DK142120B - Tilslagsmateriale til vejbygning. - Google Patents

Description

142120

Opfindelsen angår et tilslagsmateriale til vejbygning bestående af en masse af et grundtilslagsmateriale og skarpkantede hårde partikler.

Det er kendt at anvende i naturen forekommende eller 5 syntetiske tilslagsmaterialer i vejbelægninger for at forbedre slidmodstandsdygtighed, lysreflektionsegenskaberne og skridsikkerheden.

Et hvidt syntetisk tilslagsmateriale med gode slid- og lysreflektionsegenskaber har været på markedet i en række 10 år. Det består af korn af afglasset glas. Materialet og fremgangsmåde til fremstilling af produktet'er beskrevet i bl.a. britisk patent nr. 897.125. Selv om skridsikkerheden ved anvendelse af dette tilslagsmateriale er lige så god eller større end for andre kendte tilslagsmaterialer, og til-15 slagsmaterialet således er anvendeligt til 'brug ved fremstilling af næsten alle slags vejbaner, har dette materiale i visse lande ikke tilfredsstillet kravene til tilslagsmaterialer til brug ved konstruktion af motorveje og veje med områder, hvor der ofte sker uheld, f.eks. vejkryds. Dette 20 gælder navnlig materialets modstandsdygtighed mod at blive poleret.

Slagge fremstillet ved metalekstraktionsprocesser, specielt højovnsslagge, er et andet eksempel på et velkendt materiale til brug som tilslagsmateriale i vejbelægninger.

25 Selv om dette materiale er billigt og forekommer i næsten ubegrænsede mængder, har det ikke været fuldt tilfredsstillende til brug i vejbelægninger som følge af, at det er mørkt og har en tendens til at blive poleret.

For at opnå en stor Skridsikkerhed og for at reducere 30 poleringstendensen er det blevet forsøgt at anvende korn af specielt kalcineret bauxlt i et passende bindemiddel, f.eks. epoxyharpiks eller bitumen. Anvendelsen af kalcineret bauxit frembyder imidlertid visse ulemper. For det første' er kalcineret bauxit relativt dyrt, og den til rådighed værende mæng-35 de af materialet i de partikelstørrelser, som kræves ved bygning af veje (almindeligvis ca. 10 mm), er begrænset. Resultatet heraf har været, at prisen for kalcineret bauxit til vejbygning er 10-20 gange større end prisen for naturlige 2 142120 eller syntetiske vejtilslagsmaterialer.

For det andet er nedknusningsstyrken for kalcineret bauxit relativt ringe, og lysreflektionsegenskaberne er dårlige som følge af, at farven varierer mellem grå og 5 sort. Den begrænsede tilstedeværende mængde af grove partikler af kalcineret bauxit har resulteret i anvendelsen af bauxitpartikler med en størrelse på mellem 1 og 3 mm, men anvendelsen af sådanne partikler forøger risikoen for, at der opstår såkaldt aqua-planing ved kørsel med motor-10 køretøjer med stor hastighed.

Der kendes endvidere et kornformet materiale til tilsætning til vejbelægninger med det formål at gøre vejoverfladen lys. Disse korn består af sandpartikler, som er indlejrede i glaskorn. Et sådant materiale bidrager imid-15 lertid ikke væsentligt til at forbedre vejbelægningen med hensyn til skridsikkerhed og styrke- og antipoleringsegen-skaber.

Et andet kendt tilslagsmateriale består af granuler af spineIpartikler med en partikeldiameter på 1 mm og der-20 under og hermed sammensintrede små partikler af et bindemiddel, f.eks. slagge. Som følge af den til fremstilling af dette tilslagsmateriale anvendte sintringsteknik vil kun en forholdsvis ringe del af de hårde spinelpartikler befinde sig ved granulernes overflade. Ved anvendelse af 25 tilslagsmaterialet i vejbelægninger opnås der derfor ikke en ønsket forbedring af skridsikkerheden og antipolerings-egenskaberne.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et tilslagsmateriale, som bibringer en vejbelægning en større 30 skridsikkerhed og bedre styrke- og antipoleringsegenskaber end de kendte tilslagsmaterialer ved at gøre de skarpkantede hårde partikler bedre egnede til at udøve deres ønskede funktion, og at sikre en stærk binding mellem disse skarpkantede hårde partikler og partiklerne af grundtil-35 slagsmaterialet.

Dette formål opnås med tilslagsmaterialet ifølge opfindelsen, hvilket tilslagsmateriale er ejendommeligt ved, at grundtilslagsmaterialet består af partikler med en par- 3 142120 tikelstørrelse på mellem 2 og 20 mm og har forsænkninger i overfladen, og at de skarpkantede hårde partikler har en partikelstørrelse på under 0,5 mm og er bundet til overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet, 5 idet de hovedsageligt er lejrede i forsænkningerne i overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet.

