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Verfahren zur Herstellung von Strassen, Fundamenten n. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Strassen, Fussböden,
Pflasterungen, Tennisplätzen u. dgl., wobei mineralische wasserfreie Stoffe in körnigem Zustand oder zu kleinen Teilen zerstüekelt, mit einem Öl vermengt und so behandelt werden, dass eine feste Masse erzielt wird. Die Erfindung betrifft die Herstellung von solchen Flächen od. dgl., welche einen harten dauerhaften Körper ergeben, welcher trotz seiner Härte stossdämpfend wirkt.
Das Verfahren zur Herstellung von Strassenflächen, Fussböden, Tennisplätzen u. dgl. nach der Erfindung besteht darin, dass Metalle in faseriger oder körniger Form und/oder Mineralien und/oder Erze, welche sich nicht rasch im Wasser lösen, mit einem trocknenden Öl vermengt werden, welches eine verhältnismässig kleine Menge eines trocknenden Mittels enthält, worauf die so erhaltene Mischung "in situ", d. h. an Ort und Stelle gepresst und sodann mit einer Schichte eines die Wärme zurückhaltenden Mittels, z. B. von Sand, bedeckt wird, so dass die gepresste Mischung während des Bedecken durch eine chemisch-exothermische Reaktion in eine harte aber elastische verwandelt wird.
Für die Zwecke der Erfindung können sämtliche handelsüblichen Metalle in faseriger oder gekörnter Form und alle Mineralien und Erze ebenfalls in körniger Form verwendet werden, vorausgesetzt, dass dieselben Bestandteile wie erdhaltige mineralische Pigmente, Erde, Kalk, Kalkstein, Graphit od. dgl. nicht enthalten, mit andern Worten, welche solche Bestandteile, die im Wasser aufgelöst oder zersetzt werden, nicht enthalten, sondern nur Teile, wie z. B. vulkanische oder metamorphes Gestein oder Sand, Flintstein, Quarz u. dgl. in reinem und natürlichem Zustand ; derartige Bestandteile können allein oder in entsprechender Mischung als Hauptbestandteile der nach der Erfindung zu verwendenden Mittel in Betracht kommen. Zu diesem Hauptbestandteil wird eine verhältnismässig kleine Menge, z. B. im Ausmasse von 3-5O ein trocknendes Öl, z. H.
Holzöl, Nussöl, Mohnöl, Hanföl und insbesondere ein billiges Leinöl, zugegeben, u. zw. mit einer Beimengung einer verhältnismässig kleinen Menge eines Trockners in etwas eingedickter Form. Die Menge des Trockners muss nur 1% des Öl- gewichtes betragen.
Bei der Durchführung des Verfahrens kommen insbesondere in Frage : Granite, nichtbasische Steine, Basalte und sedimentäre Sandsteine, nicht aber Kalksteine. Die in Betracht kommenden Gesteine können auch in vier Gruppen geteilt werden, u. zw. : saures Gestein, Zwisehengestein, basisches Gestein und ultrabasisches Gestein, bloss in körniger und nicht pulvriger Form.
Die erhaltene Mischung wird in situ"gepresst und es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, dass die gepresste Mischung durch eine chemische exothermisehe Reaktion in eine hochwertige, als Strassenoberbau dienende Masse verwandelt wird ; diese chemische Reaktion wird dadurch unterstützt, dass das gepresste Material mit einer Schutzschicht eines geeigneten andern Materials, z. B. von Sand, überzogen wird, welches die durch die chemische Einwirkung erzeugte Hitze durch einen längeren Zeitabschnitt zurückhält. Das Endmaterial besitzt die hochwertigen Eigenschaften eines synthetischen Stoffes, welches nach dem Trocknen gesägt, geschnitten, gebohrt, gedreht oder genagelt werden kann, wie z. B. Ebonit, Stahl, Eisen, Kupfer, Messing oder Holz.
