DE2306360A1 - Kunstharzmoertel und verfahren zu seiner herstellung und verwendung - Google Patents

Description

• Kunstharzmörtel und Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung Die Erfindung betrifft einen Kunstharzmörtel, der insbesondere zur Herstellung von Belägen für Straßen, Wege, Fußböden und dgl. oder von Baukörpern oder Bauplatten geeignet ist und einen mit Kunstharz als Bindemittel gehaltenen Füllstoff enthält, der eine grobkörnige Zuschlag-Komponente und eine wenigstens annähernd mehlsfeine Komponente enthalt.
• Es ist bereits ein Kunstharzmörtel bekannt, der zur Ausbesserung von Fahrbahnbelägen vorgesehen ist, die durch Einwirkung von Frost und Streusalz und infolge mechanischer Einwirkungen, insbesondere von Spikes-Reifen beschädigt worden sind. Vor allem bei einem hochwertigen, beispielsweise aus Beton bestehenden Fahrbahnbelag T;ann die Ausbesserung der Fehlstellen sowie der Ausgleich der abgenützten Oberfläche mit einer gleichwertigen Verschleißschicht häufig wesentlich wirtschaftlicher sein, als die vollständige Erneuerung der Betondecke. Die hierfür bekannt gewordenen Kunstharzmortel enthalten einen Kunstharzanteil, der zumeist bei etwa 50 Volumensprozent, keinesfalls jedoch niedriger als 30 bis 40 Volumensprozent liegt -. Wegen ihres hohen Anteils an Kunstharzen sinvd die bekannten Kunstharzmorbel kostspielig im Herstellungsaufwand und einen nur ix. lohnaufwendiger und relativ langsamer Arbeit von Hand verarbeitet werden.
• Wenn die bisher zur Ausbesserung von Fahrbahnschäden üblichen Kunstharzmörtel zur großflächigen Beschichtung auf Beton oder betonartigem Untergrund mit anorganischem Bindemittel verwendet werden, ergibt sich ein weiterer, wesertlicher Nachteil dadurch, daß infolge der erheblich größeren Wärmedehnung der aufgebrachien Ausbesserungsschicht in der Grenzfläche zwischen der Ausbessoru ngsschicht und der Unterlage so hohe Scherspandiese nungen anPtreten können, bei extremen Teraturen zu einem Abplatzen der Ausbesserungsschicht führen.
• Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Kunstharzmörtel zu schaffen, der einerseits eine höhere HaStfestigkeit aufweist und andererseits wesentlich kostengünstiger in der Herssellung und in der Verarbeitung ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einem Kuns tharzmörtel der eingangs beschriebenen Art die mehlfeine Komponente mindestens zu einem Teil aus Zement, vorzugs weise aus Rrtlandzement besteht.
• Die zur Verwenci'ung in einem erfindungsgemäßen Kunstharzmörtel besonders geeigneten, kalthärtenden Kunstharze, nie Epoxidharz, Polyesterharz und ähnliche, können nur auf trockenen Zuschlagstoffen ausreichend haften. Wenn jedoch die im Ausgangszustand feuchten Zuschlagstoffe zunächst erst getrocknet werden messen, so ist dies sehr aufwendig. Eine Trocknung kann aber auch d.urch chemischen Wasserentzug bei Verwendung von verseifungsfesten Kunstharzen in Weiterbildung der Erfindung auf einfache und wirtschaftliche Weise derart erfolgen, daß der bzw. die feuchten Zuschlagstoffe in einem Mischer, vorzugsweise einem Zwagsmischer, zuerst mit der erforderlichen Menge Portlandzement vermischt werden und daß erst nach dieser Vermischung das Kunstharz zugemischt wird. Der Portlandzement erfüllt dabei drei verschiedene Funktionen: a) Er entzieht durch chemische Reaktion Ca0 + Wasser -, Ca (OH)2 den Zuschlagstoffen ihre Elgenfeuchte, b) er ersetzt teilweise oder ganz die mehlfeine Füllstoff-Komponente, die vorteilhafterweise eine Korngroße von weniger als 0,09 mm aufweist, c) er ergibt ein zusStzlich zum Kunstharz wirkendes Bindemittel, soweit ihm zum Abbinden die erforderliche Wassermenge entweder beim Anmachen des Mörtels wie beim oben vorgeschlagenen Verfahrensgang oder durch spätere Feuchtigkeitseinwirkung im verarbeiteten Zustand zur Verfügung steht.
