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Verfahren zur Herstellung einer stampfasphaltartigen Masse aus Bitumen
und Mineral für Straßenbauzwecke. Zur Herstellung von Stampfasphalt oder stampfasphaltartigen
Straßendegen wird bisher ein Material verwandt, welches sich, jedoch nur vereinzelt,
in der richtigen Zusammensetztung von Bitumen und Mineral bereits natürlich fandet,
oder es wird natürliches, aber zu bitumenarmes Material durch Zuschmelzen von reinem
Asphalt oder künstlichem Bitumen angereichert. Die Vermischung erfolgt bisher in
eire oder zwei Verfahrensabschnitten ausschließlich nach dem Geßichtspunkt, eine
Masse von gewünschtem Bltumengehalt zu erlangen. Ziel der vorliegenden Erfindung
ist demgegenüber, zunäehst ein pulverförmiges, nicht klebendes Material zu erlangen,
welches auch unter Druck pulverförmig bleibt und infolgedessen versand- und lagerfähig
ist und erst durch eine weitere Behandlung backend und einbaufähig wird. Dieseß
soll gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß eine zur Erzielung der Klebkraft
der Masse seichende Menge Bitrunen und das Mineral zunächst durcb Vermeiden tunlichst
jeglichen Druckes beim Mischen zu einem nicbt klebenden Palver aufbereitet wird;
dieses Zwischenprodukt, welches auch unter hohem Druck nicht klebend wird und infolgedessen
lager-und versandfähig ist, wird durch ein nachtxäglicbss Kneten klebkräftig und
hiermit stampf - und einbaufähig gemacht Das verschiedene Verhalten des Gemenges
beim Mischen unter sorgfältiger Vermeidung von Druck und bei dem nachherigen Kneten
läßt sich i dadurch erklären, daß bei den ersteren Vorgang, also bei dem reinen
Aischprozeß, das Bitumen sich in den Zwischenräumen des Minerals und in der Hohlräumen
des Minerals selbst einnistet,gleichsam vßn den Hohlräumen aufgesogen wird und in
diesen sich feinst verteilt, so daß es keine oder nur ganz geringe Klebkraft ausüben
kann, da es die Oberfläche der feinen Mineralteilchen nicht bzw. nur zu einem geringen
Maß überzogen hat. Bei Ausübung von Druck, selbst starkem Druck, lagert sich Glas
Bitumen nun nicht um, sondern es vermindern sich zwar die Hohlräume, das Bitumen
aber bleibt in der Mischung gelagert, wie es liegt, und so erklärt sich, jener Auffassug
zufolge, daß jenes Gemisch auch unter starkeng Druck nicht klebend wird. Wird jedoch
eine Knetwirkung auf das Gemisch, sei es nach der Mischung oder gleichzeitig beim
Mischen ausgeübt, so wird gemäß der vorliegenden Auffassung las Bitumen aus den
Hohlräumen, je nach dem Maß der Knetwirkung mehr oder weniger, herausgedrückt, überzieht
nunmehr in einem entsprechenden Maß die Oberfläcbe des Minerals und es vermag infolgedessen
seine Klebkraft auf die Mineralteilchen auszuüben, wird also gleichsam »aktiv« ;
auf jeden Fall hat sich gezeigt, daß die Klebkraft der Masse mit dem Maß des Knetens
steigt; das Vexfabren hat infolgedessen auch ;noch die vorteilhafte Eigenschaft,
die i<-lebkraft der Masse regeln zu können. .
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Je feiner das Mineral isst, um so feiner <und gleichmäßiger läßt
sich -das Bitumen zwischen
dem Mineral verteilen, was günstig ist,
da die feine Verteilung eine Ersparnis an Bitumen gegenüber einem Zustand des Bitumens
ergibt, bei welchem dieses sich teilweise noch in kleinen Kluntern befindet. In
feinstem Mineral von annähernd gleichem Korn befinden sich nun erfahrungsgemäß etwa
40 Prozent Zwischenräume, welche bei sorgsamstem Mischen theoretisch völlig mit
Bitumen gefüllt verden könnten, so daß die Mischung also etwa 4o Prozent Bitumen
enthält. Diese Masse würde für den vorliegenden Zweck jedoch nicht brauchbar sein,
da sie durch Druck oder Temperaturerhöhung bereits klebkräftig werden würde. Will
man also aus letzterem Grunde sowie aus wirtschaftlichen Gründen, d. h., um zwecks
Ersparnis an Versandkosten eine an Bitumen hochkonzentrierte Mischung zu haben,
über jenen Prozentsatz noch hinausgehen, so kommt es darauf an, nicht nur ein möglichst
feines, sondern auch ein in sich hohlraumreiches, d. h. kapillarreiches Mineral
zu verwenden. In die Kapillare kann nun, wie sich gezeigt hat, das Bitumen hineingebracht
werden - worauf es im vorliegenden Fall auch ankommt, da ihm hierdurch seine Klebkraft
mit genommen wird -, wenn beim Mischen, je nach der Art des Bitumens und des Minerals,
eine jeweilig günstigste Temperatur innegehalten wird. Es hat sich nun ferner gezeigt,
daß bei einem nachfolgenden Kneten des Gemisches, ohne daß einstweilen eine bestimmte
Erklärung für diese Erscheinung gegeben werden könnte, das Bitumen aus den Kapillaren
wieder heraustritt, so daß beispielsweise in Fällen, wo das dunkle Bitumen in den
Kapillaren so verschwunden ist, daß es die Färbung des hellen Minerals kaum beeinflußt,
die Mischung nach dem Kneten dunkel bzw. schwarz ist. Man kann auf diese Weise also
zum Zweck des Versandes o. dgl. zunächst eine nicht backende konzentrierte Mischung
herstellen, dieser am Ort der Verwendung die jeweilig höchstzulässige Mineralmenge
beigeben und sie durch nachträgliches oder gleichzeitiges oder auch voraufgehendes
Kneten klebkräftig und einbaufähig machen. Die an sich bekannte Maßnahme, erst ein
hochbitumenreiches Gemisch herzustellen, welches nachher durch Mineralzusatz auf
den jeweilig angängigen Bitumengehalt herabgesetzt wird, hat daher in dem vorliegenden
Fall des getrennten Misch- und Knetprozesses eine besondere Bedeutung, da die beiden
Verfahrensmaßnahmen zusammen in Wirklichkeit erst eine hochversandfähige, d. h.
