AT397263B - Method of sealing ground and/or lateral surfaces and a sealing material for carrying out this method - Google Patents
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Abstract
Description
AT 397 263 BAT 397 263 B
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten von Boden- und/oder Seitenflächen durch Aufbringen einer Sperrschichte auf die abzudichtende Boden- und/oder Seitenflächen und mechanisches Verdichten der Sperrschichte mit einem Hochofenschlackengranulat, welchem bis zu 50 Gew.-% Additive zugesetzt sind, sowie auf ein Dichtmaterial zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for sealing bottom and / or side surfaces by applying a barrier layer to the bottom and / or side surfaces to be sealed and mechanically compacting the barrier layer with a blast furnace slag granulate to which up to 50% by weight of additives have been added, and on a sealing material for performing this method.
Zur Abdichtung von Bodenflächen wurde bereits vorgeschlagen, mineralische Dicht- und/oder Dichtwandmassen, wie z. B. lehmig-tonige Böden oder mit Quellmitteln vergütete sandige Böden, zu verwenden. Derartige mineralische Abdichtungen werden im Deponie-, Wasser- und Straßenbau in steigendem Ausmaß benötigtFor sealing floor surfaces, mineral sealing and / or sealing wall materials, such as. B. loamy clay soils or swelling-soaked sandy soils to use. Such mineral seals are increasingly required in landfill, water and road construction
Die Herstellung von mineralischen Dichtflächen kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß Sperrmittel, wie Bentonit oder Wasserglas, in situ in den Boden eingearbeitet werden. Alternativ hiezu besteht die Möglichkeit, Mischungen in einer Mischanlage herzustellen und diese auf den Boden aufzubringen und in der Folge zu verdichten. Zur Gewährleistung gleichbleibender Mischungsqualität ist ein im wesentlichen homogener Kornaufbau sowie eine exakte Dosierung der notwendigen Komponenten, wie beispielsweise Quellmittel, Wasser und Bindemittel, erforderlich. Bei der Herstellung derartiger Mischungen vorort ist es nicht ohne weiteres möglich, eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.Mineral sealing surfaces can be produced, for example, by incorporating blocking agents, such as bentonite or water glass, into the ground in situ. Alternatively, there is the possibility of producing mixtures in a mixing plant and applying them to the soil and subsequently compacting them. To ensure a constant mixture quality, an essentially homogeneous grain structure and an exact dosage of the necessary components, such as swelling agents, water and binders, are required. When producing such mixtures on site, it is not readily possible to ensure consistent quality.
Aus der GB-A-2 042 025 ist ein Verfestigungsmittel für Böden bekanntgeworden, welches aus wenigstens zwei Bestandteilen besteht, wobei der Bestandteil A Gips enthält und der Bestandteil B aus einer Mischung von 40 bis 55 Gew.-% Portlandzement und 60 bis 45 Gew.-% mit Wasser granulierter Hochofenschlacke besteht Zu dieser Mischung der Komponenten A und B kann gegebenenfalls auch eine Komponente C, welche aus einem wasserlöslichen Eisensalz besteht zur Desodorierung des zu behandelnden Bodens beigesetzt werden.From GB-A-2 042 025 a consolidation agent for soils has become known which consists of at least two components, component A containing gypsum and component B consisting of a mixture of 40 to 55% by weight of Portland cement and 60 to 45% by weight .-% water granulated blast furnace slag consists of this mixture of components A and B can optionally be a component C, which consists of a water-soluble iron salt for deodorization of the soil to be treated.
Der AT-PS 378 389 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von hydraulisch gebundenen Tragschichten bzw. zum Stabilisieren von frostbeständigen Bodenschichten und zu Bottenverfestigungen zu entnehmen, wobei insbesondere verschiedene Additive, welche für die Herstellung von hydraulisch gebundenen Tragschichten Verwendung finden können, beschrieben sind.AT-PS 378 389 already shows a process for the production of hydraulically bound base layers or for the stabilization of frost-resistant soil layers and for botten consolidation, in particular various additives which can be used for the production of hydraulically bound base layers are described.
