Verfahren zur Herstellung eines bituminösen Gemisches
Die Erfindung bezieht sich auf lein Verfahren zur Herstellung eines neuen Gemisches auf Bitumenbasis, welches besonders geeignet ist zur Anwendung in der Wasserbautechnik.
Wasserbauwerke, wie Deiche, Dämme, Molen, Unterbauten und dergleichen, sind gewöhnlich starken Einwirkungen lentweder durch Wellengang oder durch Strömung unterworfen. Es sind daher Massnahmen getroffen worden, um solche Bauten so weit als möglich gegen die Einwirkung des Auswaschens durch Wellen zu schützen, indem man sie z. B. mit Basalt-oder Betonblöcken verkleidete. Manchmal ist auch vensucht worden, den Ansturm der Wellen zu brechen, indem man die Wasserbauwerke mit einem zusätzlichen mehr oder weniger kompakten Stapel aus grossen Naturfelsen, Betonblöcken oder Betonsteinen umgibt, so dass das Wasser sich beruhigt hat, wenn es das eigentliche hydraulische Bauwerk erreicht.
Zu dem letztgenannten Zweck sind ins besondere die sogenannten Tetrapoden bekanntgewor- den und unter anderem zur Konstruktion von Molen in verhältnismässig tiefem Wasser verwendet worden.
Es ist jedoch gefunden worden, dass ein kompakter Stapel aus grossen Steinen der Einwirkung des Wassers nicht auf die Dauer widerstehen kann. Insbesondere die Saugwirkung der zurücklaufenden Strömung unterspült einen Schutzbau dieser Art und dieser schützt den hydraulischen Bau seinerseits nicht gegen die zerstörende Wirkung. Dieser Nachteil tritt auch bei einem Stapel aus Tetrapoden auf.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines neuen Baumaterialgemisches, das sehr zweckmässig sowohl beim Bau hydraulischer Bauten verwendet werden kann, um diese Zugegen die durch Wellen und Strömungen freigesetzten Kräfte zu schützen als auch zum Schutz vorhandener Bauten gegen diese Kräfte. Das gemäss der Erfindung hergestellte Gemisch kann eine geschlossene konpakte Masse bilden, welche die Kräfte von Wellen und Strömung absorbiert und welche, da kein Wasser hindurchströmen kann, auch die Saugwirkung desselben ausschaltet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man grobe Steine mit einem Durchmesser von 50 bis 600 mm mit einem heissen Gemisch aus einem Bitumen und einem mineralischen Zuschlagstoff von feiner Körnung versetzt.
Das heisse Gemisch hat vorzugsweise eine Temperatun von 60 bis 1800 und besonders zweckmässig von 100 bis 1400.
Die groben Steine können z. B. Geröllsteine oder Stücke von Kies mit einem Durchmesser von 50 bis 600 mm sein, z. B. Geröllsteine, die bis zu 80kg wiegen.
Das verwendete Bitumen kann ein asphaltisches Bitumen sein, das im allgemeinen zum Strassenbau verwendet wird. Teer und Pech und Gemische aus Teer und asphaltischem Bitumen können ebenfalls verwendet werden. Asphaltische Bitumina des geblasenen Typs sind ebenfalls gut geeignet, wie auch natürliche Asphalte.
Auch Gemische aus Bitumen und schweren Kohlenwasserstoffölen sind brauchbar.
Die groben Steine werden zuerst getrocknet oder/ und einer Temperaturregelung unterworfen werden, bevor sie mit der asphaltischen Mischung vereinigt werden, wenn dies für die gewünschte Festigkeftseigenschaf ten des Endproduktes vorteilhaft ist. So ist es im Winter ratsam, beispielsweise die Temperatur der Steine auf mindestens 10 bis 300 zu erhöhen. Erforderlichenfalls können die Steine einer Vorbehandlung unterworfen wenden; sie können beispielsweise mit einer Schicht aus Bitumen oder einem Grundierüberzug versehen werden. Zu diesem Zweck können sie z. B. nach dem Trocknen in einen Raum geführt werden, in welchem Bitumen oder ein anderes Produkt versprüht wird.
Die groben Steine, welche vorbehandelt worden sein können oder nicht, können mit der heissen Mischung in einer Mischtrommel vermischt oder auf andere Weise zu einem zusammenhängenden Ganzen vereinigt werden.