Dies bildet das Hauptmerkmal der Erfindung und ein wesentliches Merkmal besteht auch darin, dass nur eine sehr kleine Menge des Trockners erforderlich ist, um die erwähnte Reaktion hervorzurufen.
Als nützliche Metallzusätze zum Leinöl als Trockner, sind die allgemein bekannten Metalloxyde oder Hydroxyde, sowie Blei-, Mangan-, Zink-und Kobaltverbindungen und werden die gewählten Oxyde oder Hydroxyde in dem Öl gekocht, um die Lösung zu erzielen.
Es ist selbstverständlich an sich bekannt, ein Leinöl mit oder ohne einem Trockner, z. B. Bleioxyd, zu verwenden, wobei Bestandteile vorhanden sind, die sich leicht im Wasser lösen, wie z. B. Kalk oder
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pulverisierter Meerschaum, ein solches Gemenge wäre aber für den Erfindungszweck wertlos, nachdem gemäss der Erfindung eine harte haltbare für Strasse u. dgl. geeignete Masse erzielt werden soll.
Die handelsüblichen Formen von Leinölprodukten, welche konzentrierte Fettsäuren und in flüchtigen Lösungsmitteln aufgelöste Harze enthalten, sind als Zusatz des trocknenden Öles für den oben erwähnten Zweck ungeeignet, nachdem diese Verbindungen die kautschukartigen Eigenschaften der trocknenden Öle vernichten, welche Eigenschaften aber zur Erzielung des erfinderischen Effektes erforderlich sind, so dass bei Verwendung der erwähnten Verbindungen die Gefahr besteht, dass das hergestellte Material zu spröde wird. Die kautsehukartige Beschaffenheit der Bindemittel kann nach Belieben geändert werden. Je länger diese Öle einem Verdickungsprozess bei Temperaturen, welche 2600 bis 3000 C nicht übersteigen, unterworfen werden, um so höher ist die kautschukartige Beschaffenheit des Endproduktes.
Die chemische exothermische Reaktion, welcher diese kautsehukartigen Substanzen unterworfen werden, besteht aus zwei verschiedenen gleichzeitigen Reaktionen. Einerseits tritt eine Oxydation ein, d. h. der Sauerstoff wird von der Atmosphäre absorbiert, u. zw. in Mengen, welche durch die Gewiehtsänderung bestimmt werden können und anderseits tritt ein Polymerisationsprozess ein, d. h. eine Anhäufung von Molekülen in der chemischen Struktur der Masse.
Im Hinblick darauf, dass nach dem Pressen des Materials die Länge der zur Beendigung der chemisch-exothermischen Reaktion erforderlichen Zeit von der Jahreszeit wesentlich abhängig ist, kann das Verfahren sowohl als ,,Sommerverfahren" als auch als ,,Winterverfahren" ausgeführt werden.
Das Wesen des"Sommerverfahrens"ist folgendes : Das metallische oder mineralische, im Wasser nicht lösliche Material wird in eine Mischmaschine gefüllt. In der l\1ischmaschine werden die Stoffe mit den erwähnten Bindemitteln vermengt. Der Mischvorgang muss so lange fortgesetzt werden, bis jedes Korn der metallischen oder mineralischen Substanz in gummiartigen Bindemitteln eingebettet ist. Dies erfordert fünf bis sechs Minuten.
Um die erforderliche Menge der Bindemittel zu erhalten, kann eine bekannte selbsttätige Füllpumpe an die Maschine angeschlossen werden. Die gemischten Stoffe werden sodann unmittelbar auf die Strasse befördert, wobei der Strassenoberbau durch Kompression in einigen Sekunden mit Hilfe einer fortlaufend arbeitenden Druck- und Walzmaschine hergestellt werden kann.