Aus der DE-OS 30 41 706 ist es beispielsweise bekanntgeworden, für die Abdichtung von Abfalldeponien das bei Kohlekraftwerken anfallende Abfallcarbonat zu verwenden. Derartiges Abfallcarbonat entspricht in der Korngrößenverteilung im wesentlichen einem sandigen Lehm. Das Abfallprodukt wird über einer Ausgleichsschicht als Sperrschicht aufgetragen, über der eine Deckschicht aufgetragen wird. Zur Herstellung einer derartigen Abdichtung sind somit mindestens drei Schichten erforderlich, wobei das Abfallcarbonat sich im Laufe der Zeit so stark erhärtet, daß es praktisch steinartige Eigenschaften annimmt und daher zum Reißen und damit zum Undichtwerden neigt.From DE-OS 30 41 706 it has become known, for example, to use the waste carbonate obtained from coal-fired power plants for the sealing of waste landfills. Such waste carbonate corresponds essentially to a sandy loam in the grain size distribution. The waste product is applied over a leveling layer as a barrier layer, over which a top layer is applied. At least three layers are thus required to produce such a seal, the waste carbonate hardening over time so strongly that it takes on practically stone-like properties and therefore tends to crack and thus to leak.
Aus der DE-PS 27 02 787 ist es bekanntgeworden, feinstkömige oder schluffige, erdfeuchte Böden durch Einarbeiten von pulverförmigem Alkalisilikat (Wasserglas) und anschließendes mechanisches Verdichten abzudichten. Bei einem derartigen Verfahren wird ein Boden vorausgesetzt, der von Haus aus eine besondere Feinporigkeit aufweist. Für großporige Böden sind derartige Verfahren nicht ohne weiteres geeignet.From DE-PS 27 02 787 it has become known to seal fine-grained or silty, earth-moist soils by incorporating powdered alkali silicate (water glass) and subsequent mechanical compaction. In such a method, a floor is assumed that has a special fine porosity. Such methods are not readily suitable for large-pore soils.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem ohne Rücksicht auf die besonderen Eigenschaften des Bodens eine gleichbleibende Qualität des Dichtmaterials gewährleistet werden kann, wobei ein Rohstoff vorgeschlagen wird, welcher mit gleichbleibender Qualität in großen Mengen verfügbar ist Weiters zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem ein mineralisches Dichtmittel als Produkt mit minimalen Qualitätsschwankungen kostengünstig hergestellt und auf Lager gehalten werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß das Hochofenschlackengranulat mechanisch durch Zerkleinerung und/oder Klassierung in eine Korngrößenverteilung gebracht wird, bei welcher die Fraktion einer Körnung von 200 -1000 μτη einen Massenanteil von 30 bis 50 Gew.-% aufweist. Dadurch, daß als Sperrschicht ein Hochofenschlackengranulat eingesetzt wird, wird auf einen Rohstoff zurückgegriffen, welcher mit gleichbleibender Qualität in großen Mengen verfügbar ist. Durch die günstigen Materialeigenschaften des Hochofenschlackengranulates lassen sich mineralische Dichtmittel als Produkte mit minimalen Qualitätsschwankungen kostengünstig hersteilen. Weiters besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, das Dichtmaterial als Trockenmischung auf Vorrat herzustellen, um es bei Bedarf vorort mit der notwendigen Wassermenge zu versetzen. Dadurch, daß eine bestimmte Körnung durch übliche mechanische Aufbereitungsanlagen, nämlich durch Zerkleinerung und Klassierung, gewählt wird, wird ein Material mit einem Komband zur Verfügung gestellt, welches eine Verdichtung zu einem Komgerüst mit minimalem Lückengrad und damit mit hoher Dichtheit ermöglicht. Zusätzlich zu der erfindungsgemäß geforderten Körnung, bei welcher die mengenmäßig größte Fraktion eine Körnung von 200 - 1000 pm aufweisen muß, läßt sich durch geeignete Additive der Komaufbau noch in einfacher Weise optimieren.The invention now aims to provide a method of the type mentioned, in which a constant quality of the sealing material can be guaranteed regardless of the special properties of the floor, whereby a raw material is proposed which is available in large quantities with constant quality The invention further aims to provide a method in which a mineral sealant can be produced inexpensively as a product with minimal quality fluctuations and kept in stock. To achieve this object, the method according to the invention essentially consists in mechanically bringing the blast furnace slag granules into a grain size distribution by comminution and / or classification, in which the fraction of a grain size of 200-1000 μm has a mass fraction of 30 to 50% by weight . Because a blast furnace slag granulate is used as a barrier layer, a raw material is used which is available in large quantities with constant quality. Due to the favorable material properties of the blast furnace slag granulate, mineral sealants can be manufactured inexpensively as products with minimal quality fluctuations. Furthermore, there is a simple way of producing the sealing material as a dry mix in stock, so that it can be mixed with the necessary amount of water on site if required. The fact that a certain grain size is selected by conventional mechanical processing plants, namely by comminution and classification, provides a material with a comb tape which enables compaction to form a grain structure with a minimal degree of gap and thus with a high degree of tightness. In addition to the grain size required according to the invention, in which the largest fraction in terms of quantity must have a grain size of 200-1000 μm, the grain structure can be optimized in a simple manner by suitable additives.
