AT395241B

AT395241B - Verfahren zur altplastikverwertung hiezu verwendete zumischmaschine, fasern, baumaterial und faserbeton

Info

Publication number: AT395241B
Application number: AT0277788A
Authority: AT
Original assignee: Basta Walter
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1992-10-27
Also published as: ATA277788A

Description

AT 395 241B

DieErfindungbetrifft ein Verfahren zur Altplastikverwertung wobei aus dem Altplastik durch Aufschmelzen und nachfolgendem Extrudieren oder durch Zerteilen des Altplastiks Fasern zum Zumischen zu Beton erzeugt werden. Weiters betrifft die Erfindung eine Zumischmaschine für dieses Verfahren und die Verwendung danach hergestellter Produkte zur Festigung von Baustoffen. 5 Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einer rauhen Oberfläche versehen werden. Nach einem weiteren Kennzeichen werden die Fasern oberflächlich mit Silikatstaub versehen, um eine rauhe Oberfläche zu erhalten. Weitere vorteilhafte Merkmale sind den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

Faserbetone sind beispielsweise aus der DEOS 28 19 794 und der GB-PS 2 035 990 bekannt geworden. Die 10 Qualität der daraus hergestellten Produkte war jedoch mangelhaft zufolge schlechter Bindung zwischen den Fasern und dem Beton. Weiters bereitete das Zumischen der Fasern stets Schwierigkeiten, da die Fasern dazu neigen, sich in Mischmaschinen zusammenzuballen. Alle diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt und der Vorteil einer damit verbundenen Abfallbeseitigung gegeben.

Altplastik, vor allem Polypropylen, wird mit Laser oder Ultraschallscanner automatisch mit Robots von einem 15 Förderband oder auch hündisch aussortiert, nochmals gereinigt, zerkleinert, geschmolzen oder granuliert. Dieses Granulat wird einem Extruder und nachfolgend einer Monofilieranlage zugeführt, wobei elektrisch induktiv geheizte Walzen mit automatischer Temperatursteuerung und Regelung und entsprechende Reckmöglichkeiten vorgesehen sind, um das jeweils höchste E-Modul zu erreichen. Die Oberfläche der Fasern erhält durch prompte und genau dosierbare elektrische Wärmeenergie (induktive Walzenheizung) „Oberflächensprünge“, die eine bessere Beton-20 verbindungermöglichen. Außerdem wird im heißen Zustandam Ende der ReckstreckeQuarz-oder Mikro-Silikatstaub zugeblasen, um die Oberfläche gut mit Beton verbinden zu können. Um eine Verstaubung der Anlage zu vermeiden, sind vor und nach der Einstaubanlage (Gebläse) Wasserwannen zwischenmontiert, die ein Ausdringen des Staubes durch Wasseräbdichtung verhindert. Wahlweise können nun die Fasern mit Ultraschallmethode oder mit scharfem Wasserstrahl in die gewünschten Längen geschnitten oder auf Rollen aufgespult werden, damit der Schneidevorgang 25 auf der Baustelle, z. B. bei Fertigbetonwerken an der Mischanlage mit einer Schneide· und Gebläsemaschine gleichmäßig zugemischt werden kann. Dabei sind auch verschiedene Faserlängen oder Durchmesser gleichzeitig dem Beton zumischbar, was eine Verbesserung der Matrix ergibt Die Häckselmesser können auch hier durch z. B. Wasserstrahlschneidung ersetzt werden, um die Messerabnützung zu vermeiden, da die Fasern durch den Reckvorgang sehr zähe sind und durch die bestäubte Quarzsandoberfläche die Messer rasch abnützen. 30 Nicht nur die Oberflächenrisse, sondern auch der bekannte Memory-Effekt bei den Fasern sind günstigerweise auszunützen. Während die Oberflächenrisse bessere Haftung mit Beton ergeben und die Quarz- oder Mikrosilikatbestäubung diese noch weiter verbessert, ist bei neu gereckten Fasan durch den Memory-Effekt, der mit vorheriger Warmwasserbehandlung, kurz vor dem Zumischen zum Beton, noch verstärkbar ist eine Beton-verstärkung noch zusätzlich möglich. Derausgenützte Memory-Effekt ergibtdann noch eine zusätzlicheVerspannung 35 undVerhaftung gegen Betonrisse und eine Erhöhung aller Festigkeiten. Das Platikmaterial hat durch sein Bestreben, in die ursprüngliche Granulatform zurückzukehren, den Vorteil, daß sich die eingearbeiteten Fasern im „Frischzustand“ veikürzen und verdicken und somit die Parameter des Polypropylenfaserbetons noch weiter verbessern, sodaß besonders hoch qualitativer Faserbeton durch die Zugabe von,prischfasem“ entsteht Hier ist auf die Härtezeiten und die Zeiten der Verkürzung zu achten, damit sich hier die entsprechend günstigste Übereinstimmung ergibt 40 Die Verwendung von Poylpropylenfasem für die Bauindustrie erschließt ein gutes Verfahren zur Beseitigung von

