AT394037B - Process for producing a sealing layer - Google Patents
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Abstract
Description
AT 394 037 BAT 394 037 B
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer horizontalen, vertikalen oder geneigten flächigen DichtungsschichLThe invention relates to a method for producing a horizontal, vertical or inclined flat sealing layer
Im Erdbau werden vielfach Dichtungsschichten auf mineralischer Basis vorgesehen, insbesondere unter Verwendung von Tonmineralien wie Montmorillonit, Bentonit oder dergleichen. Besondere Bedeutung haben derartige Dichtungsschichten bei der Sanierung und Sicherung von Altstandorten und Altablagerungen sowie im Deponiebau erlangt, etwa in Zusammenhang mit der Ummantelung von Deponien. Für die Herstellung derartiger flächiger Dichtungsschichten werden üblicherweise Eidbaumaschinen eingesetzt, mit denen das Material in feuchtem Zustand eingebaut und verdichtet wird. Abgesehen von den speziellen Anforderungen bei vertikalen oder geneigt verlaufenden Dichtungsschichten ist es bereits bei horizontal angeordneten Dichtungsschichten schwierig, die Materialien mit dem richtigen Wassergehalt und in homogener Zusammensetzung einzubauen. Auf Grund wechselnder Witterungsbedingungen kommt es immer wieder zu Qualitätsschwankungen in den Dichtungsschichten. Zusätzlich besteht, besonders beim Einbau von Mischungen mit etwas höherem Wassergehalt, die Gefahr einer Entmischung, insbesondere dann, wenn in der einzubauenden Mischung Grobzuschläge enthalten sind. Als Folge einer derartigen Entmischung bilden sich beim Einbau und bei der Verdichtung der Mischung Nester aus.In earthwork, sealing layers on a mineral basis are often provided, in particular using clay minerals such as montmorillonite, bentonite or the like. Sealing layers of this type have gained particular importance in the renovation and securing of old sites and old deposits as well as in landfill construction, for example in connection with the sheathing of landfills. Eid construction machines are usually used for the production of such flat sealing layers, with which the material is installed and compressed in the moist state. Apart from the special requirements for vertical or inclined sealing layers, it is difficult even with horizontally arranged sealing layers to install the materials with the correct water content and in a homogeneous composition. Due to changing weather conditions, there are always quality fluctuations in the sealing layers. In addition, there is a risk of segregation, especially when installing mixtures with a slightly higher water content, especially if the mixture to be installed contains rough surcharges. As a result of such segregation, nests form during the installation and compression of the mixture.
Aus der DE-C-38 23 874 ist eine Trockenmischung zum Herstellen einer flächigen Dichtungsschicht mit hohem Feststoffanteil aus mineralischen Dichtungsmaterialien, insbesondere Tonmineralien, Mineralstoffen und Wasser bekannt, bei der die einzelnen Bestandteile der Mischung trocken vorgemischt und in trockenem Zustand eingebaut werden. Diese Trockenmischung besteht aus einem Fein- und einem Grobkomanteil, wobei das Volumen des Feinkomanteils gleich oder größer als das Porenvolumen des Grobkornanteils sein muß und das Größtkom des Feinkomanteils gleich oder kleiner als etwa ein Zehntel des Kleinstkoms des Grobkomanteils sein muß. Der Einbau einer solchen Trockenmischung soll dadurch erfolgen, daß die Fein- und Grobkomanteile jeweils getrennt voneinander vorgemischt werden und vor dem Einbau zu einer Gesamtmischung vereinigt oder aber weiterhin getrennt voneinander nacheinander eingebaut weiden.DE-C-38 23 874 discloses a dry mixture for producing a flat sealing layer with a high solid content from mineral sealing materials, in particular clay minerals, minerals and water, in which the individual components of the mixture are premixed dry and installed in a dry state. This dry mixture consists of a fine and a coarse part, the volume of the fine part must be equal to or greater than the pore volume of the coarse grain part and the maximum of the fine part must be equal to or less than about a tenth of the smallest part of the coarse part. Such a dry mix should be installed by premixing the fine and coarse particles separately from each other and by combining them into a total mix before installation or by continuing to install them separately from one another.
