along the course of the fibres, the reinforcement fibers 2 interlock or interlock with one another Shear strength of the base layer 1 and thus the entire sports floor leads. Furthermore, randomly running reinforcement fibers 2 stabilize the root zone of the turf 3 and thereby ensure increased wear resistance of the sports floor.
- the ends of the reinforcement fibers 2 can protrude out of the base layer 1 and up into or through the lawn 3 .
- the reinforcement fibers 2 can be colored green so that they can hardly be distinguished from the appearance of the natural blades of grass.
- the insertion of the reinforcement fibers in the in 2 The illustrated embodiment of a base layer is advantageously carried out before the base layer 1 is applied.
- the reinforcement fibers 2 can be evenly mixed with the other materials of the base layer 1 before the sports floor is constructed.
- the reinforcement fibers 2 can also be introduced into the base layer 1 after the turf 3 has been applied.
- a base layer can also be combined with one another, so that both disordered and ordered introduced reinforcement fibers 2 are present in a base layer 1.
- the layer structure is identical to 1 and 2 .
- the reinforcement fibers 2 are in the form of a type of fabric or mesh. This means that the fibers are regularly arranged in a certain way. In the case shown, the fibers run essentially horizontally and either parallel to one another or they form a 90° angle to one another. This arrangement of the reinforcement fibers ensures particularly good strengthening of the base layer in the direction of the reinforcement fibers 2.
- the strength of the base layer 1 is particularly high in these directions, but lower in other directions. Therefore, several fabrics or meshes made of reinforcement fibers can also be used 2, which are twisted relative to each other with respect to the fiber direction, are introduced into the base layer 1. So that the base layer 1 is strengthened in other directions.
- the introduction of a net or fabric made of reinforcement fibers 2 can take place particularly favorably during the application of the base layer 1 to the floor 4 . It is also possible parallel to that 3 shown a net or fabric made of reinforcement fibers 2 to provide further such nets or fabrics, one of which can also be provided at the border between the base layer 1 and the lawn 3 .
- a net or fabric made of reinforcement fibers 2 directly at the border to the turf 3 strengthens the root zone of the turf 3, which in turn increases the wear resistance of the sports floor. Also the in 3
- the illustrated embodiment of a base layer 1 can be combined with one or both of the embodiments shown in 1 and 2 shown are used in combination.
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Tragschicht für Rasen, welche Bewehrungsfasern aus Kunststoff aufweist, wobei diese Bewehrungsfasern unter den Umgebungsbedingungen beim Einsatz als Tragschicht im Boden im Wesentlichen nicht biologisch abbaubar sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Aufbereitung einer Tragschicht für Rasen. Eine solche Tragschicht ist aus der
WO2012159145A1 bekannt. In der Forschung hat man sich darüber hinaus mit bioabbaubaren Bewehrungen für Rasentragschichten beschäftigt, bei denen Fasern auf Basis von PLA (Polylactid) verwendet werden (IGF-Forschungsprojekt AIF 15494 BG, Fraunhofer UMSICHT, FITR e.V. zum Thema "Faserbewehrte Boden - Faserbewehrung von feinkörnigen Recyclingmaterialien und Aushubböden für eine Verwertung im Erd- und Tiefbau"). - Viele beliebte Sportarten, wie Fußball, Hockey oder Reitsport werden bevorzugt auf Rasenflächen betrieben. Bei intensiver Nutzung von natürlichen Rasenflächen für derartige Sportarten kommt es schnell zu einem Verschleiß der Rasenflächen. Dieser Verschleiß kann soweit gehen, dass die Rasenflächen nicht mehr für sportliche Aktivitäten genutzt werden können. Es werden dann längere Pflege- und Regenerationsphasen für die Rasenflächen benötigt, während deren dort kein Sport betrieben werden kann. Längere Ausfallzeiten, bedingt durch den Verschleiß des Rasens, sind für Betreiber von Sportflächen allerdings unerwünscht.
- Ein Ansatz dieser Problematik zu begegnen, ist die Verwendung von Kunstrasen, welcher aus synthetischen Stoffen aufgebaut ist und somit weniger schnell verschleißt. Allerdings entspricht auch moderner Kunstrasen in seinem Verhalten bei der Ausführung der meisten Sportarten nicht dem Verhalten eines natürlichen Rasens. Somit ist Kunstrasen in vielen Fällen unbeliebt bei den Sportlern.
- Eine andere Alternative zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Rasenflächen ist der Einsatz von Hybridrasen. Bei Hybridrasen werden die Vorteile einer natürlichen Rasenfläche mit den Vorteilen einer Verstärkung durch synthetische Stoffe verknüpft. Bei solchen Hybridrasen wird auf dem vorhandenen Unterboden zunächst eine kunstfaserverstärkte Tragschicht aufgebracht. Die Kunstfasern in dieser Tragschicht haben die Aufgabe, die Scherfestigkeit der Schicht durch eine Vernetzung untereinander zu verbessern. Mechanische Belastungen bei der Ausführung der Sportarten werden somit besser abgefangen und verteilt als bei einem Boden, der nicht mit Fasern verstärkt ist. Auf dieser Tragschicht wird dann Naturrasen angelegt. Dabei können die Verstärkungsfasern der Tragschicht auch bis in den Naturrasen hinein verlaufen, was auch der Rasenschicht zusätzliche Stabilität verschafft. Auch ein derartiger Hybridrasen bzw. dessen Tragschicht hat eine endliche Lebensdauer und muss nach einigen Jahren erneuert oder ausgetauscht werden.