Som følge af, at de relativt store partikler af grundtilslagsmaterialet har forsænkninger i overfladen, og da de skarpkantede hårde partikler i forhold hertil er rela-10 tivt små og hovedsageligt er lejrede i de nævnte forsænkninger, vil en væsentligt større del af de hårde partikler hurtigere komme til at udøve deres funktion, når tilslagsmaterialet indgår i en vejbelægning, og samtidig sikres, at disse hårde partikler er bedre beskyttede mod slid 15 og frigørelse og fastholdes kraftigere end, hvis de er bundne til en glat overflade. De nævnte forsænkninger danner således "reservoirer" for de hårde partikler, og som følge heraf bibeholder tilslagsmaterialerne ifølge opfindelsen en stor modstandsdygtighed mod polering over lange 20 tidsrum. Som eksempler på grundtilslagsmaterialer, hvor overfladen af partiklerne har forsænkninger, skal nævnes partikler af højovnsslagge og afglasset glas. Forsænkningerne i overfladen af sådanne partikler har normalt en diameter på mellem 0,1 og 5 mm.

25 Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstil ling af det ovenfor omtalte tilslagsmateriale. Denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at (1) partikler af et grundtilslagsmateriale med en partikelstørrelse på mellem 2 og 20 mm og med forsænk- 30 ninger i overfladen blandes med et bindemiddel til frembringelse af en bindemiddelbelægning på overfladen af de nævnte partikler, (2) der tilsættes skarpkantede hårde partikler med en partikelstørrelse på under 0,5 mm til de belagte 35 grundtilslagsmaterialepartikler for at indføre de hårde partikler i belægningen, og (3) bindemidlet hærdes til dannelse af en stærk binding mellem de hårde partikler og overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet.

142120 4

Eksempler på hårde skarpkantede partikler er kvartssand, korundsiliciumcarbid, kalcineret bauxit, partikler af afglasset glas, såsom det produkt, der forhandles under det registrerede varemærke "Synopal" og blandinger heraf.

5 De anvendte partikler bør have en hårdhed f.eks. målt på basis af Moh’s skala eller på basis af deres Knoop-tal, som er større end eller lig med hårdheden for grundtilslagsmaterialet. Når grundtilslagsmaterialet er mørktfarvet f.eks. som højovnsslagge, er de hertil bundne hårde partik-10 ler fortrinsvis hvide eller lyse for at bibringe tilslagsmaterialet lysreflekterende egenskaber. Når grundtilslagsmaterialet er hvidt, kan der anvendes mørke hårde partikler, uden at der herved sker nogen væsentlig forringelse af de lysreflekterende egenskaber. Hvis f.eks. højovns-1 s slagge anvendes som grundtilslagsmateriale, kan der som hårde partikler anvendes partikler af afglasset glas. Hårde partikler med en størrelse på under 0,5 mm har vist sig at give de bedste egenskaber med hensyn til modstandsdygtighed mod polering. Denne modstandsdygtighed er et mål 20 for den skridsikkerhed, som frembringes af et givet tilslagsmateriale. Det omfang, hvori et givet materiale udviser modstandsdygtighed overfor polering, angives normalt ved hjælp af dets P.S.V.-værdi, som bestemmes ved hjælp af British Standard 812:1967.

25 Bindemidlerne, som tjener til at binde de hårde par tikler til eller i overfladen af grundtilslagsmaterialet, er fortrinsvis af uorganisk karakter som følge af, at bindemidlet bør have en hårdhed, som ligger tæt ved hårdheden for grundtilslagsmaterialet, og som følge af, at en sådan 30 hårdhed normalt ikke kan opnås med harpikslignende bindemidler. Bindemidlet af vandglastypen er foretrukne som følge af, at de er lette at anvende, billige og efter brænding giver stærke keramiske bindinger mellem de hårde partikler og grundtilslagsmaterialepartiklerne.

35 Tilslagsmaterialet ifølge opfindelsen består fortrins vis af 100 vægtdele grundtilslagsmaterialepartikler, 1-10 vægtdele bindemiddel (på tørbasis) og 5-10 vægtdele hårde partikler.

5 142120

Tilslagsmaterialet ifølge opfindelsen kan fremstilles enten portionsvis eller kontinuerligt. Ved portionsvis fremstilling fyldes en roterende tromle med grundtilslagsmate-rialet. Tromlen bringes derpå til at rotere med en hastig-5 hed på 5-10 omdrejninger pr. minut, og der tilsættes en forudbestemt mængde bindemiddel. Efter, at bindemidlet er blevet ensartet fordelt over overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet, tilsættes den ønskede mængde hårde partikler. For at forhindre, at partiklerne af grundtil-10 slagsmaterialet hænger sammen, kan der tilsættes et skillemiddel. Også en overskydende mængde hårde partikler kan anvendes til dette formål. Når de hårde partikler er blevet, fordelt over overfladerne af partiklerne af grundtilslagsmaterialet og forankret i bindemidlet, hærdes bindemidlet 15 ved tørring eller brænding afhængig af den anvendte type bindemiddel. Når der anvendes vandglas som bindemiddel, brændes materialet for at opnå en keramisk vandmodstandsdygtig binding.

