DE202008008740U1

DE202008008740U1 - Wasserdurchlässiger, befahrbarer mehrschichtiger Bodenbelag

Info

Publication number: DE202008008740U1
Application number: DE200820008740
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-07-03

Abstract

Wasserdurchlässiger, befahrbarer mehrschichtiger Bodenbelag (1), mit folgendem Aufbau von oben nach unten:
a) eine Deckschicht (2), basierend auf gebundenen mineralischen Zuschlagsstoffen,
b) mindestens ein armierendes Gittergewebe (3) aus anorganischen oder organischen Fasern sowie
c) mindestens eine Tragschicht (4) aus gerundeten und/oder eckigkantigen Mineralstoffen sowie
zum Aufbringen auf einem Baugrund (5), wobei alle Schichten sowohl in sich als auch untereinander mit organischen Stoffen verklebt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen wasserdurchlässigen, befahrbaren, mehrschichtigen Bodenbelag mit folgendem Aufbau von oben nach unten:

– eine Deckschicht, basierend auf gebundenen mineralischen Zuschlagsstoffen sowie
– mindestens eine Tragschicht aus gerundeten und/oder eckigkantigen Mineralstoffen.

Ein derartiger Bodenbelag ist bekannt, z. B. aus der Patentschrift DE 10 2004 006 165 B4 . Darin wird ein mehrschichtiger, wasserdurchlässiger Bodenbelag mit einem Oberbau- und Unterbau zum Aufbringen auf einem Baugrund beschrieben, wobei der Unterbau zumindest eine wasserdurchlässige baugrundseitige Schicht aus Sand oder Schotter und der Oberbau des Bodenbelags eine Verbindung aus verdichteten, mineralischen Zuschlagstoffen und organischen Klebstoffen ist und wobei der Unterbau eine oberbauseitige Schicht aus Schotter aufweist, dessen durchschnittliche Größe des Unterkorns > 5 mm beträgt und die Schichten des Ober- und des Unterbaus durch Kleben miteinander verbunden sind. Auf diese Patentschrift wird in allen Teilen ausdrücklich Bezug genommen. Ihre Lehre wird in die vorliegende Anmeldung integriert und verbessert.
Ein wesentlicher Nachteil dabei ist die Bildung von bis zu 20 mm breiten Rissen nicht nur in der Deckschicht, sondern auch im Unterbau. Sie treten vor allem an den Stirnseiten und an den Rändern einer z. B. 3,20 m breiten und 150 m langen Bahn auf, und zwar auch quer durch mehrere Bahnen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen entsprechenden Bodenbelag bereitzustellen, der eine deutlich geringere Rissbildung zeigt oder gar sie ganz vermeidet, und zwar bei möglichst geringer Kostensteigerung und einfacher Herstellung.
Die erfindungsgemäße Lösung ist den Patentansprüchen zu entnehmen. Sie besteht im Wesentlichen in dem Einbau eines armierenden Gittergewebes unterhalb der Deckschicht bei der Herstellung des Bodenbelags. Nach dem Hauptanspruch ist die Erfindung ein wasserdurchlässiger, befahrbarer, mehrschichtiger Bodenbelag (1) mit folgendem Aufbau von oben nach unten:

a) eine Deckschicht (2), basierend auf gebundenen mineralischen Zuschlagsstoffen,
b) mindestens ein armierendes Gittergewebe (3) aus anorganischen oder organischen Fasern sowie
c) mindestens eine Tragschicht (4) aus gerundeten und/oder eckigkantigen Mineralstoffen,

