DE4344006C2 - Mischung für Straßenbeläge - Google Patents

Mischung für Straßenbeläge

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Description

Die Erfindung betrifft eine Mischung für Straßenbeläge, im wesentlichen Splitte unterschiedlicher Körnung, Sand und Bindemittel enthaltend.
Mischungen dieser Art sind bekannt und haben beispielsweise folgende Zusammensetzung bzw. Körnung:
  • - 30 Gew.-% Splitt aus Rheinkies der Körnung; 6-10 mm
  • - 14 Gew.-% Splitt aus Rheinkies der Körnung: 4-6 mm
  • - 50 Gew.-% Rheinsand der Körnung: 0,09-4 mm
  • - 6 Gew.-% Bitumen 80/100.
Aus einer solchen Mischung hergestellte Straßenbeläge haben insbesondere bei starker Beanspruchung oft nicht eine ausreichend lange Haltbarkeit.
Aus der DE-PS 12 93 072 ist es bekannt, granulierte Hochofenschlacken zur Herstellung von Straßenbelägen zu verwenden.
Auch die DE-OS 39 15 373 offenbart Straßenbaustoffe, die zu einem überwiegenden Teil aus Konverterstahlschlacke bestehen. Die Straßenbaustoffe nach diesem Stand der Technik enthalten schädliche Bestandteile, weshalb allein unter dem Aspekt Gewässerschutz eine Verwendung im Straßenbau oder für Parkflächen sicher ausscheiden muß.
Auf diese Weise können die Stahlwerksschlacken entsorgt und gleichzeitig Straßenbeläge von hoher Belastungsfähigkeit erzielt werden.
Bei Abfallprodukten aus Elektrostahlwerken, wie z. B. Filterstäuben, war dies allerdings bisher nicht möglich, da diese bezüglich ihrer Inhaltsstoffe (z. B. Schwermetalle) nicht mit Schlacken aus herkömmlichen Stahlwerken gleichzusetzen sind.
Derartige Filterstäube müssen beispielsweise in abgedeckten Hallen zwischengelagert werden, um eine Verseuchung des Grundwassers zu vermeiden.
Beispielsweise ist es in diesem Zusammenhang aus der DE 37 25 749 A1 bekannt, Filterstäube zu Formsteinen zu pressen, indem diese mit anderen Bestandteilen gemischt werden. Neben verschiedenen anderen Anteilen ist dabei auch die Möglichkeit beschrieben, Bitumen als Zusatzstoff zum Binden des Materials einzusetzen. Der Gewichtsanteil der Stäube in den Formsteinen wird mit bis zu 80% angegeben. Durch das Pressen zu Formsteinen soll die Auswaschbarkeit der Schadstoffe herabgesetzt werden. Weiterhin wird durch die Verdichtung der Schadstoffe der benötigte Deponieraum reduziert. Es ist dabei vorgesehen, die gepreßten Formsteine zu stapeln. Dabei soll durch die Art der Stapelung sowie auch durch eine Abdichtung der Deponie der Kontakt der Formsteine mit Regenwasser und Grundwasser vermieden werden. Es ist weiterhin aus Sicherheitsgründen vorgesehen, zwischen den gestapelten Formsteinen begehbare Kontrollgänge und Schächte vorzusehen. Die aus dieser Schrift bekannten Maßnahmen dienen dazu, eine gute Packungsdichte der Schadstoffe in einer Deponie zu erreichen. Trotz dem Ziel, eine Reduzierung der Auswaschbarkeit von Schadstoffen zu erreichen, muß die Deponie dennoch gegen den Kontakt gelagerter Stoffe mit Regenwasser und Grundwasser abgedichtet werden, wobei weiterhin die Deponie auf Unregelmäßigkeiten kontrollierbar sein muß. Der Entgegenhaltung läßt sich kein Hinweis entnehmen auf eine Entsorgung der Stäube, die beispielsweise eine Kontrolle überflüssig macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischung für Straßenbeläge zu schaffen, die auch bei größerer Belastung eine lange Lebensdauer aufweist und über die der Filterstaub, der in einem Elektro-Stahlwerk anfällt, entsorgt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Mischung für Straßenbeläge gelöst, die wie folgt zusammengesetzt ist:
  • 1. - 25-35 Gew.-% Splitt der Körnung: 4-12 mm
  • 2. - 25-35 Gew.-% Splitt der Körnung: 2-7 mm
  • 3. - 30-50 Gew.-% Sand der Körnung: 0,09-3 mm
  • 4. - 5-7 Gew.-% Bindemittel in Form von Bitumen
  • 5. - 2-6 Gew.-% als Füller Filterstaub eines Elektro- Stahlwerks mit im wesentlichen folgender Zusammensetzung
    25-55% Fe2O3
    1,0-3,0% SiO2
    0,3-0,7% Al2O3
    2,0-3,5% MgO
    5,0-7,0% MnO
    0,1-0,2% P2O5
    0,5-0,7% Na2O 0,5-0,7% K2O
    5,0-7,0% CaO
    0,8-1,1% Pb
    13-17% Zn
    0,02-0,04% Ni
    0,02-0,04% Ti
    0,4-0,6% Ce
    0,4-0,6% Cr,
    der eine Korngröße von 0,03 bis 0,09 mm aufweist.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Menge an Filterstaub bis zur Hälfte durch eine Mischung der folgenden Zusammensetzung ersetzt wird:
  • - 10 Gew.-% granulierte Hochofenschlacke
  • - 40-50 Gew.-% Mergel (CaCO3 + SiO2)
  • - 40-50 Gew.-% Kalksteinmehl (CaCO3)
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß ein sehr verschleißfester Straßenbelag hergestellt werden kann und gleichzeitig als Füller Filterstaub verwendet wird, der sonst nur kostspielig zu entsorgen ist. Es hat sich als überraschend herausgestellt, daß gerade bei Filterstäuben einer Korngröße von 0,03 bis 0,09 mm die Belastbarkeit den geforderten Normen entspricht und zudem durch die Ummantelung des Filterstaubs praktisch keine Auswaschung der toxischen Schwermetalle stattfindet.
Als Beispiel für eine erfindungsgemäße Mischung zur Herstellung eines Straßenbelags bzw. Asphaltbetons sei folgende Zusammensetzung angegeben:
  • - 24 Gew.-% Moräne-Edelsplitt (Valet+Ott) mit der Körnung: 5-8 mm
  • - 24 Gew.-% Moräne-Edelsplitt (Valet+Ott) mit der Körnung: 2-5 mm
  • - 38 Gew.-% Moräne-Edelbrechsand mit der Körnung: 0,09-2 mm
  • - 6 Gew.-% Bitumen B 200
  • - 8 Gew.-% Filterstaub mit folgender Analyse
    25-55% Fe2O3
    1,0-3,0% SiO2
    0,3-0,7% Al2O3
    2,0-3,5% MgO
    5,0-7,0% MnO
    0,1-0,2% P2O5
    0,5-0,7% Na2O
    0,5-0,7% K2O
    5,0-7,0% CaO
    0,8-1,1% Pb
    13-17% Zn
    0,02-0,04% Ni
    0,02-0,04% Ti
    0,4-0,6% Ce
    0,4-0,6% Cr,
    der eine Korngröße von 0,03 bis 0,09 mm aufweist.
Eine andere Zusammensetzung kann so aufgebaut sein, daß nur 4% Staub verwendet werden und dafür 4% einer Mischung aus
  • - 10 Gew.-% granulierte Hochofenschlacke
  • - 40-50 Gew.-% Mergel (CaCO3 + SiO2)
  • - 40-50 Gew.-% Kalksteinmehl (CaCO3)
    dazugegeben wird.
Was den Quellversuch anbelangt, so ergaben sich folgende Ergebnisse im Laborversuch:
Eigenschaften der Masse vor dem Quellversuch:
Der erfindungsgemäß verwendete Staub übt offenbar auf Straßenbaubitumen eine versteifende Wirkung aus. Die erfindungsgemäße Mischung kann vorzugsweise zur Herstellung der sogenannten Ober- und Mittelschicht im Straßenbau dienen.
Die Entsorgung von beispielsweise Filterstaub aus einem Elektro-Stahlwerk ist mit der erfindungsgemäßen Mischung ohne weiteres möglich. Eine Bitumenmischung wurde mit 3% Filterstaub versetzt und daß Auslaugeverhalten der so hergestellten Masse getestet:
Eluat mit dest. Wasser nach DEV S 4 an zerkleinertem Material (Korngröße ca. 0,5-1 cm)
pH-Wert 9,8
Leitfähigkeit 130
Abdampfrückstand (mg/l) 80
Phenole (mg/l) <0,2
Ammonium (mg/l) <0,5
CSB (mg/l) 40
Cyanide, ges. (mg/l) <0,02
AOX (mg/l) <0,1
Eisen (mg/l) 0,12
Fluorid (mg/l) <0,1
Chlorid (mg/l) 6,2
Nitrit (mg/l) <0,1
Nitrat (mg/l) 0,3
Phosphat (mg/l) <1
Sulfat (mg/l) <4,7
Zink (µg/l) <20
Blei (µg/l) <50
Kupfer (µg/l) <20
Chrom (µg/l) <50
Cadmium (µg/l) <10
Nickel (µg/l) <50
Quecksilber (µg/l) <2
Arsen (µg/l) <1
Beurteilung
Die Bitumenmischung, die zum Straßenbau eingesetzt werden soll, enthält nach Angabe des Herstellers 3% Stahlwerksfilterstaub der von uns beiliegend analysierten Qualität. Der Staub zeichnet sich besonders durch erhöhte Gehalte an Eisen, Zink, Blei, Kupfer, Chrom und Cadmium aus. Entsprechend der zumeist oxydischen Natur in solchen Stäuben vorliegender Schwermetalle ist auch das Auslaugeverhalten entsprechend niedrig. Die Retention wird weiterhin stark durch die Einbindung in die Bitumenmatrix begünstigt (hydrophobe Natur des Bitumens!). Im Elutionstest nach DEV S 4 konnten somit die relevanten Metalle bis zur Bestimmungsgrenze nicht nachgewiesen werden. Weitere Schadstoffe waren im Eluat nicht nachweisbar, so daß der Bitumenmischung anhand unserer Untersuchungen ein umweltneutrales Elutionsverhalten attestiert werden kann.
Der vorstehend eingesetzte Filterstaub aus einem Elektro- Stahlwerk hatte das folgende Analysenergebnis:
25-55% Fe2O3
1,0-3,0% SiO2
0,3-0,7% Al2O3
2,0-3,5% MgO
5,0-7,0% MnO
0,1-0,2% P2O5
0,5-0,7% Na2O
0,5-0,7% K2O
5,0-7,0% CaO
0,8-1,1% Pb
13-17% Zn
0,02-0,04% Ni
0,02-0,04% Ti
0,4-0,6% Ce
0,4-0,6% Cr
Allerdings ist nur bei einer Korngröße des Filterstaubs von 0,03 bis 0,09 mm eine vollständige Ummantelung der einzelnen Staubteile und somit eine dauerhafte Einbindung der schädlichen Inhaltsstoffe der Filterstäube gegeben.