Sowohl die Herstellung als auch der Einbau dieser beschriebenen Trockenmischung erfordern besondere Fachkenntnisse und relativ hohen maschinellen Aufwand. Hinzu kommt, daß ein gleichmäßiges gutes Verdichten der trockenen Mischung nicht sichergestellt werden kann und damit die angestrebte Porenfüllung nicht gewährleistet werden kann. Überdies ist eine Kontrolle der Homogenität und damit der Qualität der eingebauten Trockenmischung kaum möglich.Both the manufacture and the installation of this dry mixture described require special expertise and relatively high mechanical expenditure. In addition, a uniform, good compression of the dry mixture cannot be ensured and therefore the desired pore filling cannot be guaranteed. In addition, it is hardly possible to check the homogeneity and thus the quality of the dry mix installed.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer horizontalen, vertikalen oder geneigten flächigen Dichtungsschicht unter Vermeidung der vorstehend angeführten Nachteile anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for producing a horizontal, vertical or inclined flat sealing layer while avoiding the disadvantages mentioned above.
Dieses Ziel wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß als die Dichtungsschicht ausbildendes Dichtungsmaterial mindestens ein hydraulisch erhärtendes Bindemittel, gegebenenfalls im Gemisch mit quellfähigen Tonmineralien und/oder inerten Zuschlägen, insbesondere Steinmehl, und/oder Grobzuschlägen über 1 mm, vorzugsweise Sanden und Kiesen, sowie gegebenenfalls mit weiteren, die Undurchlässigkeit der Dichtungsschicht gegen umweltrelevante Flüssigkeiten eihöhenden Zusätzen, zusammen mit einer Wassermenge eingebracht wird, die weniger als 60 %, vorzugsweise weniger als 30 % des für eine vollständige Hydratation des hydraulischen Bindemittels benötigten Wassers bzw. bei Vorhandensein von quellfähigen Tonmineralien des zur Hydratation des hydraulischen Bindemittels und des zusätzlich zur Quellung dieser Tonmineralien benötigten Wassers ausmacht, und daß das Dichtungsmaterial erst nach dem Einbringen im Laufe der Zeit durch Zutritt von Feuchtigkeit erhärten bzw. quellen gelassen wird.This aim is achieved with the method according to the invention in that as the sealing material forming the sealing layer, at least one hydraulically hardening binder, optionally in a mixture with swellable clay minerals and / or inert additives, in particular stone powder, and / or coarse additives over 1 mm, preferably sands and gravel, and, if appropriate, with further additives which increase the impermeability of the sealing layer to environmentally relevant liquids, together with an amount of water which contains less than 60%, preferably less than 30%, of the water required for complete hydration of the hydraulic binder or in the presence of swellable clay minerals of the water required for the hydration of the hydraulic binding agent and the water additionally required for the swelling of these clay minerals, and that the sealing material only hardens after the introduction over time through the ingress of moisture is left or swollen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die mit dem Dichtungsmaterial eingebrachte Wassermenge weniger als 10 %, vzw. weniger als 3 % und insbesondere mit 0 % des für eine vollständige Hydratation des hydraulischen Bindemittels benötigten Wassers bzw. bei Vorhandensein von quellfähigen Tonmineralien des zur Hydratation des hydraulischen Bindemittels und des zusätzlich zur Quellung dieser Tonmineralien benötigten Wassers ausmacht. Erfindungsgemäß wird somit unter möglichst geringem Wasserzusatz bei gleichzeitig guter Verarbeitbarkeit eine möglichst hohe Trockendichte der eingebauten Dichtmasse erreicht.An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the amount of water introduced with the sealing material is less than 10%, vzw. less than 3% and in particular with 0% of the water required for complete hydration of the hydraulic binder or, in the presence of swellable clay minerals, of the water required for hydration of the hydraulic binder and of the water additionally required to swell these clay minerals. According to the invention, the highest possible dry density of the built-in sealing compound is thus achieved with the lowest possible addition of water with good processability at the same time.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß als hydraulisch erhärtendes Bindemittel Zement, insbesondere Portlandzement, Eisenportlandzement, Hochofenzement, Trasszement, Flugaschezement, Tonerdezement, Zement auf Basis HCaO.7Al2O3.CaF2, Quellzement, gebrannter Kalk und/oder gebrannter Dolomit und/oder latent-hydraulische und/oder puzzolanische Stoffe eingesetzt werden, vorzugsweise in einer Menge von 6 bis 70 %, insbesondere 8 bis 30 %, besonders bevorzugt 12 bis 20 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfreien Dichtungsmaterials.An advantageous embodiment of the invention provides that cement, in particular Portland cement, iron Portland cement, blast furnace cement, trass cement, fly ash cement, alumina cement, cement based on HCaO.7Al2O3.CaF2, swelling cement, burnt lime and / or burnt dolomite and / or latent as the hydraulically hardening binder -hydraulic and / or pozzolana materials are used, preferably in an amount of 6 to 70%, in particular 8 to 30%, particularly preferably 12 to 20%, based on the mass of the dry, coarse aggregate-free sealing material.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß als hydraulisch erhärtendes Bindemittel ein Zement mit einem Gehalt an Trikalziumaluminat von weniger als 5 %, insbesondere weniger als 3 % und besonders bevorzugt mit 0 % eingesetzt wird, vorzugsweise in einer Menge von 6 bis 70 %, insbesondere 8 bis 30 %, besonders bevorzugt 12 bis 20 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagffeien Dichtungsmaterials.It has proven to be advantageous to use a cement with a tricalcium aluminate content of less than 5%, in particular less than 3% and particularly preferably 0%, preferably in an amount of 6 to 70%, in particular, as the hydraulically hardening binder 8 to 30%, particularly preferably 12 to 20%, based on the mass of the dry, coarse aggregate-free sealing material.