Die erwähnten Stoffe sind weitgehend in der Baubranche gut bekannt und in Patentschriften zu dem Problem „wasserdurchlässige Bodenbeläge" beschrieben, und zwar nicht nur in der bereits erwähnten DE 10 2004 006 165 B4 und in den dort zitierten zahlreichen Druckschriften, sonder auch in weiteren Druckschriften z. B. in DE 20 2005 004 625 U1 und in DE 10 2004 014 473 B4 . Lediglich das armierende Gittergewebe und das spezielle Polyurethan sind darin nicht beschrieben. Beides wird später ausführlich beschrieben.
Die bevorzugten Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Deckschicht ist vorzugsweise durchschnittlich 2 bis 6, insbesondere 3 bis 4 cm dick. Sie basiert auf mit 6 bis 12, vorzugsweise 7 bis 9 Gew.-% eines organischen Klebstoffs gebundenen mineralischen Zuschlagstoffen, insbesondere aus Splitt vor allem von Hartgesteinen wie Granit, Basalt und Quarzit. Besonders bevorzugt sind Zuschlagstoffe, deren Durchschnittsgröße des Korns zwischen 1 und 7, insbesondere zwischen 1 und 4 mm, liegt.
Die Tragschicht ist vorzugsweise durchschnittlich etwa 10 bis 30, insbesondere 15 bis 25 cm dick. Sie basiert auf mit 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3 Gew.-% eines organischen Klebstoffs gebundenen gerundeten oder eckigkantigen Mineralstoffen aus überwiegend Mittelkies bzw. Grobkies oder Splitt bzw. Schotter von Hartgesteinen. Deren Körnung sollte zweckmäßigerweise im Bereich von 8 bis 28, insbesondere von 11 bis 16 mm liegen.
Alle Gesteinsschichten des Bodenbelags sind sowohl in sich als auch untereinander – und zwar durch das Gitter-Gewebe hindurch – mit organischen Stoffen verklebt (Klebstoffe). Dazu eignen sich im Prinzip auch 1-K-Klebstoffe, z. B. der Schmelzklebstoff EVA. Bevorzugt sind aber 2-K-Klebstoffe wie Zweikomponenten-Epoxidharzklebstoffe und -Polyurethanklebstoffe. Mit diesen vernetzenden Klebstoffen werden die Deckschicht, das armierende Gittergewebe und die Tragschicht verklebt, wobei auch unterschiedliche Klebstoffe verwendet werden können. Vor allem eignet sich dazu ein stark vernetzender PU-Klebstoff auf der Basis folgenden Polyol-Gemisches

a) 10 bis 98 Gew.-% mindestens eines oleochemischen Polyols,
b) 1 bis 7,5 Gew.-% mindestens eines Diols mit einer Hydroxylzahl von 400 bis 2000 und
c) 1 bis 7,5 Gew.-% mindestens eines drei-, vier- oder fünffunktionellen Polyols mit einer Hydroxylzahl von 200 bis 2 000, wobei die Gew.-% jeweils auf das Polyol-Gemisch insgesamt bezogen sind. Dieser 2-K-Klebstoff lässt sich besonders gleichmäßig und in relativ dünner Schicht über die Gesteine aller Schichten, und zwar über deren ganze Fläche und Dicke verteilen, sodass die Oberflächen des Gesteins und der Fasern nur benetzt sind. Daraus ergibt sich nicht nur eine hohe Festigkeit, sondern auch ein offenporiges System mit einem großen Porenvolumen.