- Bei der Entsorgung gebrauchter Hybridrasen stellt sich dann das Problem, dass die Kunstfasern untrennbar mit den mineralischen und organischen Bestandteilen von Rasen und Tragschicht vermischt sind. Daher fallen jährlich große Mengen an abgetragenem Material bei der Erneuerung von Hybridrasenflächen an, welche neben natürlichem Material auch einen großen Anteil an Kunststoffen enthalten. Derartiges, kunstoffhaltiges Material kann nicht in der Natur ausgebracht werden und muss daher umständlich und kostenaufwändig deponiert oder entsorgt werden.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Entsorgung gebrauchter Tragschichten von Hybridrasen zu vereinfachen.
- Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Tragschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Tragschicht weist Bewehrungsfasern aus einem Kunststoff auf, der unter den Umgebungsbedingungen beim Einsatz als Tragschicht im Boden im Wesentlichen nicht biologisch abbaubar ist oder auf andere Weise unter Bedingungen bei normalem Gebrauch des Hybridrasens (zum Beispiel Temperaturen, Feuchtigkeit/Wassergehalt, Strahlung, insbesondere UV-Strahlung) zersetzt wird, wobei die Bewehrungsfasern innerhalb der Tragschicht in unterschiedlichen Richtungen, ungeordnet verteilt vorliegen und zumindest teilweise eine Verzahnung zwischen den einzelnen Bewehrungsfasern besteht, wobei der Anteil der Bewehungsfasern an der Tragschicht zwischen 0,1 und 4 Gewichts-% beträgt und diese Bewehrungsfasern eine Aktivierungsschwelle aufweisen, oberhalb welcher die Bewehrungsfasern im Wesentlichen komplett biologisch abbaubar sind, wobei die Aktivierungsschwelle eine Temperatur höher als 50°C ist und wobei die Bewehrungsfasern aus einem Werkstoff der Gruppe Polyvinylalkohole (PVA) bestehen. Das bedeutet, dass die Bewehrungsfasern ihre Eigenschaften während des Einsatzes in der Tragschicht eines Hybridrasens nicht oder nur in sehr geringem Maße verändern. Somit ist sichergestellt, dass diese Bewehrungsfasern ihre Aufgabe der mechanischen Stützung und Festigung der Tragschicht über einen Zeitraum von mehreren Jahren zuverlässig erfüllen, da ihre mechanischen Eigenschaften im Wesentlichen konstant bleiben. Die Bewehrungsfasern einer erfindungsgemäßen Tragschicht weisen eine Aktivierungsschwelle auf, ab der diese Fasern dann im Wesentlichen insbesondere komplett biologisch abbaubar sind und aus der Tragschicht verschwinden. Bei dieser Aktivierungsschwelle, ab der eine Abbaubarkeit der Bewehrungsfasern gegeben ist, kann es sich um verschiedene physikalische Effekte handeln. So kann beispielsweise eine bestimmte Temperatur diese Aktivierungsschwelle bilden. Weiterhin kann aber auch eine bestimmte Luftfeuchtigkeit bzw. Konzentration von Wasser oder anderen Flüssigkeiten in der Umgebung der Bewehrungsfasern diese Aktivierungsschwelle bilden. Darüber hinaus sind auch andere physikalische Effekte (wie zum Beispiel Bestrahlen mit einer Strahlung gewisser Wellenlänge, beispielsweise UV-Strahlung) als Aktivierungsschwelle für die biologische Abbaubarkeit der Bewehrungsfasern einer Tragschicht mit zur Erfindung gehörend.
- Durch die Aktivierung wird der biologische Abbau eingeleitet, insbesondere erfolgt ein Zersetzen der Moleküle des Kunststoffes und anschließend unter Umständen der weitere biologische Abbau oder sonstiges Zersetzen oder Umformen des Kunststoffes. Üblicherweise wird die Aktivierungsschwelle von einem chemischen oder physikalischen Parameter beschrieben.
- Weiterhin ist es möglich, dass die Aktivierungsschwelle von einer Kombination aus zwei oder mehreren physikalischen und/oder chemischen Effekten gebildet wird. So kann die Akteivierungsschwelle beispielsweise aus einer Kombination einer bestimmten Temperatur mit einem bestimmten Wassergehalt in der Umgebung der Bewehrungsfasern bestehen. Das Überschreiten einer derartigen kombinierten Aktivierungsschwelle, gebildet aus einer Temperatur und einem Wassergehalt, führt dann zunächst zu einer Aufnahme von Wasser in die Bewehrungsfasern. Diese Wasseraufnahme verursacht eine Spaltung der Moleküle des Kunststoffes, aus dem die Bewehrungsfasern bestehen. Die weitere Zersetzung der Spaltprodukte erfolgt dann wiederum durch andere Mechanismen. Die weitere Zersetzung kann dabei beispielsweise durch Saprobionten erfolgen. Dabei handelt es sich um Organismen, die sich von totem Material ernähren und dieses aufspalten, umformen und zerkleinern.
- Diese Zersetzung kann dabei innerhalb der Organismen erfolgen, oder aber durch Enzyme, die die Organismen nach außen abgeben. Saprobionten sind typische Organismen in Kompostierungsprozessen. Als besonders günstig für einen biologischen Abbau von erfindungsgemäßen Bewehrungsfasern haben sich Saprobionten in Form von thermophilen Bakterien und Pilzen herausgestellt. Derartige thermophile Lebewesen sind bei erhöhten Temperaturen, beispielweise zwischen 45 und 80 °C besonders aktiv. Ein kompletter biologischer Abbau der Bewehrungsfasern ist aber nicht auf einen Abbau durch thermophile Lebewesen beschränkt. Es eigenen sich hierfür auch andere Mikroorganismen, wie man sie z.B. bei der Kompostierung vorfindet oder einsetzt. Es ist klar, dass ein biologischer Abbau, wie beschrieben, natürlich auch durch die Überschreitung einer Aktivierungsschwelle, die nur durch eine Temperatur oder nur einen anderen physikalischen oder chemischen Parameter definiert ist, erfolgt.
