DE936254C

DE936254C - Behandlung von Gestein zum Strassenbau

Info

Publication number: DE936254C
Application number: DEL11337A
Authority: DE
Original assignee: LECHLER PAUL FA
Current assignee: LECHLER PAUL FA
Priority date: 1952-01-18
Filing date: 1952-01-18
Publication date: 1955-12-07

Description

Behandlung von Gestein zum Straßenbau Eine schwierige Aufgabe des bituminösen Straßenbaus ergibt sich aus der Tätsache, daß die Gesteine eine große Affinität zum Wasser haben, und zwar unterschiedlicher Natur, wobei die Verwandtschaft zum Wasser bei quarzhaltigem Gestein besonders groß ist. Das hat zur Folge, daß z. B. bei einer frisch ausgeführten Oberflächenbehandlung, bei welcher zuerst ein bituminöses Bindemittel auf die Straßenoberfläche aufgespritzt und dann eine Lage Gesteinssplitt aufgebracht wird, eine gute Verbindung zwischen den Gesteinskörnern und dem bituminösen Bindemittel nicht eintreten kann, solange das Gestein naß ist. Nachträglich hinzutretende Feuchtigkeit vermag sich häufig auf der Oberfläche bereits umhüllten Gesteins auszubreiten und dadurch den Bindemittelfilm vom Gestein abzulösen. Das kann zur Folge haben, daß bei einer längeren Regenperiode die ganze Oberflächenbehandlung zerstört wird, weil das vom Bindemittel gelöste Gestein vom Verkehr zur Seite geschleudert wird.
Diese Tatsache ist von großer praktischer Bedeutung, und es wurde schon vielfach versucht, Abhilfe zu schaffen. Dies geschieht u. a. dadurch, daß man den bituminösen Bindemitteln besondere chemische Stoffe zusetzt, welche sowohl eine Verwandtschaft zum Gestein, als auch zu dem bituminösen Stoff haben und welche als Haftungsvermittler zwischen Gestein und Bindemittel wirken sollen. Der Wirkungsgrad dieser Zusätze ist aber vielfach unbefriedigend, und außerdem handelt es sich meist um wasserlösliche Stoffe, welche nachträglich aus dem bituminösen Belag ausgewaschen werden und seine mechanische Festigkeit beeinträchtigen. Der geringe Wirkungsgrad ist vor allem darauf zurückzuführen, daß die Moleküle des dem bituminösen Bindemittel zugesetzten Haftmittels gewissermaßen von diesem verschluckt werden, daß also nur ein geringer Anteil derselben unmittelbare Berührung mit der Gesteinsoberfläche bekommt und dadurch eine haftungsverbessernde Wirkung ausüben kann.
Um die vollständige Benetzung des Gesteins finit dem haftungsverbessernden Zusatz zu gewährleisten und diesen möglichst weitgehend auszunutzen, ist es bekanntgeworden, das Gestein für sich mit dem haftungsverbessernden Mittel zu behandeln und erst anschließend mit dem bituminösen Bindemittel zu verarbeiten. Man erreicht dadurch, daß die ganze Gesteinsoberfläche mit einem Film des Haftmittels überzogen wird, der hauchdünn sein kann. Wird dann das bituminöse Bindemittel hinzugegeben, so ist eine gute Benetzung des Gesteins auch bei feuchter Witterung möglich.
Die Anwendung der haftungsverbessernden Zusätze in der einen oder anderen Weise ist aber durch verschiedene Umstände beschränkt, nämlich einerseits durch den oft hohen Preis dieser Stoffe, weiterhin durch die Tatsache, daß die straßenbautechnischen Eigenschaften der bituminösen Bindemittel oft durch die meist vorhandene Wasserlöslichkeit der Zusatzmittel nachteilig beeinflußt werden. Vor allem ist es aber rein technisch nicht einfach, das Gestein mit den Haftmitteln zu überziehen, denn dafür ist ein besonderer Mischvorgang notwendig, der an der Baustelle nur schwer durchzuführen ist. Wird aber das Gestein längere Zeit vorher, z. B. im Schotterwerk, mit dem Haftmittel vorbehandelt, dann muß man in Kauf nehmen, da.ß seine Wirkung mit zunehmender Lagerung stark zurückgeht und durch hinzutretende Feuchtigkeit und Witterungseinwirkung in verhältnismäßig kurzer Zeit mehr oder weniger aufgehoben wird.
