DE4329390A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Baustoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung eines Baustoffes für den Straßen­ bau, für Leichtbauelemente oder dergleichen.

Für den Straßenbau wird in der Regel Kies und Schotter ver­ wendet, also Materialien, deren Gewinnung nicht unerhebliche Kosten verursacht und die darüber hinaus aufgrund ihres Ge­ wichtes und ihr Vorkommen auch hohe Transportkosten mit sich bringen.

Durch die DE-OS 40 32 281 ist ein Bauelement bekannt gewor­ den, das im wesentlichen aus Beton als Trägermaterial und wenigstens einem Zuschlagstoff besteht. Als Zuschlagstoff kommt u. a. zerkleinertes Kunststoffmaterial zum Einsatz, wo­ durch Gewicht eingespart wird. Da lediglich zerkleinerte Kunststoffe mit Beton bzw. mit Zement nur äußerst bedingt in feste Verbindung treten, fehlt es solchen Bauelementen an der Festigkeit, so daß ihre Verwendung nur dort in Frage kommt, wo keine großen Belastungen auftreten. Diese bedingte Einsatzmöglichkeit kann auch deshalb nicht befriedigen, weil mit dieser Methode nur verhältnismäßig geringe Kunststoff­ mengen verarbeitet werden können, obwohl heute die Wieder­ verwendung von Kunststoffen auf möglichst breiter Basis angestrebt wird, um das Schadstoffe freisetzende Verbrennen und/oder das unerwünschte Deponieren zu vermeiden.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem man einen Bau­ stoff herstellen kann, der in gleicher Weise für den Straßen­ bau und/oder für die Herstellung von Leichtbauelementen od. dgl. geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst. Auf diese Weise erhält man einen Baustoff einheitlicher Konsistenz, der ein gerin­ ges Gewicht hat, also nicht nur den Transport verbilligt, sondern auch breitbasig eingesetzt werden kann. Als vorteil­ haft kommt noch hinzu, daß mit diesem Verfahren beachtliche Mengen an PP, PE und PS oder ähnlichen Stoffen wieder ver­ wendet werden können und nicht deponiert und/oder verbrannt werden müssen. Es versteht sich, daß es auch andere Verfah­ ren gibt, mit denen man die erwähnten Kunststoffe entspre­ chend den heutigen Forderungen einsetzen kann, jedoch hat es bisher an der Erkenntnis gefehlt, den gemäß dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren gewonnenen Baustoff insbesondere für den Straßenbau zu verwenden. Ebenso war es unbekannt, mit dem erfindungsgemäß gewonnenen Baustoff Bauelemente zu schaffen, die leichter als die herkömmlichen Elemente sind und trotzdem eine ausreichende Festigkeit haben. Durch das Brechen der abgekühlten und durch das Abkühlen hart gewor­ denen Masse ergeben sich Strukturen, die ohne weiteres in der angegebenen Weise zum Einsatz kommen können, ohne daß Nachteile hingenommen werden müssen. Das gebrochene Material, dessen Körnung unterschiedlich ist, hat die gleichen Eigen­ schaften wie Schotter, so daß der verdichtete Bruch als Un­ terbau für Straßen ohne weiteres den auftretenden Belastun­ gen, auch beim Schwerlastverkehr, gewachsen ist. Ähnliches gilt für Bauelemente, bei denen der nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren gewonnene Bruch zum Einsatz kommt.

Da es für das Brechen der erkalteten Masse unerläßlich ist, daß die Masse eine gewisse Sprödigkeit aufweist, empfiehlt es sich, nach der Maßnahme des Anspruches 2 vorzugehen. Bei einer Verarbeitung der erwähnten Kunststoffe in dem ange­ gebenen Temperaturbereich verflüchtigen sich die Weichmacher­ bestandteile und sonstige Schadstoffe, wodurch einmal die Sprödigkeit gesichert ist und zum anderen ein Baustoff ange­ boten werden kann, der von schädlichen Stoffen befreit ist. Es versteht sich, daß die beim Erhitzen der zerkleinerten Kunststoffmaterialien entstehenden Gase abgesaugt und ent­ sprechend entsorgt werden müssen. Es ist daher festzustel­ len, daß weder das Verfahren noch die Verwendung des neu gewonnenen Baustoffes umweltunfreundlich ist.