- Letztendlich bleibt nach dem biologischen Abbau nur organisches und mineralisches Material, welches bedenkenlos in der Natur ausgebracht oder verteilt werden kann, zurück. Eine erfindungsgemäße Tragschicht bietet somit die sehr vorteilhafte Kombination aus qualitativ hochwertiger Stabilisierungsfunktion beim Einsatz in Hybridsportrasen mit einer deutlich vereinfachten und verbesserten Entsorgung nach ihrem Einsatz im Hybridrasen.
- Besonders vorteilhaft ist dabei die Auswahl bzw. Einstellung einer Aktivierungsschwelle der Bewehrungsfasern, die beim Einsatz in der Tragschicht eines im Einsatz befindlichen Hybridrasens möglichst nie erreicht wird. Somit ist sichergestellt, dass während des Einsatzes im Hybridrasen keinerlei biologischer Abbau der Bewehrungsfasern stattfindet. Bei der Entsorgung einer gebrauchten Tragschicht wird dann dafür gesorgt, dass die Aktivierungsschwelle bewusst und deutlich überschritten wird, so dass der dann gewünschte biologische Abbau der Bewehrungsfasern stattfinden kann. Nach einer gewissen Zeit unter Bedingungen jenseits der Aktivierungsschwelle weist die Tragschicht dann keinerlei Kunststoffanteil mehr auf und kann nach Belieben entsorgt oder wiederverwendet werden.
- Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die Aktivierungsschwelle eine Temperatur höher als 50° C, 55° C, 60°C, 65°C oder 70°C ist. Erfindungsgemäß wird die Aktivierungsschwelle, ab der ein biologischer Abbau der Bewehrungsfasern erfolgt, von einer Temperatur gebildet, welche höher als 50 °C ist. Diese Aktivierungsschwelle kann dann beispielsweise bei 55 °C liegen. Es gibt geeignete Kunststoffe, wie beispielsweise Polylactide (PLA) die ab dieser Temperatur in nennenswertem Umfang Wassermoleküle aufnehmen, welche dann wiederum für die Zersetzung und damit den biologischen Abbau der Kunststoffe führen. Neben einer Überschreitung der hier von einer Temperatur gebildeten Aktivierungsschwelle sollte darüber hinaus dafür gesorgt werden, dass eine ausreichende Menge an Wasser vorhanden ist, um einen guten biologischen Abbau der Bewehrungsfasern zu erzielen. Es ist selbstverständlich möglich verschiedene Kunststoffe als Werkstoff für die Bewehrungsfasern einzusetzen, wobei die Aktivierungsschwelle auch durch höhere Temperaturen gebildet werden kann. Eine Möglichkeit zum Erreichen oder Überschreiten der Aktivierungsschwelle ist das Einbringen einer gebrauchten, abgetragenen Tragschicht in eine Kompostierungsanlage. In industriellen Kompostierungsanlagen werden oft Temperaturen von höher als 60 °C angewandt, da ab dieser Temperatur Keime wirkungsvoll abgetötet werden. Die Bedingungen in einer solchen Kompostierungsanlage sind somit ideal auch für den Abbau der Bewehrungsfasern in einer erfindungsgemäßen Tragschicht. Die in der Kompostierungsanlage vorherrschende Temperatur liegt deutlich jenseits der Aktivierungsschwelle zum biologischen Abbau der Bewehrungsfasern und gewährleistet somit einen sicheren und schnellen Abbau der Fasern. Darüber hinaus kann eine Aktivierungsschwelle in einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel auch durch niedrigere Temperaturen, beispielsweise im bereich von 40° C oder 45°C gebildet werden. Die Aktivierungsschwelle ist abhängig vom Material, aus dem die Bewehrungsfasern bestehen sowie den Mechanismen oder Organismen, die beim Abbau oder der Zersetzung verwendet werden sollen. Geschickterweise bieten sich solche Aktivierungsschwellen in Einsatzbereichen an, die bei normalem Gebrauch als Tragschicht für einen Rasen nicht erreicht werden.
- Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass die Bewehrungsfasern beim Einsatz als Tragschicht im Boden unter anderem stabil gegenüber UV-Strahlung oder Wasser sind. In dieser Ausführungsform sind die Bewehrungsfasern so ausgeführt, dass sie stabil gegenüber den, während ihres Einsatzes in der Tragschicht vorherrschenden Umgebungsbedingungen sind. Dazu gehört, dass die Bewehrungsfasern stabil gegenüber UV-Strahlung sind, welche im Sonnenlicht enthalten ist. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn Teile der Bewehrungsfasern aus dem Boden herausstehen. Falls die Bewehrungsfasern vollständig im Boden eingehaust oder umschlossen sind und so im Normalfall keine UV-Strahlung auf die Fasern trifft, kann auf diese Eigenschaft verzichtet werden und UV-Licht zum Beispiel zur Aktivierung verwendet werden. Diese Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung kann beispielsweise durch eine Verwendung eines UVbeständigen, aktivierbaren Kunststoffes erzielt werden oder durch die Beimengungen von Pigmenten oder durch die Beschichtung mit einer UV-absorbierenden Beschichtung bei weniger stabilen Kunststoffen erfolgen. Es ist dabei auch möglich, die Bewehrungsfasern grün einzufärben, um sie als innerhalb des Naturrasens unauffällig zu gestalten. Weiterhin sind die Bewehrungsfasern so gestaltet, dass sie unempfindlich gegenüber Wasser sind. Da Rasenflächen regelmäßig bewässert werden müssen, um ein gutes Wachstum des Naturrasens zu erzielen, sind die Bewehrungsfasern so ausgeführt, dass sie unter normalen Einsatzbedingungen im Hybridrasen kein Wasser aufnehmen. Eine ungewandte Zersetzung oder eine Quellung mit damit verbundener Veränderung der mechanischen Eigenschaften der Fasern wird somit verhindert.
- Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Bewehrungsfasern aus einem Werkstoff der Gruppe Polyvinylalkohole (PVA) bestehen. Die Bewehrungsfasern der Tragschicht werden aus einem Werkstoff gebildet, der jenseits der Aktivierungsschwelle biologisch abbaubar ist. Daher bieten sich als Werkstoff für die Bewehrungsfasern verschiedene biokompatible Kunststoffe an.
- Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Tragschicht neben den Bewehrungsfasern auch Quarzsand und/oder Natursand und/oder Lava und/oder Oberboden und/oder Torf und/oder Naturkork aufweist. Die Bewehrungsfasern dienen der Verfestigung und der Verbesserung der Scherfestigkeit der Tragschicht. Je höher diese Scherfestigkeit ist, desto höher ist die mögliche Nutzungsintensität des Hybridrasens und desto niedriger sind Pflegeaufwand und benötigte Regenerationszeit.
- Neben dem Bewehrungsfasern enthält die Tragschicht diverse weitere Materialien, die für die anderen benötigten Eigenschaften der Tragschicht sorgen. So muss die Tragschicht beispielsweise gut durchlässig für Wasser sein, um eine Überflutung des Hybridrasens bei starkem Regen zu vermeiden. Innerhalb der Tragschicht werden deshalb oft Drainagesysteme zur Abführung von Wasser verlegt. Weiterhin hat die Tragschicht die Aufgabe, für eine bleibende Ebenheit des Hybridrasens, auch bei regelmäßiger Belastung zu sorgen. In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung enthält die Tragschicht als größten Bestandteil Quarzsand und/oder Natursand. Der Anteil dieser Sande beträgt dabei üblicherweise 60 - 80 Volumenprozent. Als besonders günstig haben sich dabei Korngrößen zwischen 0,02 mm und 4 mm herausgestellt.
- Weiterhin kann Lava ein Bestandteil der Tragschicht sein. Üblicherweise wird Lava im Anteil von 0 - 18 Volumenprozent (Volumen-%) der Tragschicht beigemengt.
- Für den Anteil des Lavas wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 oder 25 Volumen-%. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,5, 1, 1,5, 2, 4, 6, 8, 10 oder 12 Volumen-%. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Auch hier haben sich Korngrößen des Lavas zwischen 0,02 mm und 4 mm als besonders günstig herausgestellt.
- Für die Korngröße des Lavas wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 5 oder 6mm. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,02, 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,7, 0,85, 1, 1,3, 1,5, 1,7, 2, 2,5, 3 oder 4 mm . Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Weiterer Bestandteil der Tragschicht, insbesondere zu einem Anteil von 5 - 20 Volumenprozent, ist Oberboden.
- Für den Anteil des Oberbodens wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 oder 30 Volumen-%. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,5, 1, 1,5, 2, 4, 6, 8, 10 oder 12 Volumen-%. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Geeigneter Oberboden für eine Tragschicht ist in der Norm DIN 18300 als Bodenklasse 1 als Oberboden bzw. Mutterboden definiert und enthält neben anorganischem Material auch Humus und Bodenlebewesen. Ebenfalls geeignet sind fließende Bodenarten, wie sie in der Norm DIN 18915 als Bodengruppe 2 klassifiziert sind.
- Als weiterer geeigneter Bestandteil der Tragschicht hat sich Torf, idealerweise zu einem Anteil von 3 - 11 Volumenprozent (Volumen-%) ergeben. Erfahrungsgemäß gut einsetzbar ist dabei Hochmoortorf oder Weißfeintorf.
- Für den Anteil des Torfs wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12 oder 13 Volumen-%. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,5, 1, 1,5, 2, 4, 6 oder 8 Volumen-%. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Weiterhin kann eine Tragschicht Naturkork, insbesondere in einer Korngröße zwischen 0,5 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 7 mm eingesetzt werden.
- Für die Korngröße des Naturkorks wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17 oder 20 mm. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12 oder 15 mm. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Je nach gewünschten Eigenschaften des Hybridrasens kann der Anteil des Naturkorks im Bereich von 0 - 13 Volumenprozent (Volumen-%) liegen.
- Für den Anteil des Naturkorks wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 2, 4, 6, 8, 10, 12 oder 13 Volumen-%. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,5, 1, 1,5, 2, 4 oder 6 Volumen-%. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Die hier aufgeführten Bestandteile einer Tragschicht haben sich in der Praxis als besonders günstig herausgestellt. Selbstverständlich können aber auch andere und weitere Bestandteile in der Tragschicht enthalten sein. Darüber hinaus sind auch andere Korngrößen oder Volumenanteile als die genannten Größen oder Anteile der Bestandteile in einer Tragschicht mit zur Erfindung gehörend und offenbart.
- Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass die Schichtdicke der Tragschicht zwischen 30 mm und 300 mm liegt, insbesondere zwischen 60 mm und 200 mm. Die Tragschicht kann je nach Einsatzort und gewünschten Eigenschaften des Hybridrasens unterschiedlich dick gestaltet sein. Als besonders günstig haben sich dabei Dicken zwischen 60 mm und 200 mm herausgestellt. Gut geeignet sind weiterhin Dicken zwischen 30 mm und 300 mm. Darüber hinaus sind allerdings auch dünnere oder dickere Tragschicht mit von der Erfindung erfasst. Für die Schichtdicke wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 150 mm, 200 mm, 250 mm und 300 mm. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 30 mm, 45 mm, 75 mm, 60 mm und 90 mm. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Anteil der Bewehrungsfasern an der Tragschicht zwischen 0,1 und 4 Gewichts-% beträgt. Der Anteil der Bewehrungsfasern in der Tragschicht ist relevant für die erzielte Scherfestigkeit der Tragschicht. Besonders günstig für die Scherfestigkeit hat sich dabei ein Anteil zwischen 0,1 und 4 Gewichts-% der Bewehrungsfasern an der Tragschicht herausgestellt.