Wider Erwarten lässt sich dann eine gute und schnelle Durchmischung aller flüssigen und festen Bestandteile einer Gesteinsschicht erreichen, wenn man das Harz und den Härter der 2-K-Klebstoffe nicht vorher separat miteinander zum Klebstoff mischt, sondern wenn man sie ungemischt den übrigen Bestandteilen zugibt und dann alles gemeinsam mischt.
Es ist seit Langem bekannt, Gittergewebe aus Glasfasern zur Verstärkung sowohl von organischen Stoffen wie Kunststoffen als auch von anorganischen Stoffen wie Estrich und Putze im Bausektor zur Vermeidung von Rissen einzusetzen. Es ist jedoch nicht bekannt, vorsorglich solche Gittergewebe bei befahrbaren Bodenbelägen einzusetzen. Es wäre zu befürchten, dass eine Faserarmierung solchen großen Beanspruchungen nicht gewachsen ist.
Es ist bei der Auswahl des geeigneten armierenden Gittergewebes darauf zu achten, dass die Zugfestigkeit und die Elastizität des armierenden Gittergewebes größer sind als die der Gesteinsschichten, die Bruchdehnung aber kleiner. Das wird vor allem durch anorganische Verstärkungsfasern wie Glas-, Basalt- und Keramik-Fasern sowie durch organische Verstärkungsfaser wie Aramid- und Kohlenstofffasern ermöglicht, wenn die Textilkonstruktion zweckmäßig ist. Diese sollte so offen sein, dass einerseits der Wasser-Durchfluss und die direkte Bindung der Deckschicht mit der Kiesschicht möglich ist und anderseits die Festigkeits-Eigenschaften ausreichend hoch sind. Dank der Erfindung ist es möglich, bei Bodenbelägen mit einer oder mehreren Bahnen mit einer Breite von mehr als 1 m, insbesondere von 2 bis 4 m, und mit einer Länge von mehr als 50 m, insbesondere von 100 bis 200 m die Anzahl und Tiefe der Risse deutlich zu verringern oder ganz zu verhindern. Vorzugsweise sollte das Gittergewebe folgende geometrischen Eigenschaften haben: Faserdicke: ca. 1 mm, Gittergröße: von 3 × 3 bis 14 × 14 mm und Bahn-Breite: 20 bis 120 cm, vorzugsweise 40 bis 100 cm.
Der erfindungsgemäße Bodenbelag lässt sich einfach herstellen, da die meisten Verfahrensschritte im Prinzip bekannt sind:

– Der Baugrund wird wie normgerecht vorbereitet.
– Das noch verformbare Gemisch der Komponenten für die Tragschicht wird auf den vorbereiteten Baugrund vollflächig aufgebracht, geebnet, verdichtet und ausgehärtet.
– Das Gittergewebe wird auf die Riss-gefährdeten Stellen der ausgehärteten Tragschicht gelegt, und zwar mittig unter die Metallschienen, die als Einbauhilfen für die Deckschicht dienen, stramm gezogen und mittels der seitlich angebrachten Laschen mit Nägel an der Tragschicht befestigt,
– Schließlich wird das noch verformbare Gemisch für die Deckschicht vollflächig auf das armierende Gittergewebe bzw. direkt auf die Kiesschicht zwischen den Metallschienen aufgebracht, geebnet, verdichtet und ausgehärtet.

