DE69001621T2 - Materialzusammensetzung für selbststabilisierte Sportböden und Sportböden, hergestellt mit dieser Zusammensetzung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Materialzusammensetzung zur Herstellung von Sportböden.
• Für den Belag von Sportplätzen werden bereits körnige mineralische Materialien verwendet, welche die Eigenschaft haben, sich von selbst zu stabilisieren, d.h., ohne daß es notwendig ist, ihnen ein Verbindungsmittel beizumengen, eine ausreichende Dichte zu erlangen, um eine Ausübung der meisten Sportarten zu ermöglichen und zu vermeiden, daß sie sich unter der Einwirkung von Witterungseinfluß dann wesentlich verschlechtern. Diese Eigenschaft resultiert für das verarbeitete Produkt aus der Wahl einer bestimmten Körnungszusammensetzung. In der Praxis ist die Körnungskurve des verwendeten Materials so, daß die kleineren Teilchen die zwischen den größeren Teilchen enthaltenen Zwischenräume ausfüllen, ohne sie vollständig zu verstopfen. Daraus resultiert nach dem Einbringen, dem Walzen (mechanischer Vorgang) und der von selbst erfolgenden Verdichtung des Materials eine solche Kohäsion, daß der Belag in der Folge den durch die Sportler auf seine Oberfläche ausgeübten Kräften und der Erosion durch den Witterungseinfluß widersteht.
• Ein Beispiel eines solchen Materials, das geeignet ist, sich von selbst zu stabilisieren, ist das unter der Marke "FERROLITE" im Handel erhältliche Produkt das aus rotem Schiefer (glasig gewordener Schiefer) aus verkohlten Bergbauhalden hergestellt wird, nachdem es zerkleinert und gesiebt wurde, um die gewünschte Körnung zusammenzustellen.
• Solche Produkte unterscheiden sich von anderen Materialien mit natürlichen Körnern, wie Sand, deren Körnung und Geometrie (Fehlen scharfer Ecken) es nicht zulassen, eine zur Ausübung der meisten Sportarten ausreichende Kohäsion zu erhalten, so daß deren Einsatz das Vorhandensein von Bindemitteln (Bitumen, Zement, organische Bindemittel) erfordert.
• Man verwendet auch zur Herstellung von Sportböden Beläge aus Kunststoff (z.B. künstliche Rasen), die den Nachteil haben, sehr teuer zu sein, und die ferner auf einer sehr gleichmäßigen Unterlage verlegt werden müssen.
• Zusammenfassend haben die selbststabilisierenden körnigen mineralischen Materialien gegenüber den anderen vorhandenen Produkten den Vorteil, zugleich ausreichend dicht und dennoch wasserdurchlässig, leicht verarbeitbar und pflegbar sowie bei alledem kostengünstig zu sein, wie es z.B. durch die DE-A 26 38 875 beschrieben wird. Trotzdem haben sie, wenn man sie mit Naturrasen oder hochwertigen Kunststoffen vergleicht, den Nachteil, eine geringere Nachgiebigkeit und Elastizität zu besitzen. Dies kann sich in einein geringeren Komfort für den Benutzer äußern, ja sogar der Grund für verschiedene Verletzungen bei den Sportlern sein, die solche Oberflächen benutzen.
• Das Ziel der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu beheben und folglich eine Materialzusammensetzung zur Herstellung von Sportböden vorzuschlagen, welche die Vorteile der selbststabilisierten Beläge besitzt und dabei eine Nachgiebigkeit aufweist, die der der hochwertigen Kunststoffe nahekommt.
• Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, daß einem körnigen mineralischen Material, das eine Körnungskurve besitzt, die geeignet ist, ihm die Eigenschaften der Selbststabilisierung zu verleihen, einerseits scharfkantige Teilchen eines kautschukartigen Materials und andererseits freie Fasern beigemengt werden, die homogen in der Gesamtheit des Materials verteilt sind.
• Genauer schlägt die Erfindung eine Materialzusammensetzung für ohne Bindemittel selbststabilisierte Sportböden vor, mit einem scharfkörnigen mineralischen Material, bei dem die Körnungsverteilung die Selbststabilisierung ermöglicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie 5 bis 30 Volumen-% an scharfkörnigem kautschukartigem Material und 1 bis 5 Volumen-% an freien Fasern enthält und der Rest hauptsächlich durch das mineralische Material gebildet wird, in dem dieses kautschukartige Material und diese Fasern homogen verteilt sind.
• Das kömige mineralische Material kann insbesondere, wie es bereits bekannt ist, aus glasig gewordenem Schiefer (rotem Schiefer) erzeugt werden, der von Kohlehalden abgebaut wird, die gebrannt haben. Der glasig gewordene Schiefer hat den Vorteil, nicht porös und infolgedessen nicht dafür anfällig zu sein, unter der Einwirkung von Frost zu platzen.