Das Mengenverhältnis zwischen groben Steinen und heisser Mischung wird in Abhängigkeit von dem Zweck, für welchen das Baumaterial verwendet werden soll, gewählt. Grobe Steine und heisse Mischung werden vorzugsweise in solchen Verhältnissen gemischt, dass die heisse Mischung die leeren Räume, welche zwischen den groben Steinen vorhanden sind, annähernd oder vollständig füllt. Im allgemeinen kann angenommen werden, dass ein Stapel aus leichten Geröllsteinen, die bis 2U 80 kg wiegen, 40% des Volumens an Hohlräumen enthält.
Sehr gute Ergebnisse wenden nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhalten, wenn die groben Steine der heissen Mischung in einer bestimmten Gradation zwischen 50 und 600 mm zugegeben werden. Wenn die Steine in Haufen von 50 bis 200 mm (fein) und von 200 bis 600 mm (grob) aufgeteilt werden, ergibt sich ein gutes Mischungsverhältnis bei 1 Teil fein auf 2-3 Teile grob.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann ohne Schwierigkeit kontinuierlich durchgeführt werden. Das nach dem neuen Verfahren erhaltene Endprodukt kann nach weit variierenden Methoden, die an sich bekannt sind, aufgearbeitet werden, z. B. mit Hilfe von Kipp-Lastkraftwagen, die das Material anfahren, worauf es beispielsweise mit Hilfe von Greifern an den Bestimmungsort gebnacht wird. Der Transport an die Verwendungsstelle mit Kipp-Prähmen oder Lastkähnen ist ebensogut möglich wie der Transport in Spezialförderkübeln, welche an der gewünschten Stelle durch die Krane direkt entleert werden können.
Die Temperatur, bei welcher das erfindungsgemäss hergestellte bituminöse Gemisch angewandt wird, ist sehr wichtig. Sie muss so niedrig sein, dass die heisse Mischung nicht zwischen den groben Steinen unmittelbar nach dem Aufbringen des Gemisches hindurchfliesst.
Es ist daher ratsam, das Endprodukt bis zu einem ausreichenden Grad abkühlen zu lassen, bevor es angewandt wird. Es ist gefunden worden, dass man das Produkt mindestens auf eine Temperatur unter 900 abkühlen lassen muss, wenn ein asphaltisches Bitumen verwendet wird.
Das bituminöse Gemisch kann auch in solcher Weise angewandt werden, dass Formeinheiten vorfabriziert werden, durch Füllen einer Form mit dem heissen Gemisch, das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhalten worden ist. Man kann das Produkt in der Form abkühlen lassen und nach dem Abkühlen wird ein fester asphaltischer Körper erhalten, welcher die Abmessungen der verwendeten Form hat. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Kühlen während des Transportes wider gefüllten Form erfolgen kann.
Gewünschtenfalls kann die Masse mechanisch zusammengepresst werden, nachdem sie in die Form eingebracht worden ist.
Die zu füllende Form ist beispielsweise ein Kübel von Pyramidenstumpfform, dessen Basis durch das kleinere den beiden Rechtecke gebildet wird. Der Kübel ist mit zwei Abschlussdeckeln versehen. Nachdem der Kübel gefüllt worden ist, werden die Deckel geschlossen und man lässt das Material abkühlen. Dieses Abkühlen kann zweckmässig erfolgen, während Gussform und Inhalt zu der Baustelle gebracht werden, wo die Formlinge angewandt werden sollen. Diese können leicht in ihre Stellung gebracht werden, indem man den Kübel mit nach oben gerichteter Unterseite entleert. Mit solchen Pyramidenstumpfformen erhaltene Formlinge gleiten leicht aus dem Kübel.
Geeignete Abmessungen für einen Kübel sind: Basis 2 X 2 m; Höhe 1,5 m. Grössere Formen können verwendet werden, aber das Kühlen der Einheiten erfordert dann zuviel Zeit.
Process for the production of a bituminous mixture
The invention relates to a method for producing a new bitumen-based mixture, which is particularly suitable for use in hydraulic engineering.
Hydraulic structures, such as dykes, dams, piers, substructures and the like, are usually subject to strong influences, either from waves or currents. Measures have therefore been taken to protect such buildings as much as possible against the effects of washing away by waves by z. B. clad with basalt or concrete blocks. Sometimes attempts have also been made to break the onslaught of waves by surrounding the hydraulic structures with an additional, more or less compact pile of large natural rocks, concrete blocks or concrete stones so that the water has calmed down when it reaches the actual hydraulic structure.
