DE69418653T2 - Drän-Belagelement, Verfahren zu seiner Herstellung und mit ihm hergestellter Belag - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft das Problem, eine Bodenbedeckungsschicht oder ein Pflaster anzubringen, das mit einem hohen Ausmaß an Sicherheit verhindert, dass ausgeschüttete verunreinigte Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Erdölerzeugnisse, chemische Substanzen, giftige Materialien, usw. die Erde darunter erreichen, und ferner einen hohen Abfluss von Flüssigkeit, beispielsweise Regenwasser, ermöglicht.
• In der niederländischen Patentanmeldung NL-A-7213263 wurde eine Eigendrainageschicht sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben. Diese Schicht besteht aus einer oberen Schicht aus porösem Material und einer unteren Schicht darunter, die für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Drainagerohre können zwischen beiden Schichten angeordnet sein, um Flüssigkeit zu entfernen, die an der unteren Schicht verbleibt. Das Problem ist, dass unerwünschte Substanzen, wie zum Beispiel ausgeschüttetes Brennstofföl, leicht entflammbare Flüssigkeiten, giftige Flüssigkeiten, scharfe Flüssigkeiten und/oder verletzende Flüssigkeiten, zurückgehalten werden, ohne dass sie in den Boden eindringen. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Möglichkeit, Wasser von Oberflächen wegzuhalten, auf denen Fahrzeuge oder Flugzeuge fahren, und ein Aquaplaning zu verhindern. Eine Schwierigkeit einer derartigen Bodenbedeckung liegt darin, dass mehrere Schichten verdichtet werden müssen, was oft unmöglich ist; ferner ist es bei dem Ausschütten von Material und einem Bindemittel nicht immer möglich, eine hinreichende Abdeckung der Materialteilchen mit dem Bindemittel zu erhalten, wenn die Schicht an Ort und Stelle hergestellt wird.
• Hindernisse, welche die Herstellung und Verdichtung von vollständigen Schichten schwer oder kaum möglich machen, sind beispielsweise Pumpen für Fahrzeugkraftstoff in der unmittelbaren Umgebung, die Anbringung der vorgeschriebenen Fangeinrichtung unterhalb von Tanks für verunreinigte Flüssigkeiten und die Anbringung einer derartigen undurchlässigen Schicht in Gebäuden, insbesondere auf einem höheren Stockwerk.
• Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu beseitigen.
• Darüber hinaus zielt die Erfindung darauf ab, eine flüssigkeitdurchlässige ebenso wie eine flüssigkeitsdichte Schicht mit weniger Bindemittel herzustellen.
• Ein Bodenbedeckungselement, wie zum Beispiel ein Klinker oder ein Ziegel, das mit einer oberen Oberfläche versehen ist, unter der wenigstens zwei Schichten und eine untere Oberfläche vorgesehen sind, ist an sich u. a. aus der niederländischen Patentanmeldung NL-A-8402658 und der NL-A- 8200289 bekannt, während auch die europäische Patentanmeldung EP-A-0 053 092 ein derartiges Bodenbedeckungselement zeigt. Keines dieser Bodenbedeckungselemente schafft jedoch eine Möglichkeit, die oben festgestellten Probleme zu lösen.
• Die niederländische Patentanmeldung NL-A-8200289 beschreibt einen Ziegel mit einer unteren Schicht, die nahezu die Zusammensetzung eines gewöhnlichen Betonziegels hat, während die obere Schicht ein Granulat-Mineral-Material enthält, das für eine Anpassung der Farbe sorgt.
• Die niederländische Patentanmeldung NL-A-8402658 zeigt ein Bodenbedeckungselement in der Form eines mehrseitigen Pflasterziegels aus Beton, zu dem eine hinreichende Menge von künstlichem Harz hinzugefügt wurde, um den Ziegel selbst flüssigkeitsdicht auszuführen. Es liegt jedoch kein Flüssigkeitsabfluss vor, der durch den Ziegel möglich ist, obwohl eine konvexe Oberfläche ein Abfließen in Richtung der Verbindung zwischen den beiden Ziegeln bewirken kann.
• Die erwähnte europäische Patentanmeldung EP-A-0 053 092 zeigt einen Ziegel mit einer Schicht aus natürlichem Stein an seiner oberen Seite. Auch in diesem Fall kann kein Wasserabfluss durch den Ziegel oder ein Fassen von Flüssigkeiten erhalten werden.