Es ist vorteilhaft, wenn man alle Komponenten jeweils einer Gesteinsschichten zusammengibt und dann nascht, wobei die Klebstoff-Komponente vorzugsweise als Harz und Härter zugegeben wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, die mineralischen Zuschlagsstoffe der Deckschicht und die Mineralstoffe der Kiesschicht beim Mischen mit dem Klebstoff bzw. den Klebstoffkomponenten möglichst trocken und staubfrei sind, also ihr Wassergehalt geringer als 0,5 Gew.-% und ihr Staubanteil mit einer Korngröße unter 0,5 mm ebenfalls geringer als 0,5 Gew.-% ist.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der Klebstoff der Gesteinsschicht völlig ausgehärtet ist, wenn das noch verformbare Gemisch der nächsten Schicht aufgetragen wird.
Die Korngröße wird bestimmt, indem man eine abgewogene Teilchenmenge mit einem Siebsatz mit Maschenweiten von 11, 8, 5, 4, 3, 2 und 1 mm siebt und die erhaltenen Fraktionen wiegt. Das Gewicht dieser Siebdurchgänge wird jeweils auf die Gesamtmenge bezogen und ergibt so den Anteil des jeweiligen Siebdurchganges in Gew.-%. Trägt man die Siebdurchgänge in Gew.-% in Abhängigkeit von der Maschenweite in mm auf, erhält man die Körnung in Form der Sieblinie. Verwendet man z. B. einen Siebsatz mit Maschenweiten von 5, 2, und 1 mm, so erhält man einzelne Fraktionen mit > 5, 5-2, 2-1 und < 1 mm. Wenn man 1000 g Teilchen siebt und 10, 500, 430 und 60 g schwere Fraktionen erhält, so ist der Siebdurchgang 1,0, 50,0, 43,0 und 6,0 Gew.-%, jeweils in der Reihenfolge der genannten Fraktionen. Bei den Untersuchungen wurden Teilchen eingesetzt, deren Korngröße durch Siebdurchgänge zwischen den angegeben Maschenweiten erhalten wurden.
Nun wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen mehrschichtigen Bodenbelag (1). Er weist eine Deckschicht (2), ein armierendes Gittergewebe (3) und eine Tragschicht (4) auf. Er unterscheidet sich im Aufbau von dem der DE 10 2004 006 165 B4 nur durch das armierende Gittergewebe (3). Natürlich könnte der erfindungsgemäße Bodenbelag noch weitere Gesteinsschichten enthalten. Der Baugrund (5) wurde entsprechend den Vorschriften für den Einbau eines frostsicheren Unterbaus vorbereitet, wobei vorzugsweise keine Schicht aus einem Sand/Klebstoff-Gemisch verwendet wird, für den Einbau des erfindungsgemäßen Bodenbelages aus einer Tragschicht, einem Gittergewebe und einer Tragschicht. Zur Herstellung der ca. 20 cm dicken Tragschicht (4) wurde Splitt von Hartgestein mit einer Korngröße von 11 bis 22 nun mit 1,7 Gew.-% eines homogenen Gemisches eines Harzes und eines Härters eines 2-K-Epoxid-Klebstoffes in einem Mischer intensiv miteinander 4–6 Min. gemischt. Das noch leicht verformbare Splitt/Klebstoff-Gemisch wurde zügig auf den frostsicheren Baugrund (5) aufgetragen, geebnet und mit einem Rüttler verdichtet. Nach 3 Tagen war die Tragschicht (4) so ausgehärtet, dass sie voll belastbar war.
Dann wurde ein 1 m breites und 150 m langes Glas-Gewebe mit 4 mm × 4 mm großen Gittern und einer Zugfestigkeit von 1,6 kN/5 cm auf die ausgehärtete Tragschicht (4) gelegt, und zwar mittig dort, wo anschließend Metallschienen gelegt werden sollten, um eine 320 cm breite Deckschicht-Bahn herzustellen. Die Enden der Gittergewebebahnen wurden durch quer gelegte Gittergewebe 50 cm überlappt. Das Gittergewebe (3) wurde stramm gezogen und mit Nägel durch die Laschen hindurch an der Tragschicht (4) befestigt.
Zur Herstellung der ca. 4 cm dicken Deckschicht (2) wurde Granit-Splitt mit einer Korngröße von 1,4 bis 3 mm mit 8 Gew.-% eines 2-K-Polyurethan-Klebstoffes der Fa. Henkel in einem Mischer 14 bis 16 Min. lang intensiv miteinander gemischt. Das noch leicht verformbare Splitt/Klebstoff-Gemisch wurde zügig zwischen den Metallschienen auf die Tragschicht (4) bzw. das Gittergewebe (3) aufgetragen, geebnet und mit einer Walze verdichtet. Um ein Ankleben von Granit-Splitt an der Walzenoberfläche zu vermeiden, wurde sie mit einem Gemisch von 40 bis 80 Gew.-% technischem Leinöl in restlichem Waschbenzin besprüht. Bei 15 bis 25°C war nach 4 bis 6 Stunden die Deckschicht begehbar und nach 2 bis 3 Tagen ausgehärtet und voll belastbar. Nun wurden die Nagel herausgezogen und die Metallschiene entfernt.
Ein so hergestellter Bodenbelag zeigte – im Gegensatz zu dem Bodenbelag ohne Gittergewebe – auf einer Fläche von 10 000 m² kein Risse mehr an den Längskanten und auch keine Querrisse.
Wie bei dem bekannten Bodenbelag versickerte der Regen sofort: Die Wasserdurchlässigkeit wurde also nicht beeinträchtigt. Die Flächen wurden für den Schwerlastverkehr freigegeben. Es konnten Lkws fahren und parken ohne Ausbildung von Spurrillen oder Rissen.