Zweckmäßig wird ein Zement mit niedrigem Gehalt an Erstarrungsregler, wie Gips und/oder Anhydrit, eingesetzt, vorzugsweise mit einem Anteil von unter 3 %, insbesondere unter 1 % Erstarrungsregler und -2-A cement with a low level of solidification regulator, such as gypsum and / or anhydrite, is expediently used, preferably with a proportion of less than 3%, in particular less than 1%, of solidification regulator and -2-
AT 394 037 B besonders bevorzugt überhaupt ohne Erstarrungsregler.AT 394 037 B particularly preferred without solidification regulator at all.
Als quellfähige Tonmineralien werden bevorzugt Schichtsilikate, insbesondere Bentonit, Montmorillonit, Illit und dergleichen eingesetzt, vorzugsweise bei gegebenenfalls aktiviertem Bentonit in einer Menge von 1 bis 10 %, insbesondere 2 bis 7 %, besonders bevorzugt 3 bis 5 %, und bei Ca-Bentonit oder anderen Tonen in einer Menge von 3 bis 30 %, insbesondere 5 bis 20 %, besonders bevorzugt 8 bis 15 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials.Layered silicates, in particular bentonite, montmorillonite, illite and the like, are preferably used as swellable clay minerals, preferably in an amount of 1 to 10%, in particular 2 to 7%, particularly preferably 3 to 5%, if bentonite is activated, and in the case of Ca bentonite or other clays in an amount of 3 to 30%, in particular 5 to 20%, particularly preferably 8 to 15%, based on the mass of the dry, coarse aggregate sealing material.
Als Steinmehl kann zweckmäßig dolomitisches Steinmehl, Kalksteinmehl und/oder Zementrohmehl eingesetzt werden, vorzugsweise in einer Menge von 20 bis 94 %, insbesondere 35 bis 80 %, besonders bevorzugt 45 bis 70 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials.As stone powder, dolomitic stone powder, limestone powder and / or cement raw meal can expediently be used, preferably in an amount of 20 to 94%, in particular 35 to 80%, particularly preferably 45 to 70%, based on the mass of the dry, coarse aggregate-free sealing material.
Im Grunde kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem hydraulisch erhärtenden Bindemittel als alleinigem Dichtungsmaterial ausgeführt werden. Eine derartige Ausführungsform wird jedoch aus wirtschaftlichen Überlegungen nur in Ausnahmefällen in Betracht gezogen werden, weshalb bevorzugt inerte Zuschläge, insbesondere Grobzuschläge als Füllmaterial mitverwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält daher das Dichtungsmaterial Grobkom von über 1 mm in einem Anteil von 30 bis 70 %, vorzugsweise 40 bis 60 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Dichtungsmaterials. Der Anteil des Grobkomes hängt unter anderem von der angestrebten Dichte der Dichtungsschicht sowie vom geforderten Dichtungswert ab. Zweckmäßig soll das zum Einsatz gelangende Größtkom höchstens ein Dritel der Stärke der Dichtungsschicht ausmachen. Hinsichtlich der Korngrößenverteilung kann sowohl eine stetige als auch eine abgestufte Verteilung vorgesehen werden; gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform wird in Grobzuschlag, der beispielsweise eine Korngröße von 1 bis 24 mm aufweisen kann, im Bereich von 3 bis 16 mm, vorzugsweise von 4 bis 8 mm, eine Fehl- oder Ausfallkömung vorgesehen.Basically, the method according to the invention can be carried out with a hydraulically hardening binder as the sole sealing material. Such an embodiment will, however, only be considered in exceptional cases for economic reasons, which is why inert surcharges, in particular coarse surcharges, are preferably used as filler material. In a preferred embodiment, the sealing material therefore contains Grobkom of over 1 mm in a proportion of 30 to 70%, preferably 40 to 60%, based on the total mass of the sealing material. The proportion of coarse grain depends, among other things, on the desired density of the sealing layer and the required sealing value. The maximum size used is expediently to make up at most a third of the thickness of the sealing layer. With regard to the grain size distribution, both a continuous and a graded distribution can be provided; According to an expedient embodiment, a coarse aggregate, which can have, for example, a grain size of 1 to 24 mm, is provided in the range from 3 to 16 mm, preferably from 4 to 8 mm, of a miss or failure.