For the latter purpose, the so-called tetrapods in particular have become known and, among other things, have been used to construct moles in relatively deep water.
However, it has been found that a compact pile of large stones cannot withstand the action of the water over time. In particular, the suction effect of the returning flow undermines a protective structure of this type and this in turn does not protect the hydraulic structure against the destructive effect. This disadvantage also occurs with a stack of tetrapods.
The present invention aims to create a new mixture of building materials which can be used very expediently both in the construction of hydraulic structures in order to protect them from the forces released by waves and currents and to protect existing structures against these forces. The mixture produced according to the invention can form a closed, compact mass which absorbs the forces of waves and currents and which, since no water can flow through, also switches off its suction effect.
The method according to the invention is characterized in that coarse stones with a diameter of 50 to 600 mm are mixed with a hot mixture of a bitumen and a mineral aggregate of fine grain size.
The hot mixture preferably has a temperature of 60 to 1800 and particularly expediently from 100 to 1400.
The rough stones can, for. B. rubble stones or pieces of gravel with a diameter of 50 to 600 mm, e.g. B. rubble stones that weigh up to 80kg.
The bitumen used can be an asphaltic bitumen, which is generally used for road construction. Tar and pitch and mixtures of tar and asphaltic bitumen can also be used. Asphaltic bitumens of the blown type are also well suited, as are natural asphalts.
Mixtures of bitumen and heavy hydrocarbon oils can also be used.
The coarse stones are first dried and / and subjected to a temperature control before they are combined with the asphaltic mixture, if this is advantageous for the desired strength properties of the end product. In winter, for example, it is advisable to increase the temperature of the stones to at least 10 to 300. If necessary, the stones can be subjected to a pre-treatment; they can, for example, be provided with a layer of bitumen or a primer coating. For this purpose they can e.g. B. after drying in a room in which bitumen or another product is sprayed.
The coarse stones, which may or may not have been pretreated, can be mixed with the hot mixture in a mixing drum or otherwise combined into a coherent whole.
The proportion between the coarse stones and the hot mixture is chosen depending on the purpose for which the building material is to be used. Coarse stones and hot mixture are preferably mixed in such proportions that the hot mixture almost or completely fills the empty spaces which are present between the coarse stones. In general it can be assumed that a pile of light rubble stones weighing up to 80 kg contains 40% of the volume of voids.
Very good results are obtained by the method according to the invention when the coarse stones are added to the hot mixture in a certain gradation between 50 and 600 mm. If the stones are divided into piles from 50 to 200 mm (fine) and from 200 to 600 mm (coarse), the result is a good mixing ratio of 1 part fine to 2-3 parts coarse.
The process according to the invention can be carried out continuously without difficulty. The end product obtained by the new process can be worked up by widely varying methods which are known per se, e.g. B. with the help of tipping trucks that approach the material, whereupon it is brought to the destination, for example with the help of grippers. The transport to the point of use with tipping booms or barges is just as possible as the transport in special buckets, which can be emptied directly by the cranes at the desired point.
The temperature at which the bituminous mixture produced according to the invention is used is very important. It must be so low that the hot mixture does not flow through between the coarse stones immediately after the mixture has been applied.
It is therefore advisable to let the final product cool to a sufficient degree before using it. It has been found that the product must be allowed to cool to at least a temperature below 900 when an asphaltic bitumen is used.
The bituminous mixture can also be applied in such a way that molding units are prefabricated by filling a mold with the hot mixture obtained by the method described above. The product can be left to cool in the mold and after cooling a solid asphaltic body is obtained which has the dimensions of the mold used. This method has the advantage that cooling can take place against the filled mold during transport.
If desired, the mass can be mechanically compressed after it has been introduced into the mold.
The shape to be filled is, for example, a bucket with the shape of a truncated pyramid, the base of which is formed by the smaller of the two rectangles. The bucket is provided with two end caps. After the bucket has been filled, the lids are closed and the material is allowed to cool. This cooling can expediently take place while the mold and its contents are being brought to the construction site where the moldings are to be used. These can easily be brought into position by emptying the bucket with the bottom facing up. Moldings obtained with such truncated pyramid shapes slide easily out of the bucket.
Suitable dimensions for a bucket are: base 2 X 2 m; Height 1.5 m. Larger shapes can be used, but the units will then take too much time to cool.