• Die WO-A-91 05111 beschreibt einen plattenähnlichen Betonblock, der jedoch nicht eine Abdichtung schafft, um die unteren Schichten von benachbarten Blöcken auf flüssigkeitsdichte Art und Weise miteinander zu verbinden.
• Um diese Probleme zu lösen, schafft die Erfindung ein Pflasterelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Die genannten Einrichtungen zur Verbindung der unteren Schichten von benachbarten Elementen können auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden, wie zum Beispiel durch eine bevorzugte, etwas elastische vorstehende Rippe, eine Ummantelung, die ein oder mehrere Elemente umschließt, und/oder durch Füllen der Verbindung zwischen zwei Elementen durch Eingießen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die leicht von einer Form entfernt werden kann, wird vorgesehen, dass die Dichtungsmittel einen Vorsprung der unteren Schicht enthalten. Es hat sich herausgestellt, dass damit eine sehr gute Abdichtung der unteren Schichten unterschiedlicher Pflasterelemente erhalten werden kann, wenn die Verbindung wenigstens auf dem Niveau der unteren Schicht oder unmittelbar darüber, mit einem flüssigkeitsdichten Dichtungsmittel angefüllt wird, das vorzugsweise der gleiche Plastik ist, wie das Bindemittel für die Pflasterelemente, die in der unteren Schicht enthalten sind, oder damit kompatibel ist. Das letztere ist an sich aus der NL-A-8402658 bekannt.
• Für eine hinreichende Flüssigkeitsdurchlässigkeit der oberen Schicht wird bevorzugt vorgesehen, dass deren Porösität mindestens 15 Vol.-% beträgt. Jedoch sind in der Praxis Porösitäten von 20 bis 40 Vol.-% möglich. Aus diesem Grund wird eine sehr gute Drainage erhalten, auch wenn verhältnismäßig dünne poröse Schichten vorliegen.
• Um eine hohe Porösität zu erhalten, werden bevorzugt Teilchen verwendet, deren Größen ein wenig unterschiedlich sind. Hierdurch kann oftmals eine noch höhere Porösität erhalten werden, wenn vorgesehen wird, dass die Teilchen eine unregelmäßige Form mit einem größten Durchmesser aufweisen, der wenigstens zweimal den kleinsten Durchmesser beträgt. Ein gutes Beispiel hierfür wird durch Schuppen gebildet, die nicht parallele Hauptflächen aufweisen.
• Um eine mechanisch feste flüssigkeitsundurchlässige Schicht zu erhalten, die vergleichsweise wenig Bindemittel enthält, kann vorgesehen werden, dass diese Schicht Teilchen in stark unterschiedlichen Größen enthält, was zu einem Füllgrad von mehr als 90 Vol.-% führt. Dies wird durch Mischen von mehreren Bruchteilen unterschiedlicher Größen derart erhalten, dass ein optimaler Füllgrad erhalten wird. Um eine derartige Schicht zu erhalten, wird bevorzugt die Mischung unter Schwingung gesetzt und ein Bindemittel gewählt, das die Teilchen leicht nässt, so dass die Zwischenräume zwischen den Teilchen vollständig mit Bindemittel gefüllt sind.
• Weil bei unterschiedlichen Anwendungen von Pflasterelementen gemäß der Erfindung ein Widerstand gegen unter anderem Mineralölprodukte erwünscht ist, wird bevorzugt, dass das Bindemittel ein Plastik ist, das gegen Mineralölprodukte widerstandsfähig ist.
• Ein weiteres Problem eines derartigen Pflasterelements oder ähnlichem ist, dass die Dichtung für Flüssigkeiten gebrochen werden kann, wenn das Element gelöst wird, beispielsweise durch den Verkehr, der darüberfährt. Es hat sich herausgestellt, dass die Möglichkeit, dass dies auftritt, in hohem Ausmaß von dem Gewicht des Pflasterelements abhängig ist. Es tritt wahrscheinlich auf, wenn eine Bewegung einmal auftritt, und ein Teil des Elements angehoben wird, dass diese Bewegung durch das Darüberfahren über das Element verstärkt wird. Wenn jedoch der Beginn der Bewegung wegbleibt, bleibt das Gesamte stabil.