Zur Erhöhung der Undurchlässigkeit des Dichtungsmaterials gegenüber umweltrelevanten Flüssigkeiten können im Dichtungsmaterial mineralische Zusätze zur Anwendung kommen, insbesondere Trass, Flugasche, Hochofenschlacke, Rauchgasentschwefelungsprodukt und/oder ähnliche latent-hydraulische und/oder puzzo-lanische Stoffe und/oder Strukturmaterialien, vorzugsweise Zeolithe, insbesondere Klinoptilolith, und/oder Stoffe mit hoher Oberfläche, vzw. Perlite, Vermiculit und Silikastaub, und/oder organische bzw. anorganische Ionenaustauscher, und/oder durch Reaktion mit dem Bindemittel quellende Zusätze auf Basis Ettringitbildung, Kalziummonosulfatbildung und/oder Freikalkhydratation und/oder Magnesiahydratation, vorzugsweise in einer Menge bei Trass, Flugasche, Hochofenschlacke, Rauchgasentschwefelungsprodukt und/oder ähnlich latenthydraulischen oder puzzolanischen Stoffen von 10 bis 94 %, insbesondere 20 bis 80 %, besonders bevorzugt 30 bis 70 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfreien Dichtungsmaterials, bei Strukturmaterialien, quellenden Zusätzen und Stoffen mit hoher Oberfläche von 1 bis 30 %, insbesondere 2 bis 20 %, besonders bevorzugt 3 bis 10 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials, und bei Ionenaustauschern in einer Menge von 0,3 bis 10 %, vorzugsweise 0,5 bis 4 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials.To increase the impermeability of the sealing material to environmentally relevant liquids, mineral additives can be used in the sealing material, in particular trass, fly ash, blast furnace slag, flue gas desulfurization product and / or similar latent hydraulic and / or puzzo-lanic substances and / or structural materials, preferably zeolites, in particular clinoptilolite , and / or fabrics with a high surface area, vzw. Perlite, vermiculite and silica fume, and / or organic or inorganic ion exchangers, and / or additives swelling by reaction with the binder based on ettringite formation, calcium monosulfate formation and / or free lime hydration and / or magnesia hydration, preferably in an amount with trass, fly ash, blast furnace slag, Flue gas desulfurization product and / or similar latent hydraulic or pozzolana substances from 10 to 94%, in particular 20 to 80%, particularly preferably 30 to 70%, based on the mass of the dry, coarse aggregate-free sealing material, in the case of structural materials, swelling additives and substances with a high surface area of 1 up to 30%, in particular 2 to 20%, particularly preferably 3 to 10%, based on the mass of the dry, coarse aggregate sealing material, and in the case of ion exchangers in an amount of 0.3 to 10%, preferably 0.5 to 4% to the mass of the dry, coarse aggregate sealing material.
Zur Erhöhung der Undurchlässigkeit des Dichtungsmaterials gegenüber umweltrelevanten Flüssigkeiten kommen auch Kunststoffe in Betracht, vorzugsweise Kunststoffe, die bei Zutritt von organischen Flüssigkeiten durch Quell- und/oder Lösungsvorgänge die Kapillaiporen des Zementsteins verschließen, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 %, insbesondere 1,0 bis 6 %, besonders bevorzugt 1,5 bis 3 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials.To increase the impermeability of the sealing material to environmentally relevant liquids, plastics are also suitable, preferably plastics which close the capillary pores of the cement block when organic liquids enter by swelling and / or dissolving processes, preferably in an amount of 0.5 to 10%, in particular 1.0 to 6%, particularly preferably 1.5 to 3%, based on the mass of the dry, coarse aggregate sealing material.
Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Dichtungsmaterials kann eine Mahlhilfe zum Einsatz kommen, insbesondere auf der Basis von Ethylenglykol, Triethanolamin und/oder Aminazetat, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 %o bis 1,0 %, insbesondere 0,3 bis 1 %o, bezogen auf die Masse des trockenen grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials. Diese Mahlhilfe kann zweckmäßig bei der Mahlung und/oder Mischung des hydraulischen Bindemittels und/oder des Steinmehls und/oder der mineralischen Zusätze zugegeben werden.A grinding aid can be used to improve the flowability of the sealing material, in particular based on ethylene glycol, triethanolamine and / or amine acetate, preferably in an amount of 0.1% to 1.0%, in particular 0.3 to 1% , based on the mass of the dry coarse aggregate sealing material. This grinding aid can expediently be added during the grinding and / or mixing of the hydraulic binder and / or the stone powder and / or the mineral additives.
