DK172374B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af en bituminøs beton - Google Patents

Description

DK 172374 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en støbbar, varm blanding af bituminøs beton. En sådan beton anvendes ofte til forstærkning af bredderne af sejlløb og til belægninger på vejbaner. Som be-5 kendt består betonen af en blanding af fyldmaterialer (såsom sand, kalk, og/eller stenstykker f.eks med dimensioner fra 2 mm op til 20 mm) og af en letsmeltelig bitumen, som i størknet tilstand binder fyldmaterialerne sammen. "Bitumen" skal her forstås som en blanding af hovedsagelig kulbrinter med 10 tilbageblevne urenheder, som fås som restprodukter ved raffinering af kul eller jordolie, såsom beg, tjære og asfalt.

Den valgte bitumen er afpasset til at være tilstrækkelig hård ved de temperaturer, som den udsættes for ved brugen, hvilket generelt er en temperatur lavere end 40°C, og den 15 skal yderligere være tilstrækkelig flydende ved blandingstemperaturen for at være blandbar med fyldmaterialerne under opblandingen og for at forblive tilstrækkelig blød i en efterfølgende periode fra udlægningen, så den kan udbredes og komprimeres i dens endelige form, i hvilken den størkner. En 20 passende blandingstemperatur ligger mellem 80° og 200°C. En blandingstemperatur under 80°C giver for kort et tidsrum mellem udlægning og komprimering, og over 200°C er processen mindre økonomisk og mindre praktisk ved håndteringen af den varme blanding. En sådan bituminøs betonblanding ved en så-25 dan blandingstemperatur vil i det følgende blive betegnet som en "støbbar, varm, bituminøs betonblanding".

For at øge styrken på bituminøs beton er det kendt, f.eks fra U.S. patent nr.4.382.988, at indføre og iblande et stort antal ståltrådstykker i blandingen med henblik på at 30 øge styrken af nævnte bituminøse beton efter dens størkning.

Der er allerede ståltrådselementer på markedet tilpasset til at forstærke cementiøs beton i form af bundter af sådanne ståltrådstykker, som er holdt sammen i nævnte bundter af en bindemiddelsubstans, som er indrettet til at oplø-35 ses i vand, når bundterne blandes i en våd cementiøs beton. Sådanne bundter bliver indført i den våde blanding af cementiøs beton, de deler sig til individuelle trådstykker ved hjælp af vandet i blandingen og af blandingsbevægelsen, og 2 DK 172374 B1 ved yderligere blanding bliver de individuelle trådstykker jævnt fordelt i blandingen. På grund af at indføringen sker i form af bundter, undgås det, at de individuelle tråde danner boldformede konglomerater i stedet for at fordeles 5 jævnt. Sådan en blandingsmetode og tilsvarende bundter er beskrevet i U.S. patent 4.314.853. Sådanne bundter bliver nu masseproduceret ved en metode, i hvilken et antal tråde bundtes og derefter limes sammen ved påføring af limen i form af en vandig emulsion (som efter tørring senere vil re-10 emulgeres eller opløses igen i den cementiøse beton), og bundterne skal derefter tørres i en tørreovn, og til sidst skæres bundtet over på tværs til bundter af korte stykker, som beskrevet i U.S. patent 4.284.667. En kendt lim til dette brug er en lim bestående af ca. 75% polyvinylacetatopløs-15 ning med en blødgører og med ca. 25% af en lim, som er opløselig i vand, såsom polyvinylalkohol eller ætylen-vinylace-tat.

Ved tilpasning af denne blandingsmetode med bundter af trådstykker i en bituminøs beton har det vist sig, at de 20 samme trådbundter, som findes på markedet til cementiøs beton, kan anvendes direkte i bituminøs beton til trods for, at den bituminøse blanding ikke indeholder noget vand, fordi bindesubstansen, som holder trådstykkerne sammmen, er eller også kan være tilpasset til at smelte ved blandingstempera-25 turen for bituminøs beton og derved bringer bundterne til at opløses. Når der til bituminøs beton vælges sådanne fiberbundter, er det ikke nødvendigt at have separate lagre til cementiøs og til bituminøs beton.