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass unterhalb der unteren Schicht eine Bodenschicht vorhanden ist, die ein hohes spezifisches Gewicht aufweist. Auf diese Weise wird nicht nur eine Stabilisierung erhalten, sondern es ist darüber hinaus möglich, schweres, möglicherweise verunreinigtes Abfallmaterial aufzubauen, insbesondere wenn die darin enthaltene Bodenschicht ein nicht auslaugendes Plastik ist. Vorzugsweise ist diese Schicht mit hohem spezifischen Gewicht derart vorgesehen, dass ein hoher Füllgrad mit einem hohen spezifischen Gewicht der Teilchen kombiniert wird.
• Ein Bindemittel, das nicht auslaugend ist, weder für Wasser noch für mögliche andere Substanzen, weist stets den Vorteil auf, dass Teilchen verwendet werden können, die ihrerseits Substanzen enthalten, die den Boden nicht erreichen dürfen.
• Die Erfindung umfasst ferner einen Boden, der mit den erfindungsgemäßen Elementen ausgelegt ist.
• Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Pflasterelemente.
• Die Herstellung in Formen, möglicherweise mit Schwingungen, ist weitaus leichter als die Herstellung an Ort und Stelle, um hohe Dichtigkeit zu erhalten, wie sie durch Schwingungen möglich sind. Ferner ist es bei der Herstellung in einer Form leichter, Teilchen der porösen Schicht mit einer dünnen Abdeckung von Bindemittel zu umhüllen, und den Zwischenraum zwischen den Teilchen freizulassen. Wenn derartige Teilchen nicht kugelförmig sind, sondern beispielsweise ebene Schuppen sind, und durch das Vibrieren der Schuppen nicht in Paralellität zueinander gebracht werden, wird eine sehr feste ebenso wie sehr poröse Einheit ausgebildet.
• Die Erfindung sorgt nicht nur für den Vorteil, dass die Elemente in einer Form hergestellt werden können, die vibriert und/oder auf die richtige Temperatur temperiert werden kann, sondern auch, dass jede der Schichten in ihrer eigenen Form hergestellt werden kann, das heißt unter den Bedingungen, die für die betrachtete Schicht am geeignetsten sind. Nachfolgend können die Schichten miteinander verbunden werden, vorzugsweise indem sie aufeinandergelegt werden und/oder zusammengedrückt werden, bevor ihr Bindemittel gehärtet wird.
• Natürlich sollte in diesem Zusammenhang dafür gesorgt werden, die Bindemittel, die für unterschiedliche Schichten verwendet werden, miteinander polymerisieren.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pflasterelements und einen Teil eines benachbarten Elements zeigt, näher erläutert.
• In der Zeichnung bezeichnet die Referenznummer 1 eine poröse obere Schicht. Diese kann in vergleichsweise großen Teilchen von etwa der gleichen Größe und einer Form bestehen, die von einer Kugel abweicht. Wenn derartige Teilchen mit einem Bindemittel umhüllt werden, und dieses Bindemittel gehärtet wird, bilden sie eine stabile Gestaltung. Wenn man so wenig Bindemittel wie möglich verwendet, werden die Poren immer noch offen sein und die Poren werden miteinander verbunden sein, so dass eine leichte Entfernung von Flüssigkeit, die auf die Oberseite 2 des Ziegels fällt, erhalten wird, welche Flüssigkeit unmittelbar nach unten durch die Schicht 1 abfließt. Unterhalb der Schicht 1 liegt die flüssigkeitsundurchlässige Schicht 3, die bevorzugt aus mehreren Bruchteilen von Teilchen bestehen, wobei in jedem Bruchteil eine unterschiedliche Größe vorliegt, wobei vorzugsweise die Größe des kleinsten Teilchens sehr klein, verglichen mit derjenigen der größeren oder der größten (beispielsweise 100- bis 1000-mal kleiner) ist. Eine derartige Kombination führt zu einem hohen Füllgrad, was bedeutet, dass das Volumen der Teilchen sich dem Gesamtvolumen der Schicht annähert. In der Praxis ist es nicht schwierig, auf einen Füllgrad von 92 Vol.-% und noch höhere Werte zu kommen. Wenn es sich bei dem Bindemittel beispielsweise um ein künstliches Harz handelt, das zusammen mit einem Härtemittel beigefügt wurde und in die Poren eintritt und dann aushärtet, wird eine Gesamteinheit ausgebildet, die vollständig flüssigkeitsdicht ist und nur wenig Plastik erfordert. Um die Dichtheit zu erhöhen, weist die Herstellung der Schicht in der Form von Elementen, insbesondere der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht, den Vorteil auf, dass es möglich ist, Schwingung und/oder Wärme aufzubringen.