Es gibt noch einen anderen bekannten Weg, um das Gesteinsmaterial gegen Feuchtigkeitseinwirkung unempfindlich zu machen, indem man es nämlich in getrocknetem Zustande mit einem dünnen Film eines zähflüssigen bituminösen Bindemittels überzieht, also z.: B. mit Heißteer, mit Bitumen oder Verschnittbitumen behandelt. Im Laufe der Lagerung wird dieser bituminöse Film dann zäher, und in dem Maß geht auch die schädliche Einwirkung der Feuchtigkeit zurück, denn je zäher der Film auf der Oberfläche des Gesteins ist, um so weniger wird er durch Feuchtigkeit verdrängt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß man das Gestein erwärmen und trocknen- muß, damit es sich mit dem bituminösen Material überzieht. Weiterhin ist dabei notwendig, auch die bituminösen Stoffe in heißflüssiger Form anzuwenden. Dadurch. werden beträchtliche Wärmemerigennotwendig, welche die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sehr in Frage stellen. Weiterhin läßt es sich nicht vermeiden, daß das gebrochene Gesteinsmaterial durch den bituminösen Überzug, auch wenn er sehr dünn ist, zum Verkleben neigt und sich deshalb später auf der Straße nicht mehr so leicht ausbreiten läßt wie unbehandelter Splitt. Aus diesen Gründen ist dem besprochenen Verfahren ein nur beschränktes Anwendungsfeld gegeben.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Straßenbaustoffe in Pulverform zu- verwenden, indem man Sand und gemahlenes Pech miteinander mischt und die so entstandene Mischung nach dem Ausbreiten auf der Straße mit Öl behandelt. Auf diese Weise läßt sich jedoch keine gleichmäßige Benetzung und Bindung des Sandes erreichen. Ferner ist ein Verfahren bekannte, geworden, wonach eine Mischung von feingemahlenem Pech und Gesteinsstaub mit einem durch Zusatz feinsten Gesteinsmehls in streufähigen Zustand versetzten Öls an der Baustelle gemischt und dann durch Walzen oder Stampfen verdichtet wird. Hierbei handelt es sich um eine stampfasphaltartige Masse. Dieses Verfahren ist jedoch -nicht brauchbar, um beispielsweise Gesteinssplitt auf kaltem Wege mit einer festhaftenden bituminösen Umhüllung zu versehen.
Durch die nachstehend beschriebene Erfindung kann feuchtes Gestein ohne Anwendung von Wärme mit einem dünnen, festhaftenden, bituminösen Überzug versehen werden, welcher bewirkt, daß von diesem Gesteinsmaterial später, wenn es in Verbindung mit bituminösen Bindemitteln auf der Straße verarbeitet wird, der Bindemittelfilm nicht mehr durch Einwirkung von Feuchtigkeit gelöst wird. Dies wird auf folgende Weise erreicht: Das Gesteinsmaterial, welches seine natürliche Feuchtigkeit aufweisen kann, wird in einer Mischvorrichtung mit einem geringen Zusatz i. eines gemahlenen bituminösen Stoffes, also z. B. mit Pechpulver oder pulverisiertem, hocherweichendem Bitumen, 2. mit Kalkpulver vermengt. Unter Kalkpulver sind in diesem Sinne Mineralpulver zu verstehen, welche mehr als 6o °/o Calciumoxyd bzw. CaIciumhydroxyd enthalten: -Solche Verbindungen sind z. B. .der handelsübliche gebrannte Kalk mit in der Regel mehr als 95 °% Calciumoxyd, dann der gelöschte pulverförmige Kalk, aus mehr als 95)/, Calciumhydroxyd bestehend, weiterhin hydraulische Bindemittel mit überwiegendem Anteil von gebranntem Kalk; wie Wasserkalk, Romanzement und ferner der eigentliche Portlandzement, welcher in der Regel mehr als 65 °% Calciumoxyd enthält.