Zur Erhöhung der Dichtigkeit kann das Dichtungsmaterial zusätzlich mit einem Hydrophobierungsmittel versetzt werden, beispielsweise auf Basis von Stearat, Siliconharz, Siliconat und dergleichen. Dieser Zusatz kann zweckmäßig bei der Mahlung und/oder bei der Mischung des hydraulischen Bindemittels und/oder des Steinmehls und/oder der mineralischen Zusätze erfolgen, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 3,0 %, insbesondere 0,3 bis 1,0 %, bezogen auf die Masse des trockenen, grobzuschlagfieien Dichtungsmaterials. Für die praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Dichtungsmaterial in einen Raum eingebracht wird, der bei horizontaler bzw. schwach geneigter Anordnung auf einer oder auf beiden Seiten, bei stärker geneigter oder vertikaler Anordnung auf beiden Seiten durch wasserdurchlässige Folien, Vliese oder Gewebe begrenzt istTo increase the tightness, the sealing material can additionally be mixed with a hydrophobizing agent, for example based on stearate, silicone resin, siliconate and the like. This addition can expediently be carried out during grinding and / or when mixing the hydraulic binder and / or the stone powder and / or the mineral additives, preferably in an amount of 0.1 to 3.0%, in particular 0.3 to 1, 0%, based on the mass of the dry, coarse aggregate sealing material. For the practical application of the method according to the invention, it has proven to be advantageous that the sealing material is introduced into a space which, with a horizontal or slightly inclined arrangement on one or on both sides, with a more inclined or vertical arrangement on both sides through water-permeable foils , Fleece or fabric is limited
Zur Erhöhung der Abriebfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten flächigen Dichtungsschicht ist es von Vorteil, wenn bei horizontaler Anordnung der Dichtungsschicht diese Schicht mit einem Pflaster aus Betonsteinen, Natursteinen, keramischen Fliesen oder dergleichen bedeckt wird.To increase the abrasion resistance of the flat sealing layer produced according to the invention, it is advantageous if, when the sealing layer is arranged horizontally, this layer is covered with a plaster made of concrete blocks, natural stones, ceramic tiles or the like.
Ein weiterer Vorteil hinsichtlich der Dichtigkeit wird erzielt, wenn unter, in und/oder auf dem eingebrachten Dichtungsmaterial zusätzlich mindestens eine für umweltrelevante Flüssigkeiten undurchlässige Folie, vorzugsweise Kunststoffolie angeordnet wird.A further advantage with regard to tightness is achieved if at least one film, preferably plastic film, which is impermeable to environmentally relevant liquids, is additionally arranged under, in and / or on the introduced sealing material.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des erflndungsgemäßen Verfahrens sieht den Einsatz eines Dichtungsmaterials vor, das aus Grobkom, hydraulischem Bindemittel und quellfähigem Tonmineral besteht, -3-A particularly expedient embodiment of the method according to the invention provides for the use of a sealing material which consists of Grobkom, hydraulic binder and swellable clay mineral, -3-
AT 394 037 B wobei im Grobkomaufbau eine Fehlkömung vorgesehen wird. Das Dichtungsmaterial wird nach dem Einbringen durch Rütteln verflüssigt. Mit dieser speziellen Ausführungsform werden die Hohlräume des Grobkoms im größtmöglichen Ausmaß durch einen Dichtmörtel gefüllt. Dieser Mörtel wird beim Mischvorgang hüllend um die Grobzuschläge "angeklebt" und wird erst beim Einbau durch das Rütteln verflüssigt Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Verteilung sämtlicher Komponenten der Mischung bis zum Einbau sichergestellt; eine nachteilige Entmischung kann somit sicher verhindert werden.AT 394 037 B whereby a mis-alignment is provided in the coarse grain structure. The sealing material is liquefied by shaking after insertion. With this special embodiment, the cavities of the coarse grain are filled to the greatest possible extent with a sealing mortar. During the mixing process, this mortar is wrapped around the coarse aggregates " glued " and is only liquefied by shaking during installation. This ensures an even distribution of all components of the mixture until installation; disadvantageous segregation can thus be reliably prevented.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das trocken oder mit geringem Wassergehalt eingebrachte Dichtungsmaterial mit Hilfe eines Innenrüttlers, eines Flächenrüttlers und/oder eines an das die Dichtungsschicht begrenzende Gewebevlies oder eine entsprechende Folie angelegten Rüttlers so weit verdichtet, daß die Porosität des eingebrachten Dichtungsmaterials auf unter 65 %, vorzugsweise unter 50 % und besonders bevorzugt unter 40 %, bezogen auf das Volumen des eingebrachten grobzuschlagfreien Dichtungsmaterials, absinktAccording to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the sealing material introduced dry or with a low water content is compacted with the aid of an internal vibrator, a surface vibrator and / or a vibrator applied to the fabric fleece delimiting the sealing layer or a corresponding film so that the porosity of the introduced Sealing material to less than 65%, preferably less than 50% and particularly preferably less than 40%, based on the volume of the coarse aggregate-free sealing material
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the invention in more detail.