Fünf bis sechs Stunden nach dem Pressen beginnt der chemiseh-exothermisehe Prozess, welcher in der gepressten kautsehukartigen Strassenfläehe selbsttätig Hitze erzeugt, bis eine Temperatur von 1200 bis 1500 C erreicht ist. Je länger die so erzeugte Temperatur in der gepressten Strassenfläehe aufrechterhalten werden kann-insbesondere wenn gegen die Einwirkung von Regen und frühzeitige Kühlung Vorsorge getroffen ist-um so widerstandsfähiger wird das Endprodukt sein und um so rascher kann das Verfahren vollendet werden.
Es ist daher sehr vorteilhaft die gesamte Strassenfläche, nachdem die Hitzeerzeugung begonnen hat, mit einer Sandsehichte zu bedecken, wobei letzte auf eine ähnliche Temperatur vorerwärmt wurde ; diese Schichte soll an der Strassenfläche mindestens 48 Stunden liegen bleiben.
Die Reaktion ist während der Zeit von 48 Stunden beendet und der kautsehukartige Strassenoberbau hergestellt. Der Sand kann entfernt oder wieder verwendet werden, und die Strassenfläche ist, nachdem sie vollständig abgekühlt und getrocknet ist, für den Verkehr verwendbar.
Es tritt die chemiseh-exothermisehe Reaktion auch dann ein, wenn die erwähnten Schutzmassnahmen nicht getroffen werden, aber in einem solchen Fall dauert die Beendigung des Verfahrens mindestens 14 Tage.
Im Winter ist es erforderlich, die Strasse auf eine Temperatur, welche ungefähr 1500 C, d. Ii. die Reaktionstemperatur erreicht, vorzuwärmen. Ansonsten ist der Vorgang einfach, nur ist zu beachten, dass bei kaltem Wasser die Reaktion mehr Zeit in Anspruch nimmt und die Sandschichte auf der Strasse mindestens vier bis fünf Tage liegen muss. Wenn ein zuverlässiger und überprüfter Ofenwärmer benutzt wird, dann kann 5-6 km Strasse täglich auf der Reaktionstemperatur erhalten werden, und nachdem der Erhitzungsvorgang keine grossen Kosten verursacht, ist es empfehlenswert, den Vorwärmung- apparat sowohl im Sommer als auch im Winter zu verwenden.
In den Zeichnungen sind zwei Hauptarten der Durchführung des Verfahrens beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1-5 verschiedene Strassenquerschnitte, Fig. 6 zeigt den Querschnitt eines Paares einer Strasseneinfassung, wogegen die Fig. 7 den Schnitt eines abgeänderten Oberbaues darstellt. Fig. 8 zeigt einen mit den Einfassungen aus einem Stück gebildeten geeigneten Unterbau
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ausgestattete Strasse.
In der Fig. 1 ist der Querschnitt einer Strassenfläche i mit dem Unterbau B in verbesserungsbedürftigem Zustand veranschaulicht. Die Fig. 2 zeigt dagegen im Schnitt eine Strassenfläche 1 mit dem Unterbau B im reparaturbedürftigen Zustande mit zwei Schutzwänden C, welche entlang der Strassenränder verlaufen und ,,in situ" aus dem kautschukartigen Sandmaterial hergestellt und gegen den Unterbau gepresst sind. Die Strasse weist eine imprägnierte Sandschichte von ungefähr 10-15 mm Dicke zwischen den Wänden C und dem Unterbau B auf. Der Zweck der Wände C besteht darin, die Sandsehiehte oder die im Nachstehenden gemäss Fig. 7 erwähnten Kugeln in ihrer Lage zu erhalten.
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Fig. 3 zeigt eine lose Sandschichte D, welche ungefähr 20 mm stark an dem Unterbau und zwischen den seitlichen Wänden C vorgesehen ist.
Fig. 4 zeigt eine verbesserungsbedürftige Strassenfläche A mit einer losen ungefähr 20 mm starken Sandschichte D an dem Unterbau zwischen den seitlichen Wänden C und einer kautschukartigen Strassenfläche F und E, welche ohne seitliche Einfassungen G (Fig. 6) in einem Stuck gepresst sind.