In der Mischvorrichtung überzieht sich das Gestein mit einer dünnen Schicht dieser pulverförmigen Stoffe, welche durch die Gesteinsfeuchtigkeit oder hinzugefügtes Wasser an der Gesteinsoberfläche -festphalten werden. Anschließend wird dann eine mit Öl-, Fett- oder Harzseifen oder anderen Emulgatoren hergestellte. Emulsion von Teerölen, Mineralölen oder anderen Stoffen, welche als Lösungsmittel für das bituminöse Pulver dienen, in entsprechender Menge hinzugegeben. Durch einen Gehalt dieser Emulsion an hochsiedenden schwerverdunstbaren Teerölen oder Mineralölen, wie Anthracenöl oder Spindelöl, kann eine Weichmachung des pulverförmigen und damit harten bituminösen Bindemittels auf den gewünschten Weichheitsgrad erreicht werden.
Der Anteil des das Gestein umhüllenden Überzuges an Calciumoxyd bzw. Calciumhydroxyd bildet mit dem Emulgator der Emulsion, welche dadurch ausgefällt wird, sogenannte Kalkseifen. Dies sind wasserunlösliche Stoffe, welche sich auf der Gesteinsoberfläche niederschlagen und deren Benetzung durch bituminöse Stoffe fördern. Das bituminöse Pulver löst sich in dem Öl bzw. Lösungsmittel auf, und die Lösung bildet einen Film auf der Oberfläche des Gesteins. Infolge der Wirkung der Kalkseife ergibt sich eine gute Benetzung des Gesteins durch die bituminöse Lösung unter Verdrängung des auf dem Gestein und in der Emulsion befindlichen Wassers.
Die Anwendung der Öle in Emulsionsform hat noch folgenden weiteren Vorzug: Bei Verwendung der Öle bzw. Lösungsmittel allein wäre es meist schwierig, die für die Lösung und Weichmachung des bituminösen Pulvers ausreichende, oft sehr geringe Ölmenge gleichmäßig über das ganze Gestein zu verteilen. Dazu sind erfahrungsgemäß mindestens i bis 2 °% Öle oder Lösungsmittel notwendig, während für die Lösung und Weichmachung des bituminösen Pulvers unter Umständen Mengen von 11,0/0 genügen. Bei den hier vorgeschlagenen Emulsionen ist durch den Wassergehalt die Substanzmenge bei gleichem Ölgehalt größer und dadurch die vollständige Umhüllung des Gesteins leichter zu erreichen.
Man kann bei der Anwendung der Emulsion auch den umgekehrten Weg gehen, indem man zuerst das Gestein mit der Emulsion umhüllt und dann erst das Pechpulver und die sonstigen Stoffe zumischt. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn das Gestein trocken ist, weil auf den durch die Emulsion benetzten Gesteinsflächen die pulverförmig zugegebenen Komponenten gut haften. Der Wirkungsgrad des Verfahrens ist sehr gut. Auf einfache Weise wird das kalte, feuchte Gestein durch einen kurzen Mischvorgang mit einem bituminösen Film überzogen, welcher gegen Regen- und Feuchtigkeitseinwirkung unempfindlich ist. Selbst bei lang andauernder Lagerung in Haufen, wie sie aus Gründen der Vorratshaltung häufig notwendig ist, entsteht keine nachteilige Wirkung. Auch Feuchtigkeit, welche durch Niederschläge in das Lagergut gelangt, kann dem bituminösen Film nicht schaden. Durch Veränderung des Teeröl- bzw. Lösungsmittelzusatzes kann die Härte und Klebfähigkeit des bituminösen Filmes unterschiedlich gestaltet werden, je nachdem es sich für die anschließende Verarbeitung als notwendig erweist.