Zum Abkühlen der zähflüssigen Masse empfiehlt es sich, nach den Ansprüchen 3 und 4 vorzugehen. Daß dadurch auch die Sprö­ digkeit gefördert wird, versteht sich von selbst. Des wei­ teren wird der Abkühlvorgang verkürzt, so daß nach verhält­ nismäßig kurzer Zeit mit dem Brechen begonnen werden kann.

Wenn man sich die Lehre des Anspruches 5 zunutze macht, er­ hält man eine Art Schotter- und Kiesersatz, der wie die mineralischen Stoffe verwendet werden kann.

Wenn man besonders leichte und dennoch feste Bauelemente an­ strebt, ist es zweckmäßig, nach Anspruch 6 vorzugehen. Es versteht sich, daß dem Bruch außer dem jeweiligen Binde­ mittel auch Sand, Splitt und Kies feiner Körnung beigemengt werden kann. Ebenso ist es denkbar, anstatt Petegrete od. dgl. normalen Zement zu verwenden. Auf jeden Fall wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Baustoff hergestellt bzw. geschaffen, der die gestellte Aufgabe zu lösen vermag, ohne daß ins Gewicht fallende Nachteile hingenommen werden müssen. Bemerkenswert ist es ferner, daß das neue Verfahren wesent­ lich dazu beiträgt, den "Berg" an gebrauchtem Kunststoff ab­ zubauen und den abgebauten Teil vorteilhaft zu verwenden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung geeignet, wie sich eine solche aus Anspruch 7 ergibt. Die Ausbildung der Vorrichtung als Fertigungsstraße bringt den Vorteil mit sich, daß einmal keine großen Flächen für die Unterbringung erforderlich sind und zum anderen zeit­ sparend gearbeitet werden kann. Zerkleinerer, Extruder und Brecher sind an sich bekannt, jedoch wurden sie bisher nicht für die Herstellung von Schotter- und Kiesersatz aus Kunst­ stoffen eingesetzt. Bekanntes für besondere Zwecke einzu­ setzen, ist auch deshalb günstig, weil von vornherein eine hohe Funktionsfähigkeit gegeben ist und man mit verhältnis­ mäßig geringen Kosten auskommt.

Für ein schnelles Abkühlen der zähflüssigen Masse und auch für das Erreichen einer Sprödigkeit ist es von Vorteil, wenn man die Angaben des Anspruches 8 zur Anwendung bringt.

Eine wirtschaftliche Bauart, die für den hier interessieren­ den Zweck besonders hergerichtet ist, ergibt sich aus An­ spruch 9. Bei einer solchen Vorrichtung ist auf die ganze Länge des Extruders eine ausreichende Aufheizung gegeben, so daß auch bei höheren Temperaturen schmelzende Kunststoffe am oberen Ende der Schnecke soweit knetbar sind, daß sie sich innig mit niedriger schmelzenden Bestandteilen vermengen. Durch die abnehmende Steigung der Schnecke in Förderrich­ tung ergibt sich ein erhöhtes Verdichten der geschmolzenen Kunststoffanteile, so daß ein dichtes Gefüge zu erwarten ist, das für das Brechen der erkalteten Masse und für die Druckfestigkeit des Fertigungsproduktes beachtlich er­ scheint. Wie das Aufheizen der Heizflüssigkeit erfolgt, ist variabel, jedoch erscheint es günstig, wenn eine Kreis- und Umlaufheizung zum Einsatz kommt.

Um das für das Brechen nicht unbedeutende Pressen bzw. Ver­ dichten der zähflüssigen Masse ist es von Vorteile wenn die Lehren der Ansprüche 10 und 11 genutzt werden.