Polypropylenabfällen, die in großen Mengen anfallen. Polypropylen als Platten oder Folien können in geeigneten Maschinen in dünne Streifen geschnitten werden, die gegebenenfalls nach Oberflächenbearbeitung, wie Anrauhen auf mechanischem oder chemischem Weg, als Fasern dem Beton zugemischt werden können. Weiters kann es vorteilhaft sein, die Polypropylenabfälle einzuschmelzen oder aufzulösen und die gewünschten Fasern mittels 45 Extrusion herzustellen. Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Faserform in Seitenansicht bei der sich die Querschnittsfläche periodisch ändert, wodurch die Fasern im Beton fest verankert sind. Die übrigen Figuren zeigen verschiedene Querschnittsformen und sind von selbst verständlich.

Die Form der gehackten oder extrudierten Schnitzel kann breit variieren. Wesentlich ist daß die Fasern im Beton gut verankert sind, wobei jedoch darauf geachtet werden muß, daß sich die Fasern beim Mischen mit dem nassen 50 Beton nicht zu Klumpen zusammenballen. Derartige Polypropylenschnitzel können z. B. Dimensionen von 0,5 bis 3 mm Stärke und 2-60 mm Länge aufweisen.

Die Fasern können vor dem Einmischen in den Beton oder Mörtel mit einem geeigneten Benetzungsmittel oder Haftvermittler behandelt werden.

In bevorzugter Weise werden Polypropylenfasem verwendet, die etwa 1:6 bis 1:12 vorgestreckt sind. Eine 55 Vorstreckung von 1:8 und 20 % Elastizität haben sich als besonders günstig gezeigt. Für den Transport ist es vorteilhaft, die Fasern unter Vakuum zu verpacken und am Zubereitungsort für das fertige Baumaterial die Fasern mittels Einblasen zuzumischen. Wesentlich ist, daß die Fasern möglichst gleichmäßig und wirr im Baumaterial -2- 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

AT 395 241B verteilt sind, sodaß keine Zusammenballungen entstehen und der Beton oder der ausgehärtete Mörtel nach allen Richtungen hin gleich stark armiert ist. Für den Halt der Polypropylenfasem im Baumaterial ist eine spiralförmige Ausgestaltung der Fasern bei ein»: vom Kreis verschiedenen Querschnittform günstig. Die Spiralfonn kann durch entsprechenden Drall in der Extrusionsdüse hergestellt werden. Bei Verwendung von Kunststoffabfällen kann den daraus hergestellten Fasern durch abschnittweise Quetschung eine Form gegeben werden, die der Haftung im Baumaterial zweckdienlich ist.

Zur weiteren Festigkeitsverbesserung, z. B. des Schallschutzbauteiles, ist der Memory-Effekt von Polypropylenkunststoffasem innerhalb der ersten ca. 3 Wochen zu nützen. Bisher hat man, um diesen Effekt zu bekämpfen, bestimmte mechanische und chemische Behandlungen unternommen, um diesen unerwünschten Schrumpfungseffekt bei Kunststoffasem zu vermeiden. Hier hingegen ist der Effekt besonders wertvoll, weil er damit den Baustoff matrixmäßig vorspannt und die Festigkeit des Betons noch mehr erhöht als dies bisher bei vorbehandelt»! Fasem oder älteren (gealterten) PP-Fasem der Fall war.

Das Zerteil»! von Plastikabfällen kann bevorzugt bei erniedrigten Temperaturen erfolgen, bei denen das Plastik spröde ist.

Die Erfindung betrifft auch die Anwendung von Fasem aus der Altplastikverwertung zur Herstellung eines hydraulisch abbindbaren oder gebundenen Baumaterials, wie Beton, Mörtel, Zement/Sandmischung etc.

Der dominante Baustoff der Konstruktionen unserer Zeit ist der Beton. Ebenso auf dem Gebiet des Hochbaus wie beim Tiefbau wird er als Baustoff von vorgefertigten Elementen oder an der Baustelle v»arbeitet angewandt. Die moderne Betontechnologie bietet die optimalen Parameter des Baustoffs bei Beton- und Stahlbetonkonstruktionen, undes wird ein breites Sortiment von chemischen Zusatzmitteln verwendet.Bis jetzt istes aber nicht gelungen,einige Unzulänglichkeiten der Betonezu beseitigen, wiez. B. die Rißempfindlichkeit bei Schrumpfung, dieSprödheit sowie die niedrige Schlagfestigkeit des Baustoffs.

