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Innendichtung, insbesondere Dichtungsschürze im Innern von
Staudämmen oder im Baugrund von Wasserstaubauwerken
Zum Abdichten von Staudämmen oder des wasserdurchlässigen Baugrundes von Wasserstaubauwerhen werden in den Staudamm bzw. in den Baugrund Innendichtungen in Gestalt von schmalen Dichtungsschürzen eingebaut, die über den gesamten abzudichtenden Querschnitt, z. B. den Querschnitt einer Talmulde, reichen. Die Anforderungen, die an solche Dichtungsschürzen gestellt werden müssen, sind sehr gross, denn die Dichtungsschürzen müssen neben ihrer eigentlichen Aufgabe, nämlich der Abdichtung, auch unvermeidlichen Bodenbewegungen standhalten, ohne undicht zu werden.
Die bekannten Dichtungsschürzen aus Zementbeton erfüllen diese Anforderungen nur unvollkommen.
Sie sind empfindlich gegen Bodenbewegungen und müssen deshalb grosse Wandstärken aufweisen. Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Dichtungsschürzen aus plastischen, wasserdichten Baustoffen ; insbesondere aus Ton oder Lehm, herzustellen. Diese Schürzen neigen jedoch zum Verschlammen, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen. Man müsste sie deshalb beiderseitig mit Filterschichten aus Mineralstoffen, deren Kömungsaufbau von der Dichtungsschürze nach aussen wächst, sichern, die imstande sind, den Ton in ihren Poren festzuhalten. Solche Filterschichten verlangen beim Einbauen grosse Sorgfalt. Sie verteuern die Dichtungsschürze deshalb wesentlich.
Schliesslich ist noch vorgeschlagen worden, einer aus bindigen, wasserdichten Böden bestehenden Dichtungsschürze durch lagenweises Einrütteln von Grobsteinen ein selbsttragendes Grobsteinskelett zu geben. Ein solches Grobsteinskelett besitzt naturgemäss grosse Zwischenräume zwischen den einzelnen groben Steinen, in denen die feinstkörnigen, bindigen Bodenmassen gegen den herrschenden Wasserdruck
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grosse Dicke besitzt. Der Aufwand an Grobsteinen und Schwingungsenergie zum Einrütteln derselben ist somit sehr gross. Die Anordnung beiderseitiger Filterschichten ist auch bei diesem Verfahren notwendig.
Bei einer bekannten Ausführung einer Dichtung (österr. Patentschrift Nr. 173075) besteht das Steinskelett ausschliesslich aus groben - nicht vorbehandelten - Steinen, dessen grobe Hohl-und Zwischenräume mit Ton-Schluff, gegebenenfalls auch mit bituminösem Mörtel von unten her durch Rüttelung ausgefüllt werden. Dazu bedarf es eines Bindemitte1überschusses, um plastisch genug zu sein, in die Hohlräume einzudringen und diese auch bis in die engsten Spalten hinein satt auszufüllen.
Da wegen des Bindemittelüberschusses der bituminöse Mörtel unter den von aussen stetig wirkenden Druckkräften und dem Gegengewicht im Laufe der Zeit aus der Dichtungsschicht herausgepresst würde, ist auch hier die Anordnung von Damm- odeur Filterschichten zu beiden Seiten der Dichtungsschürze erforderlich.
Die USA-Patentschrift Nr. l, 987, 152 behandelt den Vorschlag, beim Bau von Längs- und Steindeckwerken oder Wellenbrechern Bitumenmörtel zu verwenden. Dort kommt es vor allem auf gute Einbettung und Haftung der Schüttsteine an, die möglichst rasch nach dem bituminösen Einguss nachgeschüttet und in diesen einsinken und sich dort verankern sollen. Eine Wasserdichtheit oder volle Ausfüllung der grossen Hohlräume ist nicht beabsichtigt. Auch sind solche Mörtel- oder Asphaltbetonmassen für den Bau von Dichtungsschürzen gemäss vorliegender Erfindung nicht brauchbar, da sie ebenfalls nur mit Bitumenüberschuss wirksam werden und damit als Flüssigkeit angesehen werden müssen, die unter Dauerdruck in die umgebende Schüttung ausweicht.
Ein weiterer Vorschlag (Schweizer Patentschrift Nr. 92912) betrifft keine Innendichtung, sondern eine Aussendichtung, die aus mehreren von unten nach oben abnehmenden, mit Weichpech überzogenen
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Schichten aufgebaut ist, die einen äusseren Porenschluss, ebenfalls aus Weichpech, erhält.
Die Erfindung betrifft Verbesserungen von Dichtungsschürzen, die ein selbsttragendes Steinskelett besitzen und bei denen die Hohlräume des Skeletts mit Dichtungsstoffen ausgefüllt sind. Sie besteht darin, dass das Steinskelett betonartig, nach einer im wesentlichen stetig verlaufenden Sieblinie zusammengesetzt ist, wobei die Körnung seines groben Kornanteiles grösser ist als die Hohlräume der angrenzenden Dammschüttung und dass die Dichtungsstoffe plastische, bituminöse Bindemittel sind, deren Volumen möglichst genau gleich dem Hohlraumvolumen des betonartigen Steinskeletts ist.
Durch Auswahl der Kornzusammensetzung und des Bindemittelanteiles wird die Plastizität der Baustoffmasse erfindungsgemäss so eingestellt, dass die durch ihr Eigengewicht gegen die angrenzende Dammschüttung wirkenden Seitendrücke weniger als zwei Drittel der senkrechten Druckkräfte betragen.