Damit flüchtig gewordene Schadstoffe nicht in die Umgebungs­ luft gelangen, ist es zweckmäßig, die Maßnahme nach Anspruch 12 zu ergreifen.

Für den Abtransport der zähflüssigen Masse erscheint es gün­ stig, wenn man nach dem Anspruch 13 vorgeht. Das Anfeuchten der Förderbänder führt dazu, daß sich die abkühlende Masse beim Verbringen auf Halde nicht mit dem Förderband verklebt, also nicht am Förderband haften bleibt, von dem es nur mit einem großen Aufwand zu entfernen wäre.

In der Zeichnung ist das Verfahren anhand einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung beispielsweise erläutert.

Gemäß der aus einem Blatt bestehenden Zeichnung besteht die als Fertigungsstraße ausgeführte Vorrichtung 1 aus einem Zerkleinerer 2, einem Extruder 3, Fördermitteln 4, 5 und einem Brecher 6. Der Extruder 3 weist ein Rohr 7 auf, das eine Förderschnecke 8 aufnimmt. Die Förderschnecke 8 nimmt in Ausstoßrichtung in ihrer Steigung ab, wie dies deutlich an den Bruchstellen erkennbar ist.

Das Rohr 7 ist von einem Mantel 9 derart umgeben, daß ein hohlzylindrischer Raum 10 entsteht, der oben und unten ab­ geschlossen ist und eine Heizflüssigkeit enthält, und der ferner über Anschlüsse 11, 12 mit einem nicht dargestellten Heizkessel in Verbindung steht.

Das Rohr 7 mündet in ein Mundstück 13, dessen Austrittsquer­ schnitt gegenüber dem Querschnitt des Rohres 7 verjüngt ist, so daß sich eine Verdichtung der zähflüssigen Masse 14, also der aus dem Zerkleinerer 2 stammende und in dem Rohr 7 auf­ geheizte bzw. eingeschmolzene Kunststoff ein gleichmäßiges Gefüge hat.

Anstelle des Mundstückes 13 kann an das Rohr 7 ein vorn ab­ gedeckelter Zylinder 15 angesetzt sein, der sich aus der Nebendarstellung zum Extruder 3 ergibt. Dieser abgedeckelte Zylinder 15 weist einen unteren Schlitz 16 auf, der bei der Darstellung in die Zeichenebene gedreht ist. Dieser Schlitz 16 läßt sich mit einem Schieber 17 in seinem Austritts­ querschnitt verringern, wobei der Schieber auch als Rund­ schieber ausgeführt sein kann und dann den Austrittsquer­ schnitt 16 in seiner Breite verändert, wie sich dies aus der zweiten Nebendarstellung ergibt.

Das Mundstück 13 oder der Zylinder 15 ist von einer Haube 18 umgeben, die über einen Stutzen 19 an einer Absaugung ange­ schlossen ist. Die Haube 18 ist so bemessen, daß die zäh­ flüssige Masse 14 die Haube nach unten abdichtet und die Absaugung voll wirksam werden läßt. Mit 20 ist eine messer­ artige Schneide bezeichnet, welche die zähflüssige Masse 14 aufteilt, wie dies die zeichnerische Darstellung erkennen läßt.

Die zähflüssige Masse 14 fällt auf das als Förderband aus­ gebildete Transportmittel 4, das die zähflüssige Masse 14 auf den Anfangsbereich der Halde 21 bringt. Über dem Trans­ portmittel 4 befindet sich eine Regeneinrichtung 22, die eine schnellere Abkühlung der zähflüssigen Masse 14 bewirkt. Außer­ dem wird dadurch das Förderband befeuchtet, so daß ein Ver­ kleben der Masse 14 mit dem Band nicht befürchtet werden muß. Es versteht sich, daß das Förderband auch waagerecht ver­ laufen könnte. Ebenso versteht es sich, daß der Haufen 23 an Masse mit einem Schlauch 24 besprüht werden kann.