Die Betonkonstruktionen bekommen oft Risse, der Beton zerbröckelt, die Stahlarmierungen korrodieren. Die nicht tragenden vorgefertigten Elemente müssen allein wegen der Belastungen während der Lieferung und der Montage überdimensioniert werden. Bei den Stahlbetonkonstruktionen hat ein bedeutender Teil der eingebauten Betonstähle ausschließlich die Aufgabe, die Ausbildung von Rissen, die bei der Schrumpfung auftreten, zu verhindern. All dies erhöht den Materialverbrauch und die Kosten, ohne die Behebung der Unzulänglichkeiten zu garantieren.

Die Polypropylenfasem werden bevorzugt in Mengen von 0,5 bis 50 kg pro nr* fertiggemischtem nassem Baumaterial vorgesehen. Sie weisen eine Länge zwischen 0,5 und 100 mm, bevorzugt zwischen 25 und 60 mm auf. Die Fasem sind entweder Monofasem mit einem Durchmesser zwischen 50 und 300pm oder sie sind aus mehreren Einzelfasem gebildet. Die Oberfläche der Fasem ist hydrophilisiert und aufgerauht In bevorzugter Weise weisen die Fasem entlang ihrer Längserstreckung einen periodisch schwankenden Durchmesser und im Querschnitt eine vom Kreis verschiedene gerippte Form auf.

Die Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Betone wird im erwähnten Fas»beimischungsb»eich durch die Fasem nur geringfügig beeinflußt Der Betern kann auch mittels einer Betonpumpe oder durch ein Betonspritz-verfahren verarbeitet werden. Sandbetone können mit den in der Praxis verbreiteten Mörtelspritztechnologien auf die Vorfertigungsschablone oder auf die Oberfläche der Bauwerke aufgetragen werden.

Mit den üblichen Verdichtungstechnologien läßt sich der Beton verdichten. Im Falle eines erdfeuchten Betons kann entweder ein Betonverflüssiger verwendet oder aber die Wirksamkeit der Verdichtung erhöht werden.

Die gewöhnlichen Betonkonsistenzuntersuchungen, wie die VEBE-Konsistenzprüfung und Kegeleindringprobe zeigen in Abhängigkeit des Fasergehaltes eine bedeutende Erhöhung der Stabilität des Frischbetons an. Die Vorteile kommen bei der Produktion sofort zu entschalender Betonerzeugnisse zur Geltung.

Durch das Einmischen der Fasem wächst der Luftporengehalt des Frischbetons bloß um einige Tausendstel an und bleibt somit praktisch unverändert. Durch die Zuführung von Porenbildnem kann aber der gewünschte Porenanteil gesichert werden.

Bei Versuchen wurden aus herkömmlichem Beton ringförmige Probekörper hergestellt. Nach der trockenen Wärmebehandlung wurden markante Risse sichtbar.

Eine grundsätzliche Wirkung der Polypropylenfasem als Betonzusatzmittel ist die Beseitigung der Rißempfindlichkeit bei Schrumpfung. Dies wird bereits bei einer Faserdosierung von 0,5 bis 2 kg/m^ verwirklicht. Die so angefertigten Probekörper sind völlig rißfrei.

Eine andere, sehr bemerkenswerte Eigenschaft des Polypropylenfaser-Betons ist die Pseudoduktilität, der Anstieg der Zähigkeit des Werkstoffs. Die Betone ohne Faser brechen im Laufe der Druckfestigkeitsuntersuchung spröd und es bildet sich die charakteristische Bruchform des Probestücks aus.

Der Probekörper aus erfindungsgemäßem Beton kann über die zur bisherigen Bruchkraft analoge Deformi»ung hinaus in großem Maße zusammengedrückt werden ohne zu zerbröckeln.

Bei der Kugelfallprobe zersprengt die aus einer Höhe von 1,75 m fallende Kugel mit einem Gewicht von 1 kg -3- 55

AT 395 241B die 10 mm dicke Sandbetonplatte mit einem Schlag. Die Energieabsorptionsfähigkeit des Faserbeton-Komposits wächst proportional zur Faserzugabe an. Die Vorteile hiervon kommen in erster Linie bei Fertigelementen zum Nutzen; die Widerstandsfähigkeit der Elemente gegenüber der Manipulationsbeanspruchungen liegt wesentlich höher. DieseEigenschaft der erfindungsgemäßen Betone kann überdieCharpy-Kerbschlagprobe hinaus auch mittels 5 der Kugelfallprobe gut demonstriert werden. Die Sandbetonplatte mit einem 10 kg Fasergehalt pro Beton ist auch nach zehnmaligem Fallen der Kugel rißfrei, obwohl die Platte bereits durchgeschlagen wurde.