- Für den Anteil der Bewehrungsfasern wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 2, 4, 6, 8 oder 10 Gewichts-%. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,05, 0,1, 0,5, 1, 1,5, 2 und 4 Gewichts-%. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle mögliche, technisch richtigen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Länge der Bewehrungsfasern zwischen 15 mm und 700 mm, insbesondere zwischen 30 mm und 500 mm beträgt. Auch die Länge der Bewehrungsfasern hat Einfluss auf die erzielte Scherfestigkeit der Tragschicht. Bei der Auswahl einer Länge für die Bewehrungsfasern spielt es eine Rolle, auf welche Art die Fasern in die Tragschicht eingebracht werden. Werden die Fasern vor der Aufbringung des Hybridrasens der Tragschicht untergemischt können andere Faserlängen optimal sein als bei nachträglicher Einbringung der Bewehrungsfasern in einen bereits verlegten Rasen bzw. eine bereits verlegte Tragschicht. Besonders günstige Ergebnisse lassen sich mit Bewehrungsfasern mit einer Länge zwischen 30 mm und 500 mm erzielen. Eine gute Scherfestigkeit wird auch im Bereich zwischen 15 mm und 700 mm erzielt. Darüber hinaus sind allerdings auch größere oder kleinere Längen der Bewehrungsfasern mit zur Erfindung gehörend. Für die Länge der Bewehrungsfasern wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 90mm, 100 mm, 150 mm, 250 mm, 300 mm, 350 mm, 400 mm, 450 mm, 500 mm, 550 mm, 600 mm, 650 mm und 700 mm. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 15 mm, 30 mm, 45 mm, 60 mm, 75 mm und 100 mm. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle möglichen, technisch sinnvollen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass die Dicke der Bewehrungsfasern zwischen 0,05 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 1 mm beträgt. Auch die Dicke der Bewehrungsfasern hat Einfluss auf die mechanische Festigkeit der Tragschicht und damit des Hybridrasens. Besonders günstige Ergebnisse haben sich bei einer Dicke der Bewehrungsfasern zwischen 0,1 mm und 1 mm gezeigt. Allerdings zeigen sich auch im Bereich zwischen 0,05 mm und 2 mm für die Dicke der Bewehrungsfasern sehr gute Ergebnisse. Darüber hinaus sind auch größere oder kleinere Dicken der Bewehrungsfasern mit der Erfindung offenbart. Für die Dicke der Bewehrungsfasern wird ein Intervall angegeben, das durch eine obere und untere Grenze beschrieben ist. Als Obergrenze sind zum Beispiel dabei folgende Werte vorgesehen: 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 2,5 mm und 3 mm. Als Untergrenze gelten zum Beispiel folgende Werte: 0,05 mm, 0,1 mm, 0,2 mm, 0,4 mm und 0,6 mm. Die Offenbarung dieser Anmeldung umfasst die Menge von allen Intervallen, die durch alle möglichen, technisch sinnvollen Kombinationen der vorgenannten Ober- und Untergrenzen besteht.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bewehrungsfasern innerhalb der Tragschicht in unterschiedlichen Richtungen, ungeordnet verteilt vorliegen und zumindest teilweise eine Verzahnung zwischen den einzelnen Bewehrungsfasern besteht. In dieser Ausführungsform der Erfindung liegen die Bewehrungsfasern innerhalb der Tragschicht ungeordnet vor. Das bedeutet, dass es keine bevorzugte oder bewusst eingestellte Richtung gibt, in der die Fasern verlaufen. Zwischen den einzelnen ungeordnet verteilt vorliegenden Fasern kommt es dabei zumindest teilweise zu einer Verzahnung der einzelnen Bewehrungsfasern untereinander. Die Fasern berühren sich gegenseitig, haken ineinander ein oder sind teilweise umeinander gewickelt. Dadurch entsteht eine Interaktion zwischen den einzelnen Fasern, welche eine Art Vernetzung entspricht. Diese Vernetzung oder Verzahnung sorgt für die gewünschte Verbesserung der Scherfestigkeit der Tragschicht. Durch die verbesserte Scherfestigkeit wiederum kann der Hybridrasen deutlich intensiver genutzt werden ohne stark zu verschleißen und benötigt dabei geringere Regenerationszeiten. Ein derartiges ungeordnetes Vorliegen der Bewehrungsfasern in der Tragschicht kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass die Bewehrungsfasern vor der Aufbringung der Tragschicht auf dem Boden mit den anderen Bestandteilen der Tragschicht vermischt werden. Die so mit Bewehrungsfasern vermischte Tragschicht wird anschließend auf dem Boden der Sportstätte aufgebracht und als oberste Schicht der Naturrasen angelegt. Die ungeordnet vorliegenden Bewehrungsfasern in der Tragschicht haben sich als besonders günstig zur Stabilisierung der Wurzelzone des Naturrasens herausgestellt. Selbstverständlich ist es auch zur Erfindung gehörend, dass Bewehrungsfasern in einen bereits angelegten Rasenaufbau nachträglich in ungeordneter Richtung eingebracht werden.