Opfindelsen er følgelig ejendommelig ved, at stål-30 trådstykkerne, der bliver indført i en blanding for bituminøs beton i form af bundter af ståltrådstykker, som er holdt sammen i disse bundter af en bindemiddelsubstans, der er indrettet til at opløses af vand ved iblanding i en cementiøs beton, hvilke bundter tillige er indrettet til at 35 opløses ved smeltning ved tilblanding i ovennævnte varme bituminøse betonblanding, og ved at bundterne bringes til at opløses under blandingen af den nævnte bituminøse beton.

Ved "indrettet til at opløses ved smeltning" skal der 3 DK 172374 B1 her forstås, at bindemiddelsubstansen ved blanding i den støbbare, varme blanding af bituminøs beton mister tilstrækkeligt styrke til, at bundtet af trådstykker kan opløses til separate trådstykker under blandingsbevægelsen, hvor dette 5 tab af styrke skyldes, at substansen helt eller delvis går fra fast fase til smeltet fase. Tabet af styrke behøver ikke nødvendigvis at ske ved et nøjagtig defineret smeltepunkt.

For substanser, som består af forskellige molekyler med forskellige smeltepunkter, som f.eks syntetiske hapikser, 10 vil tabet af styrken ske ved en gradvis blødgøring over et blødgøringstemperaturinterval. For disse substanser er temperaturniveauet for blødgøring her bestemt udfra blødgø-ringspunktet ifølge den såkaldte kugle- og ring-test. For substanser med et skarpt defineret smeltepunkt, sker "blød-15 gøringen” ved smeltetemperaturen. I dette tilfælde opfattes denne som "blødgøringspunkt".

Det er tilrådeligt at bruge en blandingstemperatur, som ligger i et område mellem 30 til 50°C over blødgørings-punktet for bindesubstansen i bundterne. Hvis blandingstem-20 peraturen ligger for højt i forhold til blødgøringspunktet, vil det bemærkes, at bindemiddelsubstansen smelter for hurtigt og inden de sammenhængende bundter er ligeligt fordelt i blandingen, og når blandingstemperaturen ligger for tæt over blødgøringspunktet, vil der være en risiko for, at 25 bundterne ikke opløses fuldstændigt. Da det egnede blandingstemperaturinterval ligger mellem 80°C og 200°C, og da et blødgøringspunkt under 50°C ikke er ønskeligt, når man skal undgå, at bundterne begynder at klæbe til hinanden, når de udsættes for sol eller varme klimaomstændigheder, betyder 30 det, at blødgøringspunktet for bindemiddelsubstansen skal ligge i området mellem 50°C og 170°C.

For at styrke den størknede bituminøse beton skal ståltrådstykkerne have en i det væsentlige langstrakt form med en tykkelse fra 0,3 mm til 1,5 mm, et længde-tykkelses-35 forhold mellem 40 og 120 og en maksimal længde på 120 mm.

Ved ”langstrakt” forstås, at trådstykket ikke er så bøjet eller krøllet, at det ikke længere er muligt at skelne en generel længderetning, i hvilken trådstykket skal udvise sin 4 DK 172374 B1 styrkeforøgende effekt. I denne henseende skal den tilsyneladende længde af trådstykket, d.v.s. afstanden mellem de to ender af trådstykket, ikke være mindre end 0,7 gange den langs trådstykket målte længde. Tykkelsen af trådstykket for 5 et ikke-cirkulært tværsnit er beregnet som diameteren af en cirkel med det samme areal som tværsnittet.