Beispiel 1example 1
Verschiedene Dichtungsschichten, die sich jeweils durch Art und Höhe des Bindemittelanteils unterscheiden, wurden folgendermaßen auf ihr Durchlässigkeitsverhalten geprüft.Different sealing layers, each of which differ in the type and amount of binder content, were tested for their permeability behavior as follows.
Das jeweilige Dichtungsmaterial wurde in ein Kunststoffrohr mit 150 mm Durchmesser (Höhe = 170 mm) gefüllt, wobei den Abschluß nach unten ein für Flüssigkeiten durchlässiges Gewebe bildete. Mittig ragte von oben ebenfalls ein Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 50 mm (Höhe = 1.000 mm) in das Dichtungsmaterial. Dieses dünne Rohr war vor dem Füllen des Proberohres bzw. nach dem ersten Verdichtungsgang an einer Teilmenge so angeordnet, daß die untere Rohröffnung nach beendeter Verfüllung und Verdichtung des Dichtungsmaterials ca. 100 mm in das Material eintauchte bzw. 70 mm über dem abschließenden Gewebe lag. Die untere Rohröffnung wurde mit einem Stopfen verschlossen, der nach beendeter Verfüllung wieder entfernt wurde.The respective sealing material was filled into a plastic tube with a diameter of 150 mm (height = 170 mm), the bottom being formed by a fabric that was permeable to liquids. In the middle, a plastic tube with a diameter of 50 mm (height = 1,000 mm) also protruded into the sealing material. This thin tube was arranged before the filling of the test tube or after the first compression step in such a way that the lower tube opening after filling and compression of the sealing material was immersed in the material approx. 100 mm or 70 mm above the final fabric. The lower pipe opening was closed with a stopper which was removed after the filling had ended.
Die Durchlässigkeitsprüfung begann, indem in das mittig angeordnete leere Rohr kontaminierte Flüssigkeit gefüllt wurde.The permeability test began by pouring contaminated liquid into the centrally located empty tube.
Zur Feststellung der Durchlässigkeit wurde das beschriebene 2-Rohr-System in einen runden, mit 250 ml destilliertem H2O (= Nullösung) gefüllten Behälter mit 160 mm Durchmesser gestellt Nach 28 d wurde das im Behälter befindliche destillierte H2O auf Kontaminationen untersuchtTo determine the permeability, the described 2-pipe system was placed in a round container filled with 250 ml of distilled H2O (= zero solution) with a diameter of 160 mm. After 28 days, the distilled H2O in the container was examined for contamination
Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht wurden im Auflangbehälter bei einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Dichtungsmaterials wesentlich geringere Zn-Gehalte gemessen als bei herkömmlichem Dichtungsmaterial (= Nullprobe). Die Nullprobe wurde entsprechend der üblichen Praxis hergestellt d. h. es wurde Na-Bentonit in H20 dispergiert und nach 24 Stunden Vorquellzeit ein handelsübliches Spezialbindemittel sowie Steinmehl bei 1500 UpM eingerührt Die Suspension kam nun in das beschriebene 2-Rohr-System, jedoch bildete hier eine Glasplatte den unteren Abschluß des gefüllten 170 mm-Rohres. Nach 21 Tagen Wasserlagerung wurde die Glasplatte entfernt und die Durchlässigkeit wie bei den trocken eingebrachten Dichtungsschichten nach weiteren 28 d sowie nach 90 d geprüft.As can be seen from Table 1, significantly lower Zn contents were measured in the collecting container with a composition of the sealing material according to the invention than with conventional sealing material (= blank sample). The blank was made according to normal practice d. H. Na bentonite was dispersed in H20 and after 24 hours of pre-swelling a commercially available special binder and stone powder were stirred in at 1500 rpm. The suspension now came into the 2-pipe system described, but here a glass plate formed the lower end of the filled 170 mm pipe. After 21 days of water storage, the glass plate was removed and the permeability was checked after a further 28 days and after 90 days, as with the dry sealing layers.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Dichtungsmaterial zeichnete sich nicht nur durch die geringere Durchlässigkeit gegenüber der Zinklösung aus, sondern es ist auch die Verarbeitung durch den Wegfall einer Vorquellung des Bentonits und die Abmischung mit dem Bindemittel bzw. Steinmehl wesentlich einfacher.The sealing material used according to the invention was not only distinguished by the lower permeability to the zinc solution, but also the processing is considerably easier by eliminating the pre-swelling of the bentonite and mixing it with the binder or stone powder.