Die Energieabsorption ist proportional der Fläche des beim Biegeversuch aufgenommenen Kraft-Dehnungs-Diagramms. Die Kennzahl der Zähigkeit gleicht dem Verhältnis, das sich aus der Proportion der Fläche unter der Kurve des sprödbrechenden faserfreien Betons zu der Fläche unter der Kurve des Polypropylenbetons ergibt. Die 10 USA-Norm (ASTM C1018-85) zieht die Kurve des Komposits bis zum Fünffachen der Bruchdehnung des spröden

Betons in die Betrachtungen ein.

Ein weiterer Vorteil der Anwendung der erfindungsgemäß eingesetzten Fasern zeigt sich im Anstieg der Festigkeitsparameter der Betone. Diese Wirkung ist bei den Kiesbetonen wegen der Begrenzung der Menge der beimischbaren Fasern und der traditionellen Verdichtungsmethoden kleiner. Bei den Sandbetonen liegt er aber IS beträchtlich hoch, hier beträgt die maximale Komabmessung des Zusatzstoffs 4 mm und die beimischbare Fasermen ge kann bis 20-25 kg pro nr erhöht werden. Bei diesen Kompositen wachsen die Biegerißfestigkeit um 15 - 30 %, die Biegebruchfestigkeit um 50 -120 % und die Druckfestigkeit um 10 - 30 % an.

Der Zähigkeitsindex wird bei erfindungsgemäßen Sandbetonen auf das 6- bis 13-fache erhöht.

Das Anwachsen der Festigkeitsparameter ist in der Frühperiode, im 1- bis 2-tägigen Alter des Komposits am 20 größten; das ist günstig beim Entschalen der Betone. Bei Fertigelementen lassen sich die technischen und wirtschaftlichen Vorteile des Systems am besten erkennen. Bei den sogen. Vibropiess-Methoden kommt die beständigkeitserhöhende Wirkung der Faserzugabe vorteilhaft zur Geltung. Die Anwendung des Betons bei den Deckenkörpem führt einerseits zur Einsparung an Zement, andererseits sinkt wegen der Verbesserung der Schlagfestigkeit der Bruchverlust bei der Lieferung. 25 So entstehen z. B. bei Eisenbahnplatten in verringertem Umfang Schäden oder Ausbrüche durch den Straßen verkehr.

Die Zähigkeit und die Festigkeitsparameter des Betons ermöglichen die Herstellung sehr dünner, leichter Elemente. Die Dicke etagenhoher Fassadenelemente beträgt zwischen der versteifenden Rippung bloß 1,5 cm.

Bei der Herstellung großer 7 m lang»’ Fassadenpaneele tritt eine beträchtliche Bewehrungseinsparung auf. Die 30 Netzarmatur der Betonplatte bleibt weg und es ist nur die Bewehrung der Versteifungsrippen nötig, um die sich aus dem Eigengewicht ergebenden Beanspruchungen bei der Lieferung und beim Heben zu tragen.

Der »findungsgemäße Beton, d» mit einem Mixerwagen lieferbar ist, kann gepumpt, durch das Betonspritzverfahren od» durch Gunierung eingearbeitet werden.

Technische Daten v»suchsweise verwendeter Fasern: Eine mit Extrusionsmethode h»gestellte spezifische 35 Polypropylen-Monofaser - mit 180+^_q |im oder mit 90+^_q pm Durchmesser - aus 120 - 220 Stück Monofaser gezwirnte Faseibündel - z»kleinertinLängen25,40oder60mm 40 - mit hydrophilisierter und antistatisierter Qualität und - mit angeranhter Oberfläche und periodisch verändertem Querschnitt zur Verbesserung der Verankerung.

Anwendungsgebiet und verwendete Bindemittel: Kiesbeton, Sandbeton, Kunststein, Perlit oder Flugaschebeton, Zement- oder Kalkmörtel, Wärmedämmungsmörtel, Gasbeton oder Z»nentschaum, Gipsmörtel usw. 45 50

Dosierung: Die Fasern werden zum fertiggemischten Beton oder Mörtel zugegeben. Während eines 30 - 40 Sekunden dauernden Nachmischens verteilen sie sich darin so, daß die gezwirnten Litzen zerfallen. Die Menge d» beigemischten Fasern betrug für übliche Anwendung 1-2 kg/m^ und 10 - 20 kg/m^ für die Herstellung sehr dünner, leicht» Elemente.