• Der in der Besobaffung wesentlich billigere, als zusätzliches Bindemittel zum wesentlich dureren Kunstharz wirkende Zement führt in der erfindungsgemäßen Kombination zu einer erheblichen lCunstharzeinsparung und damit zu einer beträchtlichen Senkung der Werkstoffkosten. Gleichzeitig führt der erfindungsgemäße Kunststoffmörtel zu einer Vereinigung der Vorteile, welche der ausschließlich kunstharzgebundene orWel und der ausschließlich zementgebundene mörtel aufweist.
• Das oben vorgeschlagene Verfahren, zunächst die Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe durch Vermischung mit Zement, insbesondere Portlandzement zu binden, ist besondes bei solchen Kunstharzsystemen vorteilhaft, die bei ihrer Verarbeitung im unvernetzten, d.h. unausgehärteten Zustand Wasser absorbieren und dadurch in ihren günstigen Eigenschaften beeinträchtigt werden können.
• In zahlreichen Laborversuchen hat sich überraschenderweise gezeigte daß bei ausgesprochen hydrophoben, d.h. wasserfeindlichen Kunstharzen eine gute Benetzung der unmittelbar vor der Vermischung noch nassen Zuschlagstoffe dadurch erreicht werden kann, daß diese nassen Zuschlagstoffe vor der Zumischung der Kunstharze mit Zement versetzt werden. Dabei braucht die Zementmenge nicht so groß bemessen zu werden, daß sie die EigenfeuchE gkeit der Zuschlagstoffe-icurzfristig chemisch zu binden vermag. Vielmehr reicht eine bereits relativ geringe Menge Zement schon aus, um zu anoglichenn daß der die Körner des oder der Zuschlagstoffe einhüllende Wasserfilm bei der Zumischung durch das Kunstharz verdrängt wird0 Es hat sich gezeigt, daß dies auch dann gilt, wenn der Mörtel - gegebenenfalls absichtlich - einen erhöhten Wassergehalt aufweist. Es ist demzufolge möglich, einen üblichen Zementmörtel durch Zugabe und Zumischen von Kunstharz in einen erflndungsgemäßen Kunstharzmörtei umzuwandeln. Hierzu kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Verarbeitungsverfahren gewählt werden, bei welchem überschüssiges Wasser bei der mechanischen Verdichtung des Mörtels aus dem Kunstharzmörtel herausgequetschi wird Die Zugabe eines überschüssigen Wasseranteiles kann dabei den Vorteil mit sich bringen, daß der Kunstharzmörtel in-Ringe verbesserter Streichfähigkeit sich leichter verarbeiten läßt, wohingegen das überschüssige Wasser beim nachträglichen Mrdichten wnd Ausquetschen, das vorteilhaf t mittels einer Walze erfolgt. als Trennmittel zwischen dem Mörtel und dem Verdichtungsgert wirkte Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht somit darin, daß der Zement außer als Bindemittel auch als Benetzungsmittel- vor allem für hydrophobe Kunstharze -ausgenützt werden kann.
• Gemäß der durch die Erfindung vermittelten Lehre können die bislang geltenden Ansichten und Vorschriften, wonach bei der Herstellung von Kunstharzmörtel für das Kunstharz grundsätzlich getrocknete Zuschläge verwendet werden mußten, als weitgehend überholt behandelt werden0 Die Erfindung hat deswegen für die Praxis eine weitreichende Bedeutung, als sich für einen erfindungsgemäßen Mörtel eines der billigsten kaSthärtenden Kunstharze, nämlich das Polyesterharz besonders gut eignet.