hochbitumenreiche und nicht backende Masse liefern. Kommt der wirtschaftliche Gesichtspunkt
einer konzentrierten und infolgedessen den Versand verbilligenden Masse nicht oder
weniger in Betracht, und verwendet man außerdem ein hochwertiges Bitumen, d. h.
ein Bitumen von hohem Tropfpunkt und tiefem Erstarrungspunkt, so kann selbstverständlich
auch ein groberes und weniger kapillarreiches Mineral verwandt werden.
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Das Mischen von Bitumen und Mineral kann außer von Hand mittels Maschinen
erfolgen, sofern diese derart eingerichtet sind, daß sie eine rein mischende, d.
h. tunlichst jegliches Kneten und Drücken des Mischguts vermeidende Wirkung ausüben,
welche also das Material tunlichst nur durcheinanderwerfen, wie z. B. umlaufende
oder umlaufende und sich drehende Finger. Oder man zerstäubt den Teer fein durch
Düsen und führt ihm im Gleich- oder Gegenstrom gleichfalls fein verteilt das Mineral
entgegen. Dieses Mischen kann, je nach dem Fließpunkt des Bitumens kalt oder warm
erfolgen.
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Zum Kneten des Materials, welches gleichfalls kalt oder warm erfolgen
kann, sind Kol-, lergänge, Schnecken, gebogene Wellen, Exzenter o. dgl. geeignet,
welche also das Material umrühren ünd gleichzeitig drücken.
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Um jene beiden Wirkungen, zunächst den Lh-halt einer pulverförmigen,'
nicht klebenden Masse und sodann die klebkräftige, einbaufähige Masse zu erzielen,
müssen jedoch -noch bezüglich des Mengenverhältnisses von Bitumen und Mineral die
folgenden Bedingungen beachtet werden.
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Die Mischung von Bitumen und Mineral soll einerseits so bitumenreich
sein, daß die Mischung hinreichend Bitumen zum »Binden« des Minerals enthält, d.
h. tunlichst nicht unter io Prozent Bitumen, da Mischungen von. geringerem Bitumengehalt,
wie sich gezeigt hat, auch nach, stärkstem Kneten nicht bindefähig werden, weil,
der vor liegendenAuffassung zufolge, ein Betrag von io Prozent Bitumen die untere
Grenze ist, bei welcher die inneren Kräfte der Mässe, ihre Klebkraft, den äußeren
Kräften, also dem Verkehrsdruck, noch das Gleichgewicht halten. je bitumenreicher
die Mischung ist, um so beständiger ist sie gegenüber Atmosphäriien und deren chemischen
und physikalischen Einflüssen; jedoch ist gemäß der Erfindung eine obere Grenze
durch die Bedingung gegeben, daß die Mischung- auch nach der Kompression, also fertig
aufgetragen und gestampft, stets noch einen gewissen Überschuß an Gesamthohlräumen
einschließlich .der zunächst mit Luft oder Feuchtigkeit erfüllten, enthalten soll,
dies zu dem Zweck, damit bei starkem Erwärmen der Decke durch die Sonnenbestrahlung
das sich ausdehnende Bitumen stets noch Hohlräume vorfindet, in die es eintreten
kann, während es im anderen Fall aus der Masse austritt, mit der Folge des bekannten
»Schwitzens« und Klebrig-Weichwerdens der Decke.
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Bezüglich
des Mengenverbältnisses hat sich beispielsweise eine Mischung eines Minerals von
z. B. 4o bis 45 Prozent Gesamthohlraum-Behalt mit etwa I2 Prozent Bitumen als geeignet
erwiesen. Der in dem Gemisch verbleibende Hohlraum von 28 bis 33 Prozent, welcher
in jenem Ausmaß beim Kneten im wesentlichen erhalten bleibt bzw. nach dem Kneten
noch etwa jenen Prozentsatz betragen soll, wird nun durch das Stampfen um etwa 25
Prozent auf etwa 7 bis I2 Prozent vermindert, so daß die fertige Decke noch etwa
7 bis I2 Prozent theoretisch errechneten, d. b. etwaige Bruchfeuchtigkeit des Gesteins
mitenthaltendem Hohlraum aufweist, welcher nach den vorliegenden Erfahrungen insoweit
die Wetterbeständigkeit der Decke gewährleistet.