• Die Bodenschicht 4 weist vorzugsweise ein hohes spezifisches Gewicht auf, weil die Teilchen, die darin verarbeitet sind, ein hohes spezifisches Gewicht aufweisen, wodurch es möglich ist, dass sie Metalle enthalten, sonstige Metallverbindungen oder unerwünschte Substanzen. Auch diese Teilchen können mit einem Plastik gebunden werden, das das gleiche wie das für die Schicht 3 oder die Schicht 1 verwendete sein kann, oder auch nicht, wobei die genannten Schichten ebenfalls ein anderes Plastik als Bindemittel haben können oder nicht. Wenn jedoch die Teilchen in der Schicht 4 Substanzen erhalten, die nicht in Richtung der Erde auslaugen dürfen, ist es erforderlich, dass das Bindemittel der Schicht 4 definitiv dem Auslaugen entgegenwirkt. Die Schicht 3 kann nicht auslaugen, weil sie vollständig flüssigkeitsdicht ist, jedoch ist ein Auslaugen der Schicht 3 in vielen Fällen nicht vollständig unzulässig, beispielsweise wenn Wasser oder andere Flüssigkeiten durch die Schicht 1 durchtreten, gesammelt und aufgearbeitet werden.
• Die Schicht 4 ist zu einer Schicht 4' eines benachbarten Pflasterelements gerichtet, und kann in der Praxis sehr nah zu dieser sein. Der vorstehende Teil 5 der Schicht 3 befindet sich ebenso sehr nah an dem vorstehenden Teil 5' der Schicht 3' des benachbarten Pflasterelements. Im Prinzip ist es in all diesen Fällen möglich, dass Flüssigkeit von der Schicht 1 an der Außenseite der Schicht 3 vorbeitritt und nach unten durch den Schlitz zwischen den Schichten 4 und 4' eindringt. Um dies zu verhindern, wurde eine Abdichtung aus flüssigkeitsdichtem Plastik 6 an dem Niveau der Schicht 3 oder beispielsweise auf dieser, wenn sie über die Schicht 1 vorsteht, aufgebracht. Die gezeigten Rippen 5 und 5' können schwierig herzustellen oder aus anderen Gründen weggelassen sein. In diesem Fall können Verbindungen zwischen den Elementen freigelassen werden, oder es kann dafür gesorgt werden, dass die Schichten 3 und 3' ein wenig bezüglich der Schichten 1 vorstehen. Wenn das Plastik 6 vollständig an dem Bindemittel der Schicht 3 haftet, wird eine sehr gute Abdichtung erhalten. Eine kleine vertikale oder horizontale Verschiebung zwischen den beiden Pflasterelementen wird durch die Elastizität der Dichtungsmasse 6 absorbiert, so dass die Dichtung in hohem Ausmaß grantiert werden kann.
• Selbstverständlich kann an der Grenze eines Bodens, der mit den gezeigten Pflasterelementen ausgelegt ist, ein Drainagegitter angewandt werden, das mit der Oberseite der Schicht 3 verbunden ist. Wenn nunmehr Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Mineralölprodukte, auf die Pflasterelemente ausgeschüttet werden, und möglicherweise nachfolgend durch den Regen nach unten gewaschen wurden, ist es gut möglich, diese zu fassen und die natürlich kleinen Reste von verunreinigenden Flüssigkeiten mit an sich bekannten Einrichtungen schadlos zu machen. Dies sind beispielsweise Einsätze mit einem Ablass unterhalb der Wasseroberfläche zum Fassen von flüssigen Verunreinigungen mit einem bestimmten Gewicht, das geringer ist als dasjenige von Wasser.
• Die poröse Schicht 3 kann Farbteilchen oder fluoreszierende oder phosphorisierende Teilchen enthalten, die beispielsweise vor dem vollständigen Aushärten abgelegt und in die Oberfläche gedrückt werden. Dies führt zu einer guten Realisierung des Notfall- und Lichtmarkierungssystem gemäß der PCT/NL86 00035.