• Das Polyesterharz hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß es auch bei Kälte lediglich durch Zusatz von Beschleunigern in wenigen Stunden ausgehärtet werden kann. Bin für einen erfindungsgemäßen Kunstharzmörtel und ein erfindurgsgemäßes Verfahren zur Herstellung und Verarbeitung dieses Mörtels geeignetes Kunstharzsystem besteht beispielsweise aus Polvleit UPOO2 + Polyleit vU65 (Harzsystem (in Nonostyrol gelöste Polyesterharze) + Dirrthylanilin + Co-Nachthenat oder Co-Oktoat + Benzoylperoxyd (Härtersystem). Ein mit diesem Kunstharzsystem hergestellter Kunstharzmörtel kostet nur ein Sechstel des durchschnittlichen Marzktpreises eines bislang üblichen Kunstharzmörtels.
• Für die Verarbeitung eines mit einem derartigen Kunstharz system hergestellten Kunstharzmörtels zu einem Straßenbelag sind keine neuartigen Geräte erforderlich. Vielmehr reicnt unter Verzicht auf eine Trockenhommel und eine Entsaubungsanlage lediglich eine kleine Asphaltmischanlage aus zu welcher zwei unbeheizte Tanks für Kunststoffe, Thermoswagen, Straßenfertiger und Straßenwalzen gehören.
• Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen.
• Beim asten Ausführungbeispiel wird zunächst eine Mischung aus 57 G- Basaltbrechsand mit einer Körnung von 0,6 bis 4 mm als grobkörnige Zuschlagkomponente und aus 20 G-, Quarzmehl mit einer Kornung von 0 bis 0,6 mm in einem Zwan gsmischer hergestellt. Diesen beiden Komponenten wird als weitere mehlfeine Komponente 16 G- Portlandzement beigemischt. Nach einem zweiminütigen Mischvorgang werden 7 G- Epoxidharz (Krautoxin 1480) beigefügt. Der so entstandene Kunstharz mörtel wird sodann auf eine mit einer Haftbriike aus dem gleichen Kunstharz frisch versehene Unterlage, beispielsweise eine ausbesserungsbedürftigen Betonfahrbahn mit einem üblichen Verteilergerät in einer Schichtstärke von 1,5 cm gleichmäßig ausgebreitet und alsdann mit einer 4-t-Glattradwalze verdichtet0 Hierbei ergibt sich eine Endstärke der aufgebrachten Kunstharz mörtel-Schicht von etwa 1 cm bei einem Hohlraumgehalt, der niedriger als 2 Volumensprozent liegt.
• Der erfindungsgemäße Kunstharzmörtel kann auf alle starren Fahrbahnbeläge auch in großen Flächen aufgebracht werden, ohne daß selbst bei extremen Temperaturuntersehieden ein Abplatzen der aufgebrachten Ausbesserungechicht befürchtet werden muß. Der geinge Kunstharzanteil ergibt in Verbindung mit dem verhältnismäßig großen Zementanteil einen besonders niedrigen Mischgutpreis. Qualitativ führt der geringe Kunstharzanteil zu einer Verbesserung der in der beschriebenen Weise aufgebrachten Verschleißschicht der.Fahrbahnß da der homogene Aufbau auch im Laufe der Abnutzung die AuRrechterhaltung einer ausreichenden Griffigkeit gewährleistet. Nach erneuter Abnutzung kann der Straßenbelag im gleichen Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Kunstharzmörtel wieder instandgesetzt werden.
• Die WirtschaftlicbJceit um wie Qualität des aus dem erfinduagemäßen ABrtel hergestellten Straßenbelages und seiner Aufbringung lassen es ohne weiteres zu, einen solchen Straßenbelag von vorneherein als Verschleißschicht auf einer.Straßenoberflache zu verwenden, deren Erneuerung wegen ihrer der Unterlage gegenüber zumeist erhöhten Verschleißfestigkeit erst nach vergleichsweise langer Benutzungsdauer vorgenommen werden muß und dann in der oben geschilderten Weise rationell vorgenommen werden kann.