Die Faserlänge in Abhängigkeit des Größtkomes der Zuschlagstoffe war Länge 25 mm 40 mm 60 mm

Größtkom < 7 mm <20 mm >20 mm -4- 55

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Anwendungsvorteile: Die dreidimensional angeordneten Fasern bilden im Beton ein feines Skelett, das die mechanischen Parameter bei der frischen Mischung und ebenso heim gehärteten Beton verbessert. - Die Beständigkeit des Frisch-Betons wird bedeutend erhöht Die Vorteile kommen besonders bei der Produktion sofort entschalender Betonerzeugnisse zur Geltung. - Der Anstieg der Festigkeitsparameter ist in der Frühperiode, im 1- bis 2-tägigen Alter des Betons am größten; das ist günstig beim Entschalen der Konstruktionen. - Die gehärteten Betone sind völlig frei von Rissen infolge Schwinden, Austrocknen und Temperatureinflüssen. Beim Stahlbeton kann so die feinmaschige Schwindrißbewehrung entfallen. - Die Zähigkeit, die Schlagfestigkeit des Betons wächst bedeutend an. Diese ermöglichen die Herstellung sehr dünner, leichter Elemente (Fassadenelemente usw.). - Die Abrasionsfestigkeit gegen die dynamischen Beanspruchungen wird erhöht. Die Ausbrüche der Verkehrs-Oberflächen entfallen. - Die Feuerbeständigkeit der Konstruktionen wird besser, weil nach dem Ausbrennen der Faserbewehrung die Porenstruktur ein Zerreißen des Betons verhindert • Beim Betonspritzverfahren und der Gunierung wird der Rückprall reduziert

Die Zugabe der Fasern hat keinen Einfluß auf Förderung, Verarbeitung und Nachbehandlung des Betons.

Anwendungsbeispiele: 1. Kiesbeton djjj^ = 16 mm, Zement 350 pc, 200 kg/nr*

Faserdosierung: 0,1 Gew.-%

Erhöhung + 3% + 14%

Normbeton Erfindung

Druckfestigkeit 21,40 MPa 22,00 MPa

Biegezugfestigkeit 2,63 MPa 2,97 MPa Zähigkeitsindex: 3,2 2. Sandbeton djjj^ = 4 mm, Zement 350 pc, 500 kg/nr Faserdosierung: 1,0 Gew.-%

Druckfestigkeit Normbeton Erfindung Erhöhung nach 2 Tagen 7,40 MPa 9,60 MPa + 30% nach 7 Tagen 16,80 MPa 20,60 MPa + 22% nach 2g Tagen 30,30 MPa 34,70 MPa + 15% Berstfestigkeit nach 2 Tagen 1,80 MPa 2,30 MPa + 28% nach 7 Tagen 4,10 MPa 4,90 MPa + 20% nach 28 Tagen 5,90 MPa 6,80 MPa + 15% Biegezugfestigkeit nach 2 Tagen 4,20 MPa +134 % nach 7 Tagen 7/20 MPa + 75% nach 28 Tagen Zähigkeitsindex 9,60 MPa 11,0 + 62%

Die wirtschaftlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Betons zeigen sich in Stoffeinsparungen auf dem Gebiet des Betonstahls und Zements.

Bei den Betonkonstruktionen kann man rißfreien Stahlbeton mit 1 kg/nr Fasern besichem. Dagegen steht die Stahleinsparung im Werte von etwa 20 %. Aus einer durchschnittlich 100 kg/m* Armierung ist es möglich, etwa 20 kg/nr Betonstähle einzusparen. -5- 10

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Aus Sandbeton hergestellte, nicht tragende Bauelemente (z. B. Fassadenelemente) haben durchschnittlich 3 cm Wanddicke. Die Dicke da1 etagenhohen Elemente beträgt zwischen der versteifenden Rippung bloß 1,5 cm. Der Sandbeton in diesem Fall besteht aus Sand, Zement 500 kg/m^, Fas»: 20 kg/m^ und Betonstahl 30 kg/a? in den Rippen. Der Materialverbrauch pro m^ (ohne Aggregat) ist: Zement 15 kg, Faser 0,6 kg, Betonstahl 0,9 kg.

Dagegen steht ein normal armiertes Betonelement mit durchschnittlich 10 cm Dicke, einbegriffen die Rippung, hi diesem Fall ist der Zementgehalt 300kg/m^ und der Stahlgehalt 90 kgfri . Der Materialverbrauch pro nr (ohne Aggregat) ist: Zement 30 kg, Betonstahl 9 kg.