Der erfindungsgemässe Oberbau wird vorteilhaft in zwei Schichten ausgeführt, nämlich aus einer feinen kautschukartigen Sandschichte. F von 4 bis 8 cm Stärke und einer roheren kautschukartigen Schichte E eines kieselförmigen Stahls von 5 cm Dicke und diese zwei Schichten bilden nach dem Zusammenpressen eine 7-8 em dicke Schichte. Zufolge der chemischen Reaktion ergibt sich ein gleichmässiger Ausdehnungskoeffizient des Materials.
Fig. 5 zeigt einen Oberbau, welcher auf einer losen Sandschichte D zwischen zwei seitlichen Wänden C gebildet ist. Die Strassenfläche F und E und der Unterbau B sind zwischen Einfassungen G angeordnet.
Fig. 6 zeigt eine besondere Form einer aus demselben Material gepressten Strasseneinfassung.
Fig. 7 zeigt eine Strassenfläche, welche durch harte Kugeln N getragen wird, von denen jede einen
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Schichte F-E und dem Unterbau angeordnet sind, wobei auch eine Einfassung G gemäss Fig. 6 vor- gesehen werden kann.
Fig. 8 zeigt einen zur Herstellung der Strasse geeigneten Unterbau mit zwei seitlichen Wänden aus einem Stück, welches an Ort und Stelle in einem gepresst wird und aus demselben billigen kautschuk- artigen Sand besteht, welcher den Hauptbestandteil der Masse bildet. Fig. 9 zeigt eine Strassen- fläche F-E aus demselben Material, wobei je ein Seitenweg H an beiden Seiten angeordnet ist und auch
Entwässerungsanlagen und Leitungen J aus demselben Material gepresst sind.
Fig. 10 ist der Grundriss einer kautschukartigen Strassenfläehe. Die Deckplatten der Entwässerungsleitungen J sind mit K bezeichnet. L ist eine in die Strassenfläehe gepresste Ableitung. Af ist ein farbiges Verkehrswarnungszeiehen, welches ebenfalls auf die Strassenfläche gepresst ist. Die Kugeln können verwendet werden, um zu verhindern, dass die obere Fläche sich mit dem Unterbau und den seitlichen Wänden verklebt.
Durch Verwendung der Schutzwände C und der seitlichen Einfassungen G (Fig. 6)-wobei letztere in beliebiger Form gepresst werden können-und schliesslich durch Verwendung der Sandschiehte D oder durch Verwendung der Porzellankugeln N wird das Wegwasehen des Sandes durch Regen verhindert. Anderseits gestatten die erwähnten Schutzvorrichtungen, dass sich Strassenoberbau, Seitenwege, Entwässerungsleitungen u. dgl. seitlich in der Längsrichtung, nach oben oder nach unten ausdehnen, wobei sie sich bewegen können, wenn ein Kugelträger vorgesehen ist.
Bei hügeligem Gelände ist es erwünscht vor dem Gebrauch 1% des billigen Mineralöles dem Sand D beizumengen, damit er in seiner Lage auf der Strasse festgehalten wird.
Beim Errichten von Gebäuden kann der Unterbau der letzteren ebenfalls aus einem Stück an Ort und Stelle aus demselben Material gepresst werden, wobei die oben erwähnten seitlichen Wände mitverwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Strassen, Fussböden, Tennisplätzen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass hartes Material in körniger Form, welches sieh im Wasser nicht löst, so z. B. Sand, Kies, Flintstein, hartes Metall od. dgl., innig mit einem trocknenden Öl vermengt werden, welches eine ver- hältnismässig kleine Menge eines Trockners enthält, worauf das so erhaltene Gemisch an Ort und Stelle gepresst und sodann mit einer Schichte aus wärmehaltendem Material, z. B. Sand, überdeckt wird, so dass die gepresste Mischung während des Überziehens durch eine chemisch-exothermische Reaktion in eine harte aber elastische Masse verwandelt wird.