• In der beiliegenden Zeichnung ist als zweites Ausführungsbeispiel ein aus erfindungsgemäßem Kunstharzmörtel hergestellter Fahrbahnbelag itn Schnitt und stark schematisiert dargestelt. Der mit 2 bezeichnete Fahrbahnbelag ist als Verschleißschinht auf eine Fahrbahn 1 aufgebracht, die eine dünne Haftschicht 3 aus Polyesterharz trägt. Der Fahrbahnbelag 2 enthält gemäß dem nicht maßstabsgerechten und nicht mengengerechten dargestellten, vergrößerten Ausschnitt eine grobkörnige Zuschlag-Komponente 4 aus Splitt oder Brechsand mit einer Korngröße von 1 bis zu 4 mm, sowie eine mehlfeine Komponente 5. Diese besteht aus 20 G- Quarzsand 0/1 2C24 Portland-zement, welcher in einer Zwangsmischanlage der insgesamt 50 G- ausmachenden grobkörnigen Komponente 4 zunächst unter(% eblicher)Zugabe von Wasser beigemischt wird. Unter Berücksichtigung der Ausgangsfeuchte der grobkörnigen Zuschlag-Komponente und des Quarzsandes ist die Wassermenge in Abstimmung mit dem Zementanteil so gewahlt, daß der Mörtel eine erdfeuchte bis t«Se Konsistenz aufweist. Nach einem etwa 2 bis 3 min.
• dauernden Mischvorgang wird ein bei 6 angedeutet es Kunstharzsystem der eingangs beschriebenen Zusammensetzung unter XJ;endung eines den Härtevorgang beschleunigenden Härtersystems, spielsweise aus DMA + Co-3eschl. + BP b-eigemischt.
• In dem anschließenden Verdichtungsvorgang, der mit Hilfe von Straßenwalzen durchgeführt wird, gibt der als Ausbesserungsschicht aufgetragene Straßenbelag 2 den überschüssigen Wasserh anteil ab, wobei das ausgequetschte Wasser die Trennung des Mörtels vom Verdichtungsgerät begünstigt und unterstützt wird.
• Der erfindungsgemäße Kunstharzmörtel kann auch zur Herstellung eines Estrichs, beispielsweise in Wohngebäuden oder Industriebauten Verwendung finden. Hierbei ergbt sich als besonderer Vorteil, daß ein in dieser Weise hergestellter Estrich eine nur geringe Stärke zu haben braucht, schon an dem auf die Verlegung folgenden nächsten Tag voll beansprucht werden kann, durch Schwindrisse nicht. gefährdet ist und eine erhöhte Verschleißfestigkeit auf weist. Wenn Wenn bei der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Vrfahrensweise die zugegebene Zementmenge lediglich nach der Ausgangsfeuchtigkeit der Füllstoffe bemessen wird oder der Kunstharzmörtel wasserarm eingestellt wird» kann ein aus einem solchen Kunstharzmörtel gefertigter Estrich schon nach wenigen Tagen mit Teppichen belegt werden.
• Darüber hinaus ist es möglich» den erfindungsgemäßen Kunst -harzmörtel zur Herstellung von Fertigteilen für den Wohnungsb&u zu verenden. Hierbei sind besondere Vorteile zu erwarten, da der erfindungsgemäße Kunstharzmörtel einstellbare, nahezu beliebig verkürzbare Härtungszeiten ermöglicht. Demgemäß kann auch bei niedrigen Temperaturen bis herab zu etwa 0°C das Fcigbauteil innerhalb von 1 bis 2 Tagen nach dem Einbringen in eine Schalung wieder entschalt» abgehoben, transprtiert und dann an Ort und Stelle eingebaut werden. Der in der mehlfeinen Zuschlag-Komponente enthaltene Zement sichert ferner eine ausreichende Alkalität für Korrosionsschutz» so daß im Gegensatz zu einem reinen Kunststoffbeton bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kunstharzmörtels eine Armierung des Fertigbauteils mit Stahleinlagen zulässig erscheint Infolge des geringen Kunststoffanteils ergibt sich gegenüber dem seither üblichen Kunststoffmörtel eine wesentlich höhere Feuersicherheit und demgemäß eine wesentliche Verminderung der Feuerscutz'maßnahmen.