Die Materialeinsparung zwischen den zwei verschiedenen Elementen ist bei Zement 15 kg und bei Betonstahl 8,1 kg gegen die Dosierung der Fasern von 0,6 kg. Dazu kommen noch die Einsparungen bei den Förderungs- und Montagekosten aufgrund der Gewichtsverminderungen.

Technische Daten der verwendeten Fasern: A. Faser Polypropylen, monofilament 15

Spezifisches Gewicht:

Zugfestigkeit

Bruchdehnung E-modul 20 Fluß- und Schmelzpunkt 165-175 °C Schmelzpunkt Entzündungstemperatur Geometrie Oberfläche 25 B. Standardfaser

Standardlängen

Speziallängen 30 in Foliensäcken, vakuumverpackt C-RPSfrung

Normaldosierung 35 Spezialdosierung 0,91 gjcn? min. 300 MPa 15-20 % min. 3000 MPa 145-150 °C weich

ca.600°C rund, 0 0,18+0,02 mm angerauht mit periodisch verändertem Querschnitt 40 mm 25 oder 60 mm 1 Gew.-% 0,05 bis 0,50 Gew.-%

Mitdem erfindungsgemäßen Baumaterial istes insbesondere möglich,Betonbehälter verhältnismäßig dünnwandig korrosionsfest herzustellen. Derartige Behälter können z. B. leicht in Rechteckform hergestellt werden. Für die Aufnahme radioaktiven Materials ist die Zugabe von Borverbindungen in entsprechenden Mengen vorteilhaft, um 40 die Abschirmwirkung gegenüber radioaktiv»- Strahlung zu erhöhen.

Weiters ist noch eine neues Anwendungsgebiet bei dünnwandigen Betonschallschutzwänden gegeben, die einerseits durch eine genaue Formgebung des Faserbetons und andererseits durch dünnwandige Vorproduktion durch Preßformen eine besondere Wirksamkeit und auch Wirtschaftlichkeit ergeben. Die Oberfläche dieser Faser-Akustik-Schutzplatten ist genau den Schallwellenlängen berechnet, damit diese Wellen gebrochen bzw. so 45 umgelenkt w»den, daß sie sich gegenseitig abschwächen. Die Fläche ist, siehe z. B. die Eierpappkartons, mit prismenförmigen Erhöhungen und Vertiefungen nach allen Richtungen hin bedeckt, womit sich eine Absorption und gegenseitige Abschwächung ergibt Die bisherigen Leichtbeton-Leca und Platten mit ca. 3 cm Rillen in vertikaler Richtung sind durch die eierschalenkartonähnliche Anordnung wesentlich zu verbessern.

Diese Körperanordnungen zum Schallschutz sind in dieser Form und Dünnwandigkeit nur mit Faserbeton 50 anzufertigen. Die Oberfläche ist mit der üblichen Wellenlängenformel entsprechend den auftretenden und daher zu dämpfenden störenden Schallwellen zu berechnen. D. h. bei Eisenbahnstrecken sind andere Schutzwände zu verwenden als bei Autobahnen, wobei auch die Art des Verkehrs und die ortsüblichen Geschwindigkeiten zu berücksichtigen sind. Dazu folgen weiter unten noch Erklärungen anhand d» Figuren.

Es kann beim faserverstärkten Beton zweckmäßig sein, insbesondere bei industrieller Nutzung (z, B, Fertigbeton 55 und Serienerzeugung von Baukörpem), die Fasern nicht geschnitten, sondern auf Spulen anzuliefem und erst an Ort undStellezuhäckseln. Dabeikann dieLängederFasem jeweils zur Kömungoder Anwendung elektronisch gesteuert bestens angepaßt w»den. -6-

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O

Auch dieDosierungpro nr kann genau reguliert bzw. gesteuert werden (z. B. Vorlaufmotore). Durch den Einsatz derartiger Maschinen wird die Mischung, Verteilung, Anpassung sowohl in bezug auf Geschwindigkeit als auch Qualität verbessert bzw. automatisiert. Die Faserlängen ev. auch mehrere verschiedene Längen bzw. auch verschiedene Durchmesser sind durch die Geschwindigkeit der Häckselwerke (in Abhängigkeit der Vorschubmotore) 5 stufenlos und automatisch regulierbar. Auch dazu später Erklärungen anhand einer Zeichnung.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Zumischmaschine für Polypropylenfasem zur Herstellung ναι Industriebeton. Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung einer erfindungsgemäßen Schallschutzwand entlang einer Autostraße, Fig. 3 schema-10 tisch eine Schrägansicht auf den Wellenlängen angepaßte Umlenkkörper für eine derartige Schallschutzwand, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Schallschutzwand mit entsprechenden Maßangaben. Fig. S bis 7 zeigen vorteilhafte Ausbildungen der Fasern. Die Zumischmaschine gemäß Fig. 1 dient dazu, dem Beton entsprechende Kunst-stoffasem, in richtiger Länge zugeschnitten, zuzumischen.