Taten«? 1Deeds «? 1
Nidlprobe Dichtungsschicht Nr. 1 Dichtungsschicht Nr. 2 Dichtungsschicht Nr. 3 Rezeptur 19,0 % Spezialbindemittel* 78 % Steinmehl* 3 % Na-Bentonit* 39,0 % H20 9 % PZ 375 (H) 91 % Steinmehl 24 % PZ 375 (H) 46 % Steinmehl 30 %Trass 35 % Bindemittel auf Basis C^A^X^^ 65 % Steinmehl -4-Nidlprobe sealing layer No. 1 sealing layer No. 2 sealing layer No. 3 formulation 19.0% special binder * 78% stone powder * 3% Na bentonite * 39.0% H20 9% PZ 375 (H) 91% stone powder 24% PZ 375 ( H) 46% stone powder 30% trass 35% binder based on C ^ A ^ X ^^ 65% stone powder -4-
AT 394 037 BAT 394 037 B
Tabelle 1 (FortsetzungTable 1 (continued
Nullprobe Dichtungsschicht Nr. 1 Dichtungsschicht Nr. 2 Dichtungsschicht Nr. 3 Kontaminierte Ausgangslösung 1000 ppm Zn2+ 1000 ppm Zn2+ 1000 ppm Zn2+ 1000 ppm Zn2+ Dest Wasser der Auffangwanne - nach 28 d 63 ppm Zn2+ 3,1 ppm Zn2+ 1,3 ppm Zn2+ 0,7 ppm Zn2+ -nach 90 d (nach 28 d mit frischem Wasser gefüllt) 17 ppm Zn2+ < 0,1 ppm Zn2+ < 0,1 ppm Zn2+ < 0,1 ppm Zn2+ *) bezogen auf trockene MasseBlank sample of sealing layer No. 1 sealing layer No. 2 sealing layer No. 3 Contaminated starting solution 1000 ppm Zn2 + 1000 ppm Zn2 + 1000 ppm Zn2 + 1000 ppm Zn2 + Dest water of the drip pan - after 28 days 63 ppm Zn2 + 3.1 ppm Zn2 + 1.3 ppm Zn2 + 0. 7 ppm Zn2 + - after 90 d (filled with fresh water after 28 d) 17 ppm Zn2 + < 0.1 ppm Zn2 + < 0.1 ppm Zn2 + < 0.1 ppm Zn2 + *) based on dry mass
Beispiel 2:Example 2:
Dichtungsschichten mit jeweils gleichen Anteilen an Hochofenzement ergaben bei Durchlässigkeitsuntersuchungen entsprechend dem Versuchsaufbau aus Beispiel 1 bei einer erfindungsgemäßen Erhöhung des Gehaltes an Na-Bentonit bzw. an Ca-Bentonit deutlich geringere Durchlässigkeiten für Arsen (Tab. 2).Sealing layers with the same proportions of blast furnace cement each resulted in significantly lower permeability to arsenic for arsenic in permeability tests according to the experimental setup from Example 1 with an increase in the content of Na bentonite or Ca bentonite according to the invention (Table 2).