- Ebenfalls möglich ist eine Kombination aus verschiedenen Anordnungen der Bewehrungsfasern innerhalb der Tragschicht. So können beispielsweise ungeordnet in der Tragschicht vorliegenden Bewehrungsfasern mit einer geordnet vorliegenden Lage an Fasern in Kombination eingesetzt werden um spezielle Eigenschaften des Hybridrasens zu erzeugen. Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die Bewehrungsfasern netzartig oder gewebeartig in der Tragschicht vorliegen. In dieser Ausführungsform liegen Bewehrungsfasern in geordneter Form netzartig oder gewebeartig in der Tragschicht vor. Eine derartige geordnete Form sorgt für eine besonders gute Verbesserung der Scherfestigkeit der Tragschicht entlang der Richtung der Bewehrungsfasern. Es ist hier möglich verschiedene netzartige oder gewebeartige Anordnungen übereinander anzuordnen, wobei die Richtung der Faserverläufe jeweils leicht zueinander versetzt ist. Dadurch lassen sich wiederum exzellente Scherfestigkeiten in verschiedene Richtungen erzeugen. Derartige netzartig oder gewebeartig ausgeführte Bewehrungsfasern können beispielsweise dadurch in die Tragschicht eingebracht werden, dass zunächst ein Anteil der Tragschicht auf dem Boden verteilt wird, dann die netzartig ausgebildeten Bewehrungsfasern aufgelegt werden und anschließend weiteres Tragschichtmaterial aufgefüllt wird. Die Bewehrungsfasern sind zum Beispiel als Rollenware oder Bahnware ausgebildet und werden auf einer Unterlage ausgerollt. Dieses schichtweise Ausbringen der Tragschicht kann selbstverständlich auch mit mehreren Schichten an Bewehrungsfasern erfolgen.
- Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch Verfahren zur entsprechend Anspruch 7 Aufbereitung einer Tragschicht nach einer der beschriebenen Ausführungsformen umfassend die Verfahrensschritte: Aktivierung der Bewehrungsfasern, insbesondere Kompostierung der Tragschicht. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine gebrauchte Tragschicht eines Hybridrasens aufbereitet. Dabei wird die Aktivierungsschwelle der Bewehrungsfasern überschritten, wodurch dann eine biologische Abbaubarkeit der Bewehrungsfasern gegeben ist. Die sich vorher beim Einsatz im Hybridrasens stabil verhaltenden Bewehrungsfasern werden nun nach Aktivierung, also nach Überschreitung der Aktivierungsschwelle, komplett abgebaut, so dass sie nach einer gewissen Zeit nicht mehr in der Tragschicht vorhanden sind. Als besonders günstig zur Aktivierung bzw. zur Überschreitung der Aktivierungsschwelle hat sich eine Kompostierung der gebrauchten Tragschicht herausgestellt. Bei einer, insbesondere industriellen Kompostierung liegen Umgebungsbedingungen vor, die zur Überschreitung der Aktivierungsschwelle und somit zum biologischen Abbau der Bewehrungsfasern in der Tragschicht führen können.
- Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die Aktivierung, insbesondere Kompostierung mit Temperaturen höher als 50° C erfolgt. In dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aktivierung der Bewehrungsfasern durch Temperaturen von höher als 50 °C, 55 °C, 60 °C, 65 °C oder 70 °C. Diese Temperaturen werden besonders einfach im Rahmen einer industriellen Kompostierung erreicht, bei der Temperaturen in dieser Höhe oder auch darüber üblich und gängig sind. Aufgrund dieser Gängigkeit der Aktivierungstemperaturen bei industriellen Kompostierungsanlagen, sind Möglichkeiten zur Aktivierung und somit zum Abbau der Bewehrungsfasern einfach und kostengünstig zugänglich.
- Des Weiteren ist vorgesehen, dass vor der Aktivierung/Kompostierung die Tragschicht vom Boden abgetragen wird. In dieser Ausführungsform des Verfahrens wird die Tragschicht zunächst vom Boden der Sportstätte abgetragen und anschließend der Aktivierung oder Kompostierung zugeführt, wo dann der Abbau der Bewehrungsfasern stattfindet. Dies hat den Vorteil, dass die entfernte Tragschicht sofort durch eine neue Tragschicht zum Aufbau eines neuen Hybridrasens ersetzt werden kann und dadurch keine Ausfallzeiten in den Sportstätten entstehen.
- Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass nach der Aktivierung/Kompostierung die Tragschicht als Biomaterial/Erde, insbesondere für den Bau einer Tragschicht nach einer der bereits beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird. In dieser Ausführungsform des Verfahrens wird das Material der gebrauchten Tragschicht nach dem Abbau der Bewehrungsfasern für den Aufbau einer neuen Tragschicht eingesetzt. Dies hat den Vorteil dass die Materialien der alten Tragschicht bereits in einem günstigen Verhältnis untereinander gemischt sind und somit wenig bis keinen Aufwand bei der Anmischung einen neuen Tragschicht entsteht. Neue Bewehrungsfasern können dann je nach erwünschter Scherfestigkeit der neuen Tragschicht in der entsprechenden Menge Form und Gestalt ganz nach Bedarf zugegeben werden. Neben der Verwendung des Materials der gebrauchten Tragschicht nach dem vollständigen Abbau der Bewehrungsfasern für neue Tragschicht kann das aufbereitete Material aber auch für andere Anwendungen, beispielsweise in der Landwirtschaft, im Gartenbau oder Ähnlichem eingesetzt werden, da es nunmehr frei von Kunststoffen ist. Aufgrund der vollkommenen Freiheit des Materials von Kunststoffresten kann es auch in der Natur verwendet werden wie beispielsweise zum Anlegen von Biotopen oder Ähnlichem.