Die Spulen (1) bis (3) nehmen den Kunststoff als ungeschnittene Fasern auf. Die Fasern werden von Vorschub-15 motoren (4) bis (6) von den Spulen abgezogen und jeweils einem Häckselwerk (7) bis (9) zugeführt. Die Anordnung mehrerer Spulen und Häckselwerke bringt den Vorteil mit sich, daß zu einer Mischung des gewünschten Betons verschiedene Längen und verschiedene Durchmesser an Kunststoffasem zugemischt werden können.

Die gebildeten geschnittenen Fasern (10) werden durch einen Preßluftstrom (11) fortgetragen, wobei durch eigene Düsenanordnungen (quer gerichtete Preßluftströme) eine Entwirrung der Fasern erfolgt (bei (12)) und andere 20 in Stromrichtung der Fasern angeordnete Düsen (13) wirken als Antriebsdüsen. Am Ende des Strömungskanals (14) können preßluftbetriebene Bremsdüsen (15) oder Beschleunigungsdüsen (16) angeordnet werden. Die Steuerung da Vorschubmotoren (4) bis (6) und der Häckselwerke (7) bis (9) erfolgt durch eine zentrale Steuerung (17), die auch die einzelnen Preßluftströme über ein entsprechendes Steuerventil (18) steuert

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Straßenprofil mit Schallschutzwänden (18), (19), die entlang der Straße 25 (20) angeordnet sind. Wie man sieht, wird durch diese Anordnung der Schallschutzwände der von den Autos (21) kommende Schall in idealer Weise wieder auf die Straße zurückgeworfen. Dies wird durch die bogenförmig straßeneinwärts gerichtete Form der Schallschutzwand erzielt Weiters erfolgt eine besonders günstige Hemmung des Schalls durch die Anordnung von Umlenkkörpem (22). Wie da Fig. 4 zu entnehmen ist, weisen diese Umlenkkörper in bevorzugter Weise Abmessungen von etwa 3 cm Tiefe und jeweils 3 cm Abstand der Spitzen diesa 30 Umlenkkörper voneinander auf. Bei derartigenUmlenkkörpem hebt sich da Schall gegenseitig in starkem Maßeauf.

Die Ausbildung derartiger Schallschutzwände wird durch die Anordnung und Verwendung des zuvor beschriebenen Faserbetons besonders erleichtert, da nur mit derartigem Beton die notwendigen dünnen Baukörper herstellbar sind. Bei Verwendung herkömmlichen Betons würde die Schallschutzwand äußerst dick und schwa ausfallen, was die Kosten ganz erheblich erhöht 35 Bisher bekannte Schallschutzwände aus z. B. haufwerksporigem Leichtbeton haben lediglich Längsrillen, die aber nur die Schallwellen vertikaler Polarisation absorbieren. Auch ist durch die Rillencharakteristik die Brechung nur bestimmter Schallwellen möglich. Eine andere Strukturierung, z. B. genauere Prismenkonstruktionen für weitere Schallwellenanteile, war bisherauch aus Festigkeitsgründen gar nichtmöglich, weil sonst der Beton bricht oder reißt, wenn die Körper eine bestimmte Größe unterschreiten. 40 Nun ist durch die Beigabe der Kunststoffasem eine genaue Körperdimension der Betonoberfläche möglich, und es kann eine vertikale und horizontale Schallbrechung erfolgen. Als Ergebnis der Schallängoiberechnung der zu dämpfenden Schallwellen eigibtsich ein prismenförmiger ca. 3cm quadratischer Körper, der die gesamte Oberfläche da Schallschutzwand aus Fasabeton gleichmäßig decken soll. Die vorteilhaften Dimensionierungen der Körper lassen sich vom Fachmann dem zu dämpfenden Schallwellenspektrum anpassen. 45 Zu den Ausführungen hinsichtlich Fig. 1 sei noch folgendes hinzugefügt:

Mit (19) ist schematisch eine Mischkammer bezeichnet, in der die vom Luftstrom von der Zumischmaschine zugeführten Fasern dem Beton beigemischt werden. Die Mischkammer ist auf bekannte Weise staubdichtausgeführt und läßt nur die zugeführte Luft entweichen. Die Fasern gelangen in oder auf das Betonvorgemisch (20), welches durch das Förderband (21) in die Mischkammer (19) eingeführt und aus dieser wieder herausgeführt wird. Das derart 50 mit den Polypropylenfasem vasdiene Betonvorgemisch wird nachher entweder in einem separaten Mischer fertig gemischt oder direkt in einen fahrbaren Transportmischer eingefüllt, um dort in fertig gemischta Form an den Verarbeitungsplatz geführt zu werden.