Claims (16)

A N S -P R 8 C H E :

1. Kunstharzmörtel, insbesondere zur Herstellung- von Belägen für Straßen, Wege, Fußböden und dgl. oder von Baukörpern oder Bauplatten, der einen mit Kunstharz als Bindemittel gehaltenen Füllstoff enthält, der eine grobkörnige Zuschlag-Komponente und eine weinigstens annähernd mehls eine Komponente enthalt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die mehls eine Komponente (5) mindestes zu einem Teil aus Zement, vorzugsweise aus Portlandzement besteht.

2. Verfahren zur Herstellung eines Mörtels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die grobkörnige Zuschlag-Komponente - vorzugsweise in einem Zwangsmischer -mit Zement vermischt wird und daß erst dann das Kunstharz zugemischt wird.

3. Verfahren nach Anpruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement unter Zugabe von Feuchtigkeit mit der grobkörnigen Zuschlag-Komponente vermischt wird.

4. Verfahren nach Ang ruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zementmenge nur so bemessen ist, daß sie den bei Beginn des Isnschvorgangs vorhandenen Feuchtigkeitsgehalt des bzw. der Zuschlagstoffe kurzfristig chemisch zu binden vermag.

5. kwrtel, hergestellt in einem der Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Kunstharzanteil von weniger als 20 Volumensprozent.

6. Mörtel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnige Komponente (4) Split undXoder Brechsand enthält.

7. Mörtel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Komponente aus Hartstoffen, wie Basalt, Porphyr, Diabas, Quarz oder aus künstlich hergestellten Hartstoffen besteht.

8. Mörtel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mehlfeine Komponente neben Zement gemahlene Hartstoffe wie Quarz oder künstlich hergesüllte Hartstoffe enthält.

9. Mörtel nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Füllstoff nach dem Verdichten eine Lagerungsdichte aufweist, bei welcher die Hohlräume 20 , vorzugsweise 15 Volumenspzent nicht übersteigen.

10. Mörtel nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Kunstharzvolumen den jenigen der nach dem Verdichten in de-m Füllstoff verbleibenden HohlSume angepaßt ist.

11. Mörtel nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunstharz ein.Hårter und/oder Beschleuniger zugernischt ist.

12. Mörtel nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunstharz Polyesterharz oder niedrigviskoses Epoxidharz verwendet ist.

13. Mörtel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Epo xidharz einen reaktiven Verdünner enthält.

14. Verfahren zum Ausbessern von Straßenschäden oder zum Aufbringen von Verschleißschichten unter Verwendung eines Kunstharzmörtels nach einem der Ansprüche 5 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß .a) die zu beschichtende Obefläche der Straße (1) mit einer Haftbrücke (3) vrsehen wird, b) daß anschließend der Kunstharzmörtel (2) - vorzugsweise maschinell in einer durchgehenden, gleichmäßigen Schicht - auf der Oberfläche der Straße (1) ausgebreitet und c) anschließend verdichtet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenmzeichnet, daß zur Bildung der Haftbrücke (3) dasselbe Kunstharz wie das zur Herstellung des Kunstharzmörtels für die Ausbesserungs- oder Verschleißschicht (2) vorgesehene Kunstharz verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 1D, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunstharzmörtel in einer Schichtstärke von vorzugsweise etwa 1,5 cm aufgetragen und anschließend - vorzugsrteise mittels einer Gummirad- oder Glattradwalze oder beider -verdichtet wird, wobei die Schichtstärke auf etwa 3/4 bis 2/3 de ursprUnglichen Schichtstärke reduziert wird.

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