Tabelle 2Table 2
Rezeptur 22 % HOZ 78 % Steinmehl 22% HOZ 76.5 % Steinmehl 1.5 % Na-Bentonit 22 % HOZ 74 % Steinmehl 4 % Na-Bentonit 22 % HOZ 74 % Steinmehl 4 % Ca-Bentonit 22 % HOZ 64 % Steinmehl 14 % Ca-Bentonit kontami nierte Ausgangs lösung 2000 ppm As^+ 2000 ppm As^+ 2000 ppm As^+ 2000 ppm As^+ 2000 ppm As^+ Wasser der Auffangwanne nach 28 d 2,7 ppm As^+ 1,4 ppm As^+ 0,6 ppm As^+ 0,7 ppm As^+ < 0,1 ppm As^+Recipe 22% HOZ 78% stone powder 22% HOZ 76.5% stone powder 1.5% Na bentonite 22% HOZ 74% stone powder 4% Na bentonite 22% HOZ 74% stone powder 4% Ca bentonite 22% HOZ 64% stone powder 14% Ca Bentonite contaminated starting solution 2000 ppm As ^ + 2000 ppm As ^ + 2000 ppm As ^ + 2000 ppm As ^ + 2000 ppm As ^ + water in the drip pan after 28 days 2.7 ppm As ^ + 1.4 ppm As ^ + 0.6 ppm As ^ + 0.7 ppm As ^ + < 0.1 ppm As ^ +
Beispiel 3:Example 3:
Zu einem Dichtungsmaterial, bestehend aus 15 % Flugaschezement und 85 % Steinmehl, wurde »findungsgemäß 4 % Klinoptilolith zugesetzt. Es zeigt sich, wie aus Tabelle 3 ersichtlich, bei der Mischung mit Klinoptilolith eine gegenüber der Ausgangsmischung deutlich geringere Duchlässigkeit für die mit Cadmium kontaminierte Ausgangslösung. Die Durchlässigkeitsuntersuchung wurde wie in den Beispielen 1 und 2 unter -5-According to the invention, 4% clinoptilolite was added to a sealing material consisting of 15% fly ash cement and 85% stone powder. As can be seen from Table 3, the mixture with clinoptilolite shows a significantly lower permeability than the starting mixture for the starting solution contaminated with cadmium. The permeability test was carried out as in Examples 1 and 2 under -5-
AT 394 037 BAT 394 037 B
Verwendung des beschriebenen Zweiiohrsystems, nach Rüttelverdichten des Dichtungsmaterials, durchgefühltUse of the described two-ear system, after vibrating the sealing material, felt
Tabelle 3Table 3
Rezeptur 15 % Flugaschezement 85 % Steinmehl 15 % Flugaschezement 81 % Steinmehl 4 % Klinophilolith kontaminierte Ausgangslösung 1000 ppm Cd^+ 1000 ppm Cd^+ Wasser der Auffangwanne nach 28 d 3,4 ppm Cd^+ < 0,1 ppm Cd^+Recipe 15% fly ash cement 85% stone powder 15% fly ash cement 81% stone powder 4% clinophilolite contaminated starting solution 1000 ppm Cd ^ + 1000 ppm Cd ^ + water of the collecting basin after 28 d 3.4 ppm Cd ^ + < 0.1 ppm Cd ^ +
Beispiel 4;Example 4;
In Dichtungsschichten, bestehend aus 20 % Hochofenzement und 80 % Steinmehl, wurde erfindungsgemäß die Porosität des Dichtungsmaterials durch Rüttelverdichtung auf 65 % bzw. auf 48 % abgesenkt. Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, reduziert sich dadurch die Durchlässigkeit deutlich.In sealing layers consisting of 20% blast furnace cement and 80% stone powder, according to the invention the porosity of the sealing material was reduced to 65% and 48% by vibratory compaction. As can be seen from Table 4, this significantly reduces the permeability.
Tabelle 4Table 4
Rezeptur 20 % Hochofenzement 80 % Steinmehl Porosität 65% 48% kontaminierte Ausgangslösung 5000 ppm Pb^+ 5000 ppm Pb^+ destilliertes Wasser der Auffangwanne nach 7d 54 ppm Pb^+ 4,8 ppm Pb^+ -nach 90 d 39 ppm Pb^+ 0,5 ppm Pb^+Recipe 20% blast furnace cement 80% stone powder porosity 65% 48% contaminated starting solution 5000 ppm Pb ^ + 5000 ppm Pb ^ + distilled water in the drip pan after 7d 54 ppm Pb ^ + 4.8 ppm Pb ^ + - after 90 d 39 ppm Pb ^ + 0.5 ppm Pb ^ +
Beispiel 5:Example 5:
Eine Dichtungsschicht mit 18 % Bindemittel auf Basis Cj jAy.CaF2 und 10 % Ca-Bentonit enthielt neben 22 % Steinmehl auch 50 % Grobzuschlag (1 bis 11 mm). Für die Durchlässigkeitsuntersuchungen wurden die Abmessungen des 2-Rohrsystems daher vergrößert: -6-A sealing layer with 18% binder based on Cj jAy.CaF2 and 10% Ca-bentonite contained 22% stone powder and 50% coarse aggregate (1 to 11 mm). The dimensions of the 2-pipe system were therefore enlarged for the permeability tests: -6-
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