Die Häcksler (9) können in bevorzugter Weise mit eina Quetschvorrichtung vorgesehen werden, sodaß die Kunststoffasan gequetschte Bereiche (22) aufweisen, wie in Fig. 5 ersichtlich ist 55 In bevorzugter Weise wird den Fasan schon bei ihrer Bildung nach dem Extruder die notwendige Rauhigkeit verliehen. Dies kann durch Behandlung mit einem Kältemittel erfolgen, wodurch dieFaseroberflächen feine Sprünge erhalten. Das Kältemittel kann z. B. Luft oder ein anderes Gas mit einer Temperatur von etwa -30 bis -40 °C sein. -7-

Claims

AT 395 241B Gelangt die Kunststoffaser mit einer Temperatur von etwa 140 bis 160 °C aus dem Extruder, wobei Vorschubgeschwindigkeiten von 40 m/min ein Durchschnittswert sind, so bewirkt die Behandlung mit dem genannten Kühlmedium eine genügende Rauhigkeit der Faseroberflächen, um die Haftung der Fasan im Beton entscheidend zu verbessern. Eine Bestäubung mit Silikatstaub kann die Haftung noch weiter verbessern, wie dies schon oben beschrieben wurde. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Altplastikverwertung, wobei aus dem Altplastik durch Aufschmelzen und nachfolgendem Extrudieren oder durch Zerteilen des Altplastiks Fasan zum Zumischen zu Beton erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasan mit einer rauhen Oberfläche versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oboflächlich mit Silikatstaub vosehen werden, um eine rauhe Obofläche zu erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diePlastikfasem beim Bestäuben mit Silikatstaub eine flüssige oda erweichte Oberfläche aufweisen.
4. Verfahren nach einem der vorhagehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern, mit eina sich üba die Länge ändernden Querschnittsform versehen waden (Fig. 5).
5. Verfahren nach Anspruch 2 und gegebenenfalls nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Extruda kommenden Fasern mit einem Kühlmedium abgeschreckt waden, um in der Faseroberfläche Risse zu ahalten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium ein Gas, insbesondereLuft, miteiner Temperatur ναι etwa -30 bis -40 °C ist
7. Zumischmaschine zum Zumischen der Fasern nach einem oda mehreren der vorhergehaiden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Häcksler (7,8,9) zum Schneiden der Fasern auf die gewünschte Fasalänge, weiters ein Preßluftstrom zum Transport der Fasern und eine Mischkammer (19) zur Ablagerung da Fasern auf oda in das zugeführte Betonvorgemisch vorgesehen sind.
8. Zumischmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Preßluftstrom (11) einmündende Luftdüsen (12,13,15,16) vorgesehen sind, die je nach Stromrichtung eine Beschleunigung oda Bremsung des Preßluftstromes und ein Entwirren der Fasern bewirken.
9. Zumischmaschine nach Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Häcksler (7,8,9) eine Quetschvorrichtungverbunden oder diesem vor-bzw.nachgeschaltetist,um dieFasern abschnittweise zu quetschen.
10. Fasern, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, als Zuschlagstoff für hydraulisch abbindbares oder gebundenes Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 0,5 und 3 mm breit sowie 2 bis 6 cm lang sind.
11. Fasern nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 1:6 und 1:12 vorgestreckt sind.
12. Baumaterial unter Vowendung von Fasern gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Monofasem mit einem Durchmesser zwischen 50 und 300 μτη sind.
13. Baumaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieFasern aus mehreren Einzelfasem gebildet sind. -8- AT 395 241B
14. Baumaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Fasan hydrophilisiert und aufgerauht ist.
15. Baumaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern entlang ihrer Längsstreckung einen 5 periodisch schwankenden Durchmesser aufweisen.
16. Baumaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern im Querschnitt eine vom Kreis verschiedene gerippte Form aufweisen.
17. Faserbeton, dadurch gekennzeichnet, daß er pro m fertig gemischtem naßem Beton, Fasern hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Mengen von 0,5 bis 50 kg enthält. 15 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 -9- 55