Claims (2)

1. Mischung für Straßenbeläge, im wesentlichen Splitte unterschiedlicher Körnung, Sand und Bindemittel enthaltend, bestehend aus
  • 1. - 25-35 Gew.-% Splitt der Körnung: 4-12 mm
  • 2. - 25-35 Gew.-% Splitt der Körnung: 2-7 mm
  • 3. - 30-50 Gew.-% Sand der Körnung: 0,09-3 mm
  • 4. - 5-7 Gew.-% Bindemittel in Form von Bitumen
  • 5. - 2-6 Gew.-% als Füller Filterstaub eines Elektro- Stahlwerks mit im wesentlichen folgender Zusammensetzung
    25-55% Fe2O3
    1,0-3,0% SiO2
    0,3-0,7% Al2O3
    2,0-3,5% MgO
    5,0-7,0% MnO
    0,1-0,2% P2O5
    0,5-0,7% Na2O
    0,5-0,7% K2O
    5,0-7,0% CaO
    0,8-1,1% Pb
    13-17% Zn
    0,02-0,04% Ni
    0,02-0,04% Ti
    0,4-0,6% Ce
    0,4-0,6% Cr,
    der eine Korngröße von 0,03 bis 0,09 mm aufweist.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Filterstaub bis zur Hälfte durch eine Mischung der folgenden Zusammensetzung ersetzt wird:
  • 1. - 10 Gew.-% granulierte Hochofenschlacke
  • 2. - 40-50 Gew.-% Mergel (CaCO + SiO2)
  • 3. - 40-50 Gew.-% Kalksteinmehl (CaCO3)
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