• Andere, vorzugsweise nicht poröse, körnige Materialien können ebenfalls verwendet werden, z.B. Sandstein.
• Das dem erfindungsgemäßen Erzeugnis beigemengte kautschukartige Material kann durch jedes elastomere Produkt gebildet werden, das elastische Eigenschaften besitzt. Aus Gründen des Herstellpreises werden insbesondere rezyklierte Produkte der Kautschukindustrie und vor allem aus unregelmäßigen Formen bestehende Fragmente gebrauchter Reifen eingesetzt.
• Die ungleichmäßigen kautschukartigen (natürlichen oder künstlichen) Granulate haben eine mittlere Abmessung (vergleichbar einem Durchmesser) in der Größenordnung von 1 bis 4 mm und werden im Verhältnis von 5 bis 30 Volumen-% eingesetzt (was ungefähr 20 bis 200 kg pro Kubikmeter Endprodukt im Fall von zerkleinertem roten Schiefer entspricht).
• Es ist wünschenswert, daß die Körnung der verarbeiteten kautschukartigen Produkte innerhalb des Körnungsbereiches des mineralischen Materials liegt. Bevorzugt ist diese Körnung so, daß diese Produkte an die Stelle einer entsprechenden Körnungsfraktion des Grundmaterials derart treten, daß die Körnungskurve des Gesamtmaterials nicht oder nur wenig geändert wird. Vorzugsweise liegt die Körnung der kautschukartigen Teilchen im Mittelbereich der Körnung des körnigen Materials; so gibt es weder zu kleine Teilchen, welche die Durchlässigkeit verschlechtern könnten, noch zu große Teilchen, welche die Fähigkeit zur Selbststabilisierung verringern.
• Die freien Fasern können von organischer, bevorzugt synthetischer (Polypropylen, Nylon, usw. ...) oder nichtorganischer, vor allem mineralischer (z.B. Glasfasern) Beschaffenheit sein. Sie weisen einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm sowie eine Länge von einigen Zentimetern bis 10 cm auf und werden in einem Volumenverhältnis von 1 bis 5 % eingesetzt (was näherungsweise 1 bis 10 kg pro Kubikmeter Endprodukt im Fall von zerkleinertem rotem Schiefer entspricht).
• Die erfindungsgemäße Materialzusammensetzung wird durch einfaches Mischen ihrer Bestandteile hergestellt: mineralisches Material, Kautschukgranulate sowie Fasern.
• So wird z.B. roter Schiefer aus Bergbauhalden, der aus einer Vorrichtung zum (vorzugsweise zweimaligen) Zerkleinern und zum Sieben mit einer geeigneten Körnung und einer geeigneten unregelmäßigen Geometrie kommt, in einem Vorratsbehälter gespeichert, aus dem er über eine Fördereinrichtung mit konstantem Austrag entleert wird. Am Ende dieser Fördereinrichtung fällt er in ein vertikales Rohr. Auf diesem Rohr ist eine erste Leitung angeschlossen, die mit einem Speicherbehälter für Kautschukgranulat verbunden ist und ein Ventil aufweist, das die Einleitung einer bestimmten und konstanten Granulatmenge in das Rohr zuläßt. Auf dem Rohr ist auch noch eine zweite Leitung angeschlossen, die mit einem zweiten Behälter verbunden ist, der die Fasern enthält und aus dem diese gleichmäßig durch Blasen von Druckluft mitgenommen werden. Am unteren Ende des vertikalen Rohrs erhält man ein homogenes Gemisch aus Schiefer, Kautschukgranulaten und Fasern.
• Die Körnungsverteilung des körnigen Materials und der kautschukartigen Granulate ist in der Praxis geeignet, die in Frankreich durch das Zentrale Laboratorium für Sportböden empfohlenen Richtlinien einzuhalten. Bevorzugt wird sie gemäß den deutschen Normen DIN 18035 gewählt, die in Europa für Material für Sportböden die Bezugsnorm bildet.
• Das erhaltene Produkt ist unmittelbar einsatzbereit, um in Form einer Decke von einigen Zentimetern Dicke (in der Praxis von ungefähr 4 bis 8 cm) auf einen durch herkömmliche Drainage- und Erdarbeiten geeignet vorbereiteten Gelände aufgebracht zu werden. Die Dichtheit und die Kohäsion werden durch einfaches Walzen erzielt. Die Decke kann so, wie sie ist, zur Sportausübung benutzt werden. Sie kann auch mit einem synthetischen Überzug, wie einem Kunstrasen, bedeckt werden.
• Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Produkts liegt in seiner Homogenität, die ihm eine gleichmäßige Nachgiebigkeit verleiht. Es unterscheidet sich auf diese Weise besonders von bestimmten vorhandenen Belägen, die eine Schicht von Granulaten aufweisen, die durch Harze miteinander verbunden sind und bei denen sich die Dickenänderungen dieser Schicht in Ungleichmäßigkeiten bei der Nachgiebigkeit an der Oberfläche äußern, welche die Ursache für bekannte Verletzungen von Sportlern (Überanstrengungen, Sehnenentzündungen, Rückenbeschwerden) sind.
• Die Tatsache, daß das körnige Material wie auch die kautschukartigen Granulate eine ungleichmäßige, scharfkantige Form aufweisen, fördert die intermolekularen Spannungen und bewahrt dabei die Durchlässigkeit des Ganzen.
• Bezüglich bekannter gleichartiger selbststabilisierter Produkte, die keinen Kautschuk enthalten, ist eine erhebliche Verbesserung der Nachgiebigkeit und damit des Komforts zu beobachten.
• Beispielsweise wurden einem selbststabilisierten Produkt auf der Basis von rotem Schiefer aus Halden, der eine Körnung von 0 bis 3 mm aufwies, folgendes beigemengt:
• - zum einen 15 Volumen-% scharfkantige Granulate aus rezykliertem Kautschuk, die aus alten Reifen erzeugt wurden und eine Körnung von 1 bis 4 mm aufweisen,
• - zum anderen pro Kubikmeter 3 kg Nylonfasern mit einem Durchmesser von 0,4 mm und einer Länge von 5 bis 6 cm.
• Die so erhaltene Zusammensetzung wurde nach einem herkömmlichen Verfahren zur Anfertigung einer Decke von 5 cm Dicke eingesetzt die eine um 40% verbesserte Nachgiebigkeit gegenüber einer bekannten ähnlichen Decke ohne Kautschuk und ohne Fasern, die aus Schiefer derselben Körnung hergestellt ist, besitzt.
• Die Wasserrückhaltung beträgt z.B. 10 bis 15%. Die intermolekularen Spannungen, die durch den Wasserfilm bewirkt werden, der mineralische Körner und kautschukartige Granulate umgibt, fördern die Stabilisierung deren Mischung mit den Fasern.
• Messungen des Verformungsmoduls K des Bodens, die an mechanisch verdichteten Probeplatten von 3,25 m² Fläche und 5 cm Dicke durchgeführt wurden, haben zu Werten in der Größenordnung von 1,20 anstelle des Wertes von ungefähr 1,60 geführt, der für das herkömmliche Produkt ohne Kautschuk und ohne Fasern erreicht wurde
• Das erfindungsgemäße Produkt ist stabil, löst sich nicht auf, zeigt ein gutes Verhalten in der Winterperiode und erlaubt eine sehr intensive Nutzung des Sportbodens während Lebensdauern, die mindestens vergleichbar mit denen der herkömmlichen selbststabilisierten Böden sind. Die Fasern verstärken tatsächlich die Homogenität und verhindern Oberflächenbrüche der Stabilisierung, die von den Witterungseinflüssen und vor allem von der Wirkung der horizontalen Schubkräfte herrühren, die infolge der Nutzung durch die Sportler erzeugt werden. Die Wasserdurchlässigkeit ist ausgezeichnet und die Decke weist einen guten Widerstand gegen Verstopfen auf.

Claims (11)

1. Materialzusammensetzung für ohne Bindemittel selbststabilisierte Sportböden, mit einem scharfkörnigen mineralischen Material, bei dem die Körnungsverteilung die Selbststabilisierung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 30 Volumen-% an scharfkörnigem kautschukartigem Material und 1 bis 5 Volumen-% an freien Fasern enthält und der Rest hauptsächlich durch das mineralische Material gebildet wird, in dem dieses kautschukartige Material und diese Fasern homogen verteilt sind.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfkantigen Körner des kautschukartigen Materials von rezyklierten Produkten der Kautschukindustrie, wie z.B. Teilchen alter Reifen, gebildet werden.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfkantigen Körner des kautschukartigen Materials eine mittlere Größe im Bereich von 1 bis 4 mm aufweisen.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung des scharfkörnigen kautschukartigen Materials innerhalb des Körnungsbereiches des mineralischen Materials liegt.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung des kautschukartigen Materials so ist, daß es an die Stelle einer entsprechenden Körnungsfraktion des körnigen mineralischen Materials tritt.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Fasern aus einem organischen Kunststoff bestehen.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm und eine Länge im Bereich von 1 bis 10 cm aufweisen.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mineralische Material nicht porös ist.

9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige mineralische Material durch Zerkleinerung von glasig gewordenem Schiefer, der von verkohlten Bergbauhalden abgebaut wird, erzeugt wird.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie pro Kubikmeter 20 bis 200 kg dieses kautschukartigen Materials und 1 bis 10 kg freie Fasern enthält.

11. Selbststabilisierter Sportboden, gebildet durch eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.