Ved en kontinuerlig fremgangsmåde indføres grundtil-20 slagsmaterialet i den øverste ende af en skråtstillet rotationsovn. Under passagen ned igennem ovnen føres grundtilslagsmateriale først ind i en zone, hvor der tilsættes bindemiddel i en forudbestemt mængde, som er afhængig af tilførselshastigheden for grundtilslagsmaterialet. I en 25 efterfølgende zone fordeles bindemidlet over overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet som følge af den rullende bevægelse, som ovnen bibringer partiklerne.

I en efterfølgende zone tilsættes hårde partikler. Tilslagsmaterialet kan derpå overføres til en anden rota-30 tionsovn til hærdning eller brænding af bindemidlet.

Opfindelsen skal herefter beskrives nærmere under henvisning til følgende eksempler: EKSEMPEL 1 35 10 kg partikler af afglasset glas ("Synopal") og med en partikelstørrelse på 8-12 mm (P,S.V.-værdi: 48) indførtes i et blandeapparat i form af en roterende tromle. 0,5 1 vandglas med en koncentration på 36° Baumé sattes til kor- 142120 6 ί nene. Blandingen behandledes i 10 minutter, og en blanding af 0,5 kg kalcineret bauxit med en partikelstørrelse på 0,25-0,50 mm og 1,5 kg partikler af afglasset glas ("Synopal”) og med en partikelstørrelse på under 0,15 mm tilsat-5 tes, hvorefter rotationen fortsattes i yderligere 10 minutter. Tilslagsmaterialet overførtes derpå til en lille rotationsovn og brændtes ved en temperatur på 1100°G i 10-15 minutter, P,S.V.-værdien for det færdige produkt var 60.

10 EKSEMPEL· 2

Fremgangsmåden ifølge Eksempel 1 gentoges under anvendelse af 10 kg højovnsslagge med en partikelstørrelse på 8-12 mm som grundtilslagsmateriale (P.S.V.-værdi: 50), Der anvendtes vandglas som bindemiddel, og dette tilsattes i 15 en mængde på 0,5 1 med en koncentration på 36° Baumé. Som hårde partikler anvendtes 1,0 "Synopal"-partikler med en partikelstørrelse på under 0,15 mm. Det dannede produkt brændtes ved en temperatur på 1000°C i 10-15 minutter. Det færdige produkt havde en P.S.V.-værdi på 63 og havde udmær-20 kede lysreflekterende egenskaber.

EKSEMPEL 3

Fremgangsmåden ifølge Eksempel 1 gentoges under anvendelse af 10 kg højovnsslagge med en partikelstørrelse på 25 mellem 8 og 12 mm som grundtilslagsmateriale (P.S.V.-værdi: 50). Bindemidlet var 0,15 1 36° Baumé-vandglasopløsning. De hårde partikler var kvartspulver med partikelstørrelser på under 0,09 mm. Det dannede produkt brændtes ved en temperatur på ca. 900°C i 10-15 minutter. P.S.V.-værdien for slut-30 produktet var 79.

EKSEMPEL· 4

Fremgangsmåden ifølge Eksempel 1 gentoges under anvendelse af et grundtilslagsmateriale bestående af 25 kg 35 "Synopal"-partikler med en partikelstørrelse på 8-12 mm (P.S,V.-værdi: 48). 2,5 1 36° Baumé-vandglasopløsning tilsattes. Efter blanding i 10 minutter tilsattes en yderligere

Claims (4)

142120 mængde på 5 kg "Synopal"-partikler med partikelstørrelser på under 0,09 mm. Det dannede produkt brændtes ved en temperatur på 1050°C. P.S.V.-værdien for slutproduktet var 76.

1. Tilslagsmateriale til vejbygning bestående af en ^ masse af et grundtilslagsmateriale og skarpkantede hårde partikler, kendetegnet ved, at grundtilslagsmaterialet består af partikler med en partikelstørrelse på mellem 2 og 20 mm og har forsænkninger i overfladen, og at 10 de skarpkantede hårde partikler har en partikelstørrelse på under 0,5 mm og er bundet til overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet, idet de hovedsageligt er lejrede i forsænkningerne i overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet.

2. Tilslagsmateriale ifølge krav ^kendeteg net ved, at de skarpkantede partikler er forbundet med partiklerne af grundtilslagsmaterialet ved hjælp af et bindemiddel dannet af vandglas.

3. Fremgangsmåde til fremstilling af tilslagsmaterialet 20 ifølge krav 1,kendetegnet ved, at (1) partikler af et grundtilslageraateriale med en partikelstørrelse på mellem 2 og 20 ram og med forsænkninger i overfladen blandes med et bindemiddel til frembringelse af en bindemiddelbelægning på ovef- 25 fladen af de nævnte partikler, (2) der tilsættes skarpkantede hårde partikler med eu partikelstørrelse på under 0,5 mm til de belagte grundtiIslagsmaterialepartikler for at indføre de hårde partikler i belægningen, og 30 (3) bindemidlet hærdes til dannelse af en stærk bin ding mellem de hårde partikler og overfladen af partiklerne af grundtilslagsmaterialet.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3,kendetegnet ved, at der som bindemiddel anvendes en vandglasopløsning,