Et bundt består af et antal af sådanne trådstykker, fortrinsvis mellem 5 og 40. Disse trådstykker holdes sammen af bindemiddelsubstansen, ikke nødvendigvis på grund af, at 10 trådstykkerne er limet til hinanden, hvor bindemiddelsubstansen er placeret mellem trådstykkerne, men f.eks også ved, at bindemiddelsubstansen er lokaliseret rundt om bundtet i form af en stram manchet om bundtet, eller i form af en eller flere stramme ringe, eller en eller flere omslags-15 tråde. Bundtet skal ikke nødvendigvis være et bundt med et rundt tværsnit, men vil fortrinsvis være et fladt bundt af tråde, som er limet sammen side om side. Sådanne bundter er lettere at opløse under blandingen.

Til den tiltænkte dobbelte anvendelse skal bindemid-20 delsubstansen, som er opløselig ved smeltning, også være opløselig i vand i cementiøse betoner. Dette kan såvel opnås ved at bruge en substans, der er fuldstændig opløselig i vand, som ved at bruge en sammensætning, som kun er delvis opløselig på en sådan måde, at den uopløselige del blødgøres 25 og/eller emulgeres tilstrækkeligt til, at ståltrådstykkerne adskilles under blandingsbevægelsen. Fortrinsvis anvendes en klæber på basis af polyacetat som nævnt ovenfor. Hvis en ætylen-vinylacetat er iblandet som den vandopløselige komponent, kan blødgøringspunktet tilpasses ved at ændre ætylen/-30 vinylacetatforholdet.

Bindingssubstansen kan være en polymer eller en copolymer, som er opløselig i vand, fortrinsvis i form af en konventionel varmesmeltbar klæber, som består af yderligere harpikser, vokser, blødgørere, stabilisatorer og mulige 35 fyldsubstanser. Egnede klæbemidler er af den såkaldte "hot-melt"-type, der anvendes til påføring i smeltet tilstand på papir og karton, og som er indrettet til at blive klæbrige igen ved befugting med vand, såsom dem, der er tilgængelige 5 DK 172374 B1 på markedet og f.eks beskrevet i D.L. Bateman's bog "Hot melt adhesives", tredie udgave, Noyes Data Corporation.

Bundterne af ståltrådstykker kastes samlet i store partier i blandingen. De kan tilsættes først og blandes i en 5 tør blanding, før bituminen tilsættes. Bundterne kan også tilsættes til den varme blanding, som allerede indeholder smeltet bitumen. I begge disse tilfælde vil bundterne af sig selv først blive ligeligt fordelt i blandingen under indflydelse af blandebevægelserne. Senere under den fortsatte 10 blanding vil bindemiddelsubstansen blive blød og/eller smelte, hvorved bundterne brydes op i separate trådstykker, som yderligere opblandes og fordeles ligeligt som separate trådstykker.

Claims (2)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en støbbar, varm 5 blanding af bituminøs beton, omfattende de trin, at et stort antal ståltrådstykker, der er indrettet til at forstærke den bituminøse beton efter hærdning, indføres i en bituminøs betonblanding, og at denne blandes med de nævnte ståltrådstykker, indtil de er jævnt fordelt i den varme, bituminøse be-10 ton, kendetegnet ved, at ståltrådstykkerne tilsættes i form af bundter af ståltrådstykker, der er holdt sammen i bundterne af en bindemiddelsubstans, der er indrettet til at opløses af vand, når den blandes i en våd cementiøs beton, 15 idet bundterne tillige er indrettet til at opløses ved smeltning, når disse blandes i en varm, bituminøs betonblanding, og de nævnte bundter bringes til at gå fra hinanden under blandingen af den bituminøse beton.

2. Fremgangsmåde i følge krav 1, 20 kendetegnet ved, at blandingstemperaturen for den bituminøse blanding ligger i området mellem 80°C og 200°C, og i et område mellem 30 til 50eC over blødgøringstemperatu-ren for bindemiddelsubstansen. 25 Internationalt Patent-Bureau