Claims (22)

1. Pflasterelement, wie ein Klinker oder ein Ziegel, versehen mit einer Oberfläche (1), darunter zumindest eine obere (2) und eine untere Schicht (3) und eine Bodenfläche, in der die obere Schicht (2) flüssigkeitsdurchlässig ist, und die untere Schicht für Flüssigkeit undurchdringlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ebene der unteren Schicht Dichtungsmittel (5, 5') anwesend sind, um die unteren Schichten von anliegenden Elementen in einer flüssigkeitsdichtenden Weise zu verbinden.

2. Pflasterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel einen Vorsprung (5, 5') der unteren Schicht enthalten.

3. Pflasterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ebene der unteren Schicht eine Rippe herausragt.

4. Pflasterelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung oder Rippe etwas elastisch ist.

5. Pflasterelement nach einem der hervorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht eine Porösität von mindestens 15 Vol.-% hat.

6. Pflasterelement nach einem der hervorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht aus Teilchen besteht, welche in ihrer Größe ein wenig verschieden sind, welche Teilchen zueinander verklebt sind.

7. Pflasterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen eine unregelmäßige Form mit einem größten Durchmesser von mindestens zweimal dem kleinsten Durchmesser haben.

8. Pflasterelement nach einem der hervorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Schicht Teilchen in stark verschiedenen Größen enthält, was einen Füllgrad von mehr als 90 Vol.-% ergibt.

9. Pflasterelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen Schicht die Zwischenräume zwischen den Teilchen mit einem Bindemittel gefüllt sind.

10. Pflasterelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Plastik ist, welcher beständig für Erdölprodukte ist.

11. Pflasterelement nach einem der hervorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter der unteren Schicht eine Bodenschicht (4) mit einem hohen spezifischen Gewicht anwesend ist.

12. Pflasterelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen der Bodenschicht aus einem oder mehreren Materialien mit einem hohen spezifischen Gewicht und einer Verteilung der Teilchengröße bestehen, die einen hohen Füllgrad ergibt, welche Teilchen mittels eines Bindemittels miteinander verbunden sind.

13. Pflasterelement nach den Ansprüchen 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel zumindest in der unteren Schicht ein nicht auslaugendes Plastik ist, in einer genügenden Menge, um die Teilchen zu umhüllen.

14. Boden von Pflasterelementen nach Anspruch 2 und eventuell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung oberhalb der Vorsprünge (5, 5') mit einem Dichtungsmittel (6) gefüllt ist.

15. Boden nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel etwas elastisch ist.

16. Boden, hergestellt aus Pflasterelementen, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungsstangen oder ein Dichtungsnetzwerk zwischen den unteren Schichten (3, 3') anwesend sind oder ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Pflasterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Schichten separat geformt und miteinander verbunden werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten, welche ein noch nicht vollständig ausgehärtetes Bindemittel enthalten, aufeinandergelegt werden, worauf das Aushärten mittels Polymerisation vervollständigt wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Pflasterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Form für die untere Schicht einer Schicht aus Teilchen mit stark verschiedenen Größen zusammen mit einem nicht ausgehärteten Harz und einem Härtungsmittel vibriert werden, das Material für die obere Schicht im Voraus gleichzeitig mit oder nach der Vibration eingebracht wird, wobei das genannte Material Teilchen, welche ein wenig in der Größe verschieden sind, ein nicht ausgehärtetes Bindemittel und ein Härtungsmittel in einer Menge enthält, welche bedeutend weniger ist als die Menge, die zum Füllen der Zwischenräume der genannten oberen Schicht notwendig ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass, vor der Einbringung der Substanzen, welche die untere Schicht formen, das Material für eine Schicht mit einer hohen Dichte eingebracht wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in einer Form vibriert oder gepresst wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien für die untere Schicht und die Grundschicht, wenn anwesend, vibriert oder gepresst werden, woraufhin das Material für die obere Schicht zugefügt wird.