Beispielsweise kann der bituminöse Film bezüglich der Klebfähigkeit so eingestellt werden, daß diese sehr gering ist, so daß das vorbehandelte Gesteinsmaterial sich fast in derselben Weise schaufeln und ausbreiten läßt wie unbehandelter Splitt, was für die leichte Verarbeitung z. B. bei der Ausführung von Oberflächenbehandlungen erwünscht ist. Im Gegensatz zu der chemisch wirksamen, haftungsverbessernden Zusätzen, welche in der Regel in ihrem chemischen Aufbau dem späteren bitumninösen Bindemittel nicht verwandt sind und oft dessen Eigenschaften, z. B. Dehnbarkeit und Wasserbeständigkeit, nachteilig beeinflussen, besteht der auf die beschriebene Weise erzeugte Film auf der Gesteinsoberfläche aus demselben Grundstoff, wie er auch in den anschließend verwendeten zur Verkittung des Gesteinsmaterials notwendigen bituminösen Bindemitteln enthalten ist. Es sind keinerlei schädliche oder sonstige wasserlösliche Stoffe darin enthalten. Die Möglichkeit zur Mitverwendung von füllerartigen Gesteinsmehlen verbessert die Verbindung des Gesteins mit 'dem bituminösen Bindemittel und erweist sich in der Praxis als wesentlicher Vorzug.
Das beschriebene Verfahren eignet sich nicht nur zur Vorbehandlung von Gestein, welches danach mit weiterem Bindemittel verarbeitet wird, sondern es läßt sich auch zur Herstellung von einbaufähigen Belagsmischungen mit Vorteil anwenden. Beispiele i. ioo Gewichtsteile Gesteinssplitt der Körnung 8/i2 mm werden im Mischer mit i Gewichtsteil Pechpulver und 1/2 Gewichtsteil pulverisiertem gebranntem Kalk vermischt. Anschließend werden 2 Gewichtsteile einer wäßrigen Emulsion zugegeben, welche als disperse Phase 6o Teile Teeröl des Siedebereichs Zoo bis 3oo° C enthält, hergestellt in bekannter Weise unter Verwendung üblicher Emulgatoren, wie Fettsäuren, Harzsäuren, Sulfosäuren usw. 2. 4o Gewichtsteile Gesteinssplitt i2/18 mm, 3o Gewichtsteile Gesteinssplitt 8/i2 mm, 2o Gewichtsteile Gesteinssplitt 3/8 mm, io Gewichtsteile Brechsand o/3 mm werden in einem Mischwerk mit 4 Gewichtsteilen Pechpulver und i Gewichtsteil Kalkhydratmehl vermengt. Hierauf werden 4,5 Gewichtsteile einer Emulsion beigemischt, welche folgende Zusammensetzung hat: 5o Gewichtsteile Anthracenöl, 46 Gewichtsteile Wasser, 2 Gewichtsteile Tallöl, 2 Gewichtsteile Natronlauge. Es ergibt sich ein Mischgut, das zur Herstellung von Teppichbelägen auf Straßen, Plätzen, Höfen, Gehwegen usw. sowie zur Instandsetzung von Straßendecken geeignet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren, um im bituminösen Straßenbau zu verwendende Gesteine mit einem wasserabweisenden bituminösen Bindemittelfilm zu überziehen, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf kaltem Wege mit gepulverten bituminösen Stoffen sowie pulverförmigen Mineralien mit mehr als 6o % Calciumoxyd oder Calciumhydroxyd und anschließend mit Emulsionen von Ölen und/oder Lösungsmitteln vermischt werden, in denen sich die gepulverten bituminösen Stoffe lösen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestein zuerst mit der flüssigen und hernach mit den festen Komponenten gemischt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr: 615 501, 622 6o4.