Die erfindungsgemässe, betonartige Zusammensetzung des Steinskeletts nach einer im wesentlichen stetig verlaufenden Sieblinie ergibt eine sehr grosse Anzahl von engen Hohlräumen zwischen den Steinen des Skeletts und dementsprechend eine sehr grosse Oberfläche in den Skeletthohlräumen, an denen das Bindemittel haften kann. Der Wasserdruck vermag deshalb schon bei geringen Dicken des Skeletts das Bindemittel nicht mehr aus den engen Skeletthohlräumen herauszudrücken. Die erfindungsgemäss etwas
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tung eine sichere Abstützung der Dichtungsschürze und verhindern, dass die Schürze durch den Wasserdruck in die Hohlräume der angrenzenden Dammschüttung hineingepresst und dabei zerstört wird.
Diese Eigenschaften der neuen Dichtungsschürze erlauben verhältnismässig kleine Wandstärken der Schürze auszuführen und ersparen die kostspieligen Filterschichten, die die einheitliche Struktur des Dammkörpers stören und damit statisch schwächen. Dank der Plastizität des Bindemittels weist die gesamte Dichtungsschürze eine grosse Verformbarkeit auf, die es ihr ermöglicht, bei Bodenbewegungen nachzugeben, ohne dabei undicht zu werden. Die horizontalen Kräfte, die durch das Eigengewicht der plastischen Dichtungsmasse entstehen und bis zu 2/3 der vertikalen Kräfte betragen können, wirken auf die angrenzenden Dammteile ein und ergeben dadurch eine zusätzliche Verdichtung. Bei etwaigen Bewegungen des Dammes geht die Dichtungsmasse plastisch mit und wirkt so Gefügelockerungen entgegen.
Die Herstellung der neuen Innendichtung geschieht erfindungsgemäss durch Einbauen der aus dem Mineralkorngemisch und dem plastischen Bindemittel bestehenden Baustoffmasse in heissem, weichplastischem Zustand.
Die Anwendung von Dichtungsstoffen aus bituminösen Bindemitteln als Aussendichtung beim Bau von Staudämmen ist bekannt. Solche Aussendichtungen bestehen aus mehreren mit Bitumen oder Weichpech überzogenen Steinschichten von unten nach oben abnehmender Körnung und einer Aussenhaut aus Weichpech. Schliesslich ist noch vorgeschlagen worden, für Seedeiche einen plastischen Bitumenmörtel zu verwenden, der die wasserseitig, sehr grobe Gesteinsschüttung vor dem Herausspülen durch den Wellenschlag bewahren soll.
Auf der Zeichnung ist ein Ausschnitt aus einem Staudamm dargestellt, der die Anordnung und Struktur der Innendichtuilg erkennen lässt.
Die Innendichtung oder Dichtungsschürze a wird, am Fusse des Dammes beginnend, auf die Böschung b der den Druck des gestauten Wassers aufnehmenden, vorher errichteten Dammaufschüttung c aufgetragen und wasserseitig durch die schützende und beschwerende Aufschüttung d abgedeckt.
- Wie die Zeichnung erkennen lässt, besteht die Dichtungsschürze aus einem hohlraumarmen, betonartig zusammengesetzten Gemisch aus Mineralkörnern, das ein selbsttragendes Skelett bildet.
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Skelett sich gegen letztere sicher abstützt und mit ihr eine innige Verzahnung bildet, die das Abgleiten der Dichtungsschürze auf der Dammschüttung verhindert. Die Hohlräume des Skeletts sind mit einem plastischen Bindemittel, vorzugsweise einem bituminösen, wie z. B. Mastix, Asphalt oder reinem Bitumen, vollkommen ausgefüllt.
Der Einbau der Baustoffmasse geschieht vorzugsweise in heissem weichplastischem Zustand. Das dem Einbauen vorausgehende innige Mischen der Mineralkörner mit dem Bindemittel erlaubt ein sehr genaues Dosieren des Bindemittels, so dass einerseits ein vollkommenes Ausfüllen der Skeletthohlräume mit dem Bindemittel und anderseits das unmittelbare gegenseitige Anliegen der das Skelett bildenden Körner gewährleistet ist.
Die Baustoffmasse kann, wie auf der Zeichnung dargestellt, in an sich bekannter Weise in Gestalt von Treppenstufen auf die Böschung der Dammschüttung aufgetragen werden. Die Stufen bilden dann mit
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der wasserseitigen Aufschüttung eine starke Verzahnung, die das Abgleiten der Aufschüttung auch bei steilen Dichtungsschürzen mit Sicherheit verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Innendichtung, insbesondere Dichtungsschürze im Innern von Staudämmen oder im Baugrund von Wasserstaubauwerken, bestehend aus einem selbsttragenden Steinskelett und die Hohlräume des Skeletts ausfüllenden Dichtungsstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steinskelett betonartig, nach einer im wesentlichen stetig verlaufenden Sieblinie zusammengesetzt ist, wobei die Körnung seines groben Kornanteiles grösser ist als die Hohlräume der angrenzenden Dammschüttung und dass die Dichtungsstoffe plastische, bituminöse Bindemittel sind, deren Volumen möglichst genau gleich dem Hohlraumvolumen des betonartigen Steinskeletts ist.