- In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
- In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Tragschicht in einem Sportboden, -
Fig. 2 eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragschicht in einem Sportboden und -
Fig. 3 eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Tragschicht in einem Sportboden. - In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
-
Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Tragschicht in einem Sportboden. Unter einem Sportboden ist hier die Gesamtheit aller Schichten zu verstehen, die den Untergrund zur Ausübung von Sportarten bilden. Als besonders günstig hat sich ein Hybridrasen als Sportboden herausgestellt. Ein von einem Hybridrasen gebildeter Sportboden enthält zumindest in einer seiner Schichten künstliche Fasern und ist ansonsten natürlich aufgebaut. Die Basis des gezeigten Sportbodens ist ein Boden 4. Unter einem Boden 4 ist hier jeder Untergrund zu verstehen, der natürlicherweise an der Stelle vorherrscht oder bereits vorhanden ist, an der der Sportboden angelegt werden soll. Dieser Boden 4 wird vor dem Aufbau des Sportbodens eingeebnet und unter Umständen nach Bedarf anderweitig vorbehandelt, beispielsweise verdichtet, so dass er einen guten Untergrund für die darauf folgende Tragschicht 1 bildet. - Die Tragschicht 1 befindet sich, wie in
Fig. 1 zu sehen ist, auf dem Boden 4. Oberhalb der Tragschicht wiederum befindet sich der Rasen 3. Der Rasen 3 wird normalerweise von einem Naturrasen gebildet. Allerdings wäre es auch möglich, den gezeigten Sportboden mit einem Rasen 3 zu erzeugen, wobei der Rasen 3 von einem Kunstrasen gebildet wird. Unter Rasen 3 ist somit der Bereich zu verstehen, in dem die Halme eines natürlichen oder künstlichen Rasens aus der Tragschicht 1 hervorstehen. Die Wurzeln eines von einem Naturrasen gebildeten Rasens 3 befinden sich, zumindest zum größten Teil, innerhalb der Tragschicht 1. Im Bereich des Rasens 3 findet der direkte Kontakt der Sportler mit dem Sportboden statt. Essenziell für die Funktion des gezeigten Sportbodens und der Tragschicht 1 sind die Bewehrungsfasern 2, welche in derFig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Tragschicht im Wesentlichen vertikal verlaufen. Dabei stehen die Enden der Bewehrungsfasern 2 aus der Tragschicht 1 nach oben hinaus bis in oder durch den Rasen 3. Dieses Einstehen der Bewehrungsfasern 2 bis in oder durch den Rasen 3 sorgt für eine zusätzliche Verfestigung und damit intensivere Nutzbarkeit des Rasens 3. Innerhalb der Tragschicht 1 sorgen die Bewehrungsfasern 2 ebenfalls für eine Verfestigung, was zu einer verbesserten Scherfestigkeit des gesamten Sportbodens führt. In der dargestellten Ausführungsform wurden die Bewehrungsfasern 2 nach dem Aufbringen der Tragschicht 1 und des Rasens 3 auf dem Boden 4 nachträglich von oben in die Tragschicht 1 implantiert. Dies kann von Hand oder unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung oder Maschine erfolgen. Im dargestellten Fall wurden die Bewehrungsfasern 2 ungefähr in der Mitte ihrer Länge von einem Werkzeug aufgenommen und anschließend in vertikaler Richtung durch den Rasen 3 bis in die Tragschicht 1 gestoßen. Selbstverständlich ist es auch möglich die Bewehrungsfasern 2 zuerst in die Tragschicht zu stoßen und dann den Rasen 3 aufzubringen. Darüber hinaus können die Bewehrungsfasern 2 auch durch andere Verfahren oder mit anderen Hilfsmitteln so in die Tragschicht 1 eingebracht werden, dass sie wie im dargestellten Fall im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen. -
Fig. 2 zeigt eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tragschicht in einem Sportboden. Der Aufbau des Sportbodens, der inFig. 2 gezeigt wird, besteht aus den gleichen Schichten, wie sie inFig. 1 bereits beschrieben wurden. Die Bewehrungsfasern 2 liegen in derFig. 2 dargestellten Ausführungsform der Tragschicht 1 ungeordnet und in unterschiedliche Richtungen verlaufend vor. Dadurch, dass die Bewehrungsfasern hier ungeordnet und entlang des Faserverlaufes sich ändernden Raumrichtungen verlaufen kommt es zu einem gegenseitigen Verhaken oder einer gegenseitigen Verzahnung der Bewehrungsfasern 2. Genau diese Verzahnung zwischen den einzelnen Bewehrungsfasern 2 sorgt für eine Verfestigung der Tragschicht 1, was wiederum zu einer erhöhten Scherfestigkeit der Tragschicht 1 und damit des gesamten Sportbodens führt. Weiterhin stabilisieren ungeordnet durcheinander verlaufenden Bewehrungsfasern 2 die Wurzelzone des Rasens 3 und sorgen auch dadurch für eine erhöhte Verschleißfestigkeit des Sportbodens. Auch in der inFig. 2 dargestellten Ausführungsform können die Enden der Bewehrungsfasern 2 aus der Tragschicht 1 hinaus nach oben bis in oder durch den Rasen 3 ragen. Dies führt wiederum zu einer erhöhten Verschleißfestigkeit und besseren Bespielbarkeit des Rasens 3, der dadurch sowohl von natürlichen Grashalmen als auch von synthetischen Bewehrungsfasern 2 gebildet wird, was oft als Hybridrasen bezeichnet wird. Für eine gefälligere Optik können die Bewehrungsfasern 2 grün eingefärbt werden, so dass sie kaum vom Erscheinungsbild der natürlichen Grashalme zu unterscheiden sind. Die Einbringung der Bewehrungsfasern in der inFig. 2 dargestellten Ausführungsform einer Tragschicht erfolgt günstigerweise bereits vor dem Aufbringen der Tragschicht 1. Die Bewehrungsfasern 2 können bereits vor dem Aufbau des Sportbodens gleichmäßig mit den anderen Materialen der Tragschicht 1 vermengt werden. Dies spart dann Zeit beim Aufbau des Sportbodens an der Sportstätte. Selbstverständlich ist es aber auch möglich die Bewehrungsfasern 2 während des Auftragens der Tragschicht 1 auf den Boden 4 aufzutragen oder unterzumischen. Darüber hinaus können die Bewehrungsfasern 2 auch noch nach dem aufbringen des Rasens 3 in die Tragschicht 1 eingebracht werden. - Darüber hinaus können die in
Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsformen einer Tragschicht auch miteinander kombiniert werden, so dass sowohl ungeordnete als auch geordnet eingebrachte Bewehrungsfasern 2 in einer Tragschicht 1 vorliegen. -
Fig. 3 zeigt eine dreidimensionale, geschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Tragschicht in einem Sportboden. Auch in dieser, inFig. 3 gezeigten Ausführungsform einer Tragschicht 1 ist der Schichtaufbau identisch zuFig. 1 und Fig. 2 . Die Bewehrungsfasern 2 liegen in der dargestellten Ausführungsform in eine Art Gewebe oder Netz vor. Das bedeutet, dass die Fasern in einer bestimmten Art und Weise regelmäßig angeordnet sind. Im dargestellten Fall verlaufen die Fasern im Wesentlichen horizontal und entweder parallel zueinander oder sie nehmen zueinander einen 90° Winkel ein. Diese Anordnung der Bewehrungsfasern sorgt für eine besonders gute Verfestigung der Tragschicht in Richtung der Bewehrungsfasern 2. Da die Bewehrungsfasern 2 in der inFig. 3 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen nur in zwei horizontale Richtungen, die 90° zueinander verdreht sind, verlaufen, ist die Festigkeit der Tragschicht 1 in diesen Richtungen besonders groß, in anderen Richtungen dagegen niedriger. Deshalb können auch mehrere Gewebe oder Netze aus Bewehrungsfasern 2, die zueinander bezüglich der Faserrichtung verdreht sind, in die Tragschicht 1 eingebracht werden. Damit wird die Tragschicht 1 in weiteren Richtungen verfestigt. Das Einbringen eines Netzes oder Gewebes aus Bewehrungsfasern 2 kann dabei besonders günstig während dem Aufbringen der Tragschicht 1 auf den Boden 4 erfolgen. Es ist auch möglich parallel zu demFig. 3 dargestellten einen Netz oder Gewebe aus Bewehrungsfasern 2 weitere derartige Netze oder Gewebe vorzusehen, von denen eine Lage auch an der Grenze zwischen Tragschicht 1 und Rasen 3 vorgesehen sein kann. Durch ein Netz oder Gewebe aus Bewehrungsfasern 2 direkt an der Grenze zum Rasen 3 wird eine Verfestigung der Wurzelzone des Rasens 3 erreicht, was wiederum die Verschleißfestigkeit des Sportbodens erhöht. Auch die inFig. 3 dargestellte Ausführungsform einer Tragschicht 1 kann mit einer oder beiden Ausführungsformen, die inFig. 1 und Fig. 2 dargestellt sind kombiniert eingesetzt werden.
Claims (8)
- Tragschicht für Rasen, welche Bewehrungsfasern (2) aus Kunststoff aufweist, wobei diese Bewehrungsfasern (2) unter den Umgebungsbedingungen beim Einsatz als Tragschicht im Boden im Wesentlichen nicht biologisch abbaubar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungsfasern (2) innerhalb der Tragschicht (1) in unterschiedlichen Richtungen, ungeordnet verteilt vorliegen und zumindest teilweise eine Verzahnung zwischen den einzelnen Bewehrungsfasern (2) besteht, wobei der Anteil der Bewehrungsfasern (2) an der Tragschicht zwischen 0,1 und 4 Gewichts-% beträgt und diese Bewehrungsfasern (2) eine Aktivierungsschwelle aufweisen, oberhalb welcher die Bewehrungsfasern (2) im Wesentlichen komplett biologisch abbaubar sind, wobei die Aktivierungsschwelle eine Temperatur höher als 50° C ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungsfasern (2) aus einem Werkstoff der Gruppe Polyvinylalkohole (PVA) bestehen.
- Tragschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungsfasern (2) beim Einsatz als Tragschicht im Boden unter anderem stabil gegenüber UV-Strahlung oder Wasser sind.
- Tragschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht neben den Bewehrungsfasern (2) auch Quarzsand und/oder Natursand und/oder Lava und/oder Oberboden und/oder Torf und/oder Naturkork aufweist.
- Tragschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Tragschicht zwischen 30 mm und 300 mm liegt, insbesondere zwischen 60 mm und 200 mm.
- Tragschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Bewehrungsfasern (2) zwischen 15 mm und 700 mm, insbesondere zwischen 30 mm und 500 mm beträgt.
- Tragschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Bewehrungsfasern (2) zwischen 0,05 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 1 mm beträgt.
- Verfahren zur Aufbereitung einer Tragschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend die Verfahrensschritte- Abtragung der Tragschicht (1) vom Boden (4),- Aktivierung der Bewehrungsfasern (2), insbesondere Kompostierung der Tragschicht (1), wobei die Aktivierung, insbesondere Kompostierung mit Temperaturen höher als 50° C erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Aktivierung/Kompostierung die Tragschicht (1) als Biomaterial/Erde, insbesondere für den Bau einer Tragschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.
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