Da die Anhäufung von Masse 14 nur bedingt möglich ist, wird sie mit bekannten Mitteln zu einer Art aufgerissenen Teppich 25 auf der Halde 21 ausgebreitet.

Nach dem Erkalten wird die Masse 14 mit dem Fördermittel 5, das als steilwirkendes Förderband ausgebildet ist, dem Bre­ cher 6 zugeführt, in welchem die erkaltete und hart sowie spröde gewordene Masse 14 zu einem Schotter- und Kiesersatz 26 verarbeitet wird. Dieser Ersatz wird dann auf beliebige Weise abtransportiert. Die Zeichnung zeigt deutlich, daß es sich hier um eine unkomplizierte und daher sicher funktionie­ rende Vorrichtung 1 handelt, die sich auch in einem trag­ baren finanziellen Rahmen bewegt. Auf jeden Fall sind die auftretenden Unkosten praktisch unbedeutend, wenn man be­ denkt, welche Vorteile man mit dem aufgezeigten Verfahren und der dargestellten Vorrichtung 1 zu erzielen vermag.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes für den Straßenbau, für Leichtbauelemente od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß Wertstoffe, wie Behälter, Folien od. dgl. bevorzugt aus PP (Polypropylen), PE (Poly­ ethylen) , PS (Polystyrol) oder aus ähnlichen Stoffen zunächst zerkleinert und anschließend bis zur Plasti­ fizierung erhitzt werden, worauf die in sich vermengte zähflüssige Masse abgekühlt wird und schließlich ein Brechen der erkalteten Masse erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen in einem Temperaturbereich von 280 bis 350° durchgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Abkühlung der zähflüssigen Masse letz­ tere auf Halde gebracht wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zähflüssige Masse vor dem Verbringen auf Halde oder auf der Halde mit kaltem Wasser abge­ schreckt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erkaltete Masse in der Weise gebrochen wird, daß von der Körnung her eine Art Schotter- und Kies­ ersatz entsteht, der in üblicher Weise für den Straßenbau und/oder für die Herstellung von Bauelementen Verwendung findet.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Herstellung von Bauteilen als Binde­ mittel Petegrete oder ähnliche Bindemittel eingesetzt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An­ sprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung (1) als Fertigungsstraße ausgebildet ist, die mit einem Zerkleinerer (2) beginnt, auf den ein beheiz­ barer Extruder (3) folgt, an den sich unter Zwischenschal­ tung eines mit üblichen Transportmitteln (4, 5) zu be­ schickenden Ablagebereiches (vgl. 21) ein Brecher (6) an­ schließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über bzw. auf dem Transportweg der Masse (14) zur Halde (21) mindestens eine Regeneinrichtung (22, vgl. auch 24) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder (3) im wesentlichen aus einem lang­ gestreckten, leicht ansteigenden Rohr (7) besteht, das eine Förderschnecke (8) aufnimmt, die in Ausstoßrich­ tung in ihrer Steigung abnimmt und das Rohr (7) mit einem vom Rohr (7) radial beabstandeten Mantel (9) um­ geben ist, der zusammen mit dem Rohr (7) einen hohl­ zylindrischen, beidseitig abgeschlossenen Raum (10) bildet, der eine aufheizbare Flüssigkeit, z. B. Thermoöl enthält.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an das die Förderschnecke (8) aufnehmende Rohr (7) ein querschnittsreduzierendes Mundstück (13) angesetzt ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an das die Förderschnecke (8) aufnehmende Rohr (7) ein vorn abgedeckelter Zylinder (15) angesetzt ist, der einen unteren langgestreckten Austrittsschlitz (16) aufweist, der sich mit einem Schieber (17) in sei­ nem Austrittsquerschnitt verändern läßt.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Austrittsbereich des Extruders (3) eine Absaugung (18, 19) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für den Transport der aus dem Extruder (3) austretenden zähflüssigen Masse (14) angefeuchtete För­ derbänder (4) eingesetzt sind.