1: Bodenbelag
2: Deckschicht
3: Gittergewebe
4: Tragschicht
5: Baugrund

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004006165 B4 [0002, 0006, 0018]
- DE 202005004625 U1 [0006]
- DE 102004014473 B4 [0006]

Claims

Wasserdurchlässiger, befahrbarer mehrschichtiger Bodenbelag (1), mit folgendem Aufbau von oben nach unten: a) eine Deckschicht (2), basierend auf gebundenen mineralischen Zuschlagsstoffen, b) mindestens ein armierendes Gittergewebe (3) aus anorganischen oder organischen Fasern sowie c) mindestens eine Tragschicht (4) aus gerundeten und/oder eckigkantigen Mineralstoffen sowie zum Aufbringen auf einem Baugrund (5), wobei alle Schichten sowohl in sich als auch untereinander mit organischen Stoffen verklebt sind.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Deckschicht (2) durchschnittlich etwa 2 bis 6 cm dick ist und – die mineralischen Zuschlagsstoffe aus Splitt von Hartgesteinen wie Granit, Basalt und Quarzit sind, insbesondere mit einer Körnung im Bereich von 1 bis 7 mm, und – sie mit 6 bis 12 Gew.-% eines 2-Komponenten-Klebstoffes untereinander verklebt sind.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht (4) – durchschnittlich etwa 10 bis 30, vorzugsweise 15–25 cm dick ist und – überwiegend Mittelkies bzw. oder Splitt bzw. Schotter von Hartgesteinen enthält, vorzugsweise mit einer Körnung von 8 bis 28, insbesondere 11 bis 16 mm und – mit 1 bis 4, vorzugsweise mit 2 bis 3 Gew.-% Klebstoff gebunden ist, wobei neben den 2-K-Klebstoffen auch 1-K-Klebstoffe in Frage kommen, z. B. EVA.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um bei den Klebstoffen für die Deckschicht (2), das armierende Gittergewebe (3) und die Tragschicht (4) um 2-Komponenten-Polyurethan-Klebstoffe handelt, insbesondere wenn sie auf einer Polyol-Komponente basieren, die folgende Stoffe enthalten: a) 10 bis 98 Gew.-% mindestens eines oleochemischen Polyols, b) 1 bis 7,5 Gew.-% mindestens eines Diols mit einer Hydroxylzahl von 400 bis 2000 und c) 1 bis 7,5 Gew.-% mindestens eines drei-, vier- oder fünffunktionellen Polyols mit einer Hydroxylzahl von 200 bis 2 000, wobei die Gew.-% jeweils auf das Polyol-Gemisch insgesamt bezogen sind.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff gleichmäßig über die ganze Dicke und Fläche der Schichten verteilt ist, sodass die Oberflächen der Mineralien und Fasern nur benetzt sind und ein offenporiges System mit einem großen Porenvolumen.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit und die Elastizität des armierenden Gittergewebes (3) größer sind als die der Gesteinsschichten, die Bruchdehnung aber kleiner, was vor allem durch anorganische Verstärkungsfasern wie Glas-, Basalt- und Keramik-Fasern sowie durch organische Verstärkungsfaser wie Aramid- und Kohlenstofffasern ermöglicht wird.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Konstruktion des armierenden Gittergewebes (3) so offen ist, dass einerseits der Wasser-Durchfluss und die direkte Bindung der Deckschicht mit der Tragschicht (4) möglich ist und anderseits seine Festigkeits-Eigenschaften ausreichend hoch sind.
Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das armierende Gittergewebe (3) nur an Risse-gefährdeten Stellen befindet, dort aber gegebenenfalls auch in mehreren Lagen.
Bodenbelag nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Bahnen mit einer Breite von mehr als 1 m, insbesondere von 2 bis 4 m, und mit einer Länge von mehr als 50 m, insbesondere von 100 bis 200 m.