Mit Vorteil wird daher das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die Additive in einer Korngröße oder Korngrößenverteilung eingesetzt werden, deren mittlere Korngröße geringer ist als die mittlere Korngröße des Hochofenschlackengranulates. Auf diese Weise wird es durch Zugabe der Additive möglich, den Lückengrad bei vorgegebener Korngrößenverteilung des auf Vorrat produzierten Hochofenschlackengranulates spezifisch zu minimieren und dadurch eine den örtlichen Bedingungen angepaßte optimale Dichtheit zu gewährleisten. Als Additive können hiebei in einfacher Weise z. B. Flugasche, Tone, Stäube, Abwasserschlämme, Entschwefelungsschlacken und Tallöle oder Mischungen davon eingesetzt -2-The process according to the invention is therefore advantageously carried out in such a way that the additives are used in a particle size or particle size distribution whose average particle size is less than the average particle size of the blast furnace slag granules. In this way, by adding the additives, it is possible to specifically minimize the gap degree for a given grain size distribution of the blast furnace slag granules produced in stock, thereby ensuring optimal tightness adapted to the local conditions. As additives can hiebei in a simple manner. B. fly ash, clays, dusts, sewage sludges, desulfurization slags and tall oils or mixtures thereof used -2-
AT397263B werden. Insbesondere der Zusatz von Tallölen bzw. tallölhaltigen Aufbereitungsabgängen führt zu einer Extraktion von Metallverbindungen, so daß selbst bei Eindringen von allfälligen Sickerwasser eine weitgehende Befreiung dieses Sickerwassers von Metallen, insbesondere Schwermetallen, erfolgt. Wenn im Rahmen der Additive Entschwefelungsschlacken, insbesondere sulfidische Entschwefelungsschlacken, eingesetzt werden, hat dies den Vorteil, daß allfällig die Dichtschicht durchdringendes Sickerwasser in der Dichtschicht von gegebenenfalls mitgeführten Metallen, insbesondere Schwermetallen, befreit wird, da diese in der Dichtschicht ausgefällt werden.AT397263B. In particular, the addition of tall oils or treatment outlets containing tall oil leads to an extraction of metal compounds, so that even if any seepage water penetrates, this seepage water is largely freed of metals, in particular heavy metals. If desulphurization slag, in particular sulfidic desulphurization slag, is used as part of the additives, this has the advantage that any seepage water penetrating the sealing layer in the sealing layer is freed of any accompanying metals, in particular heavy metals, since these are precipitated in the sealing layer.
Als feinkörniger Zuschlag bzw. feinkörniges Additiv wird bevorzugt Flugasche eingesetzt, welche gleichfalls in großen Mengen mit relativ konstanter Körnung und Qualität zur Verfügung steht. Flugasche stellt darüberhinaus ein latent hydraulisches Bindemittel dar, welches mit gegebenenfalls in die Dichtschicht eindringendem Sickerwasser unter gleichzeitig alkalischen Bedingungen ein Abbinden bewirken kann. Mit Vorteil werden erfindungsgemäß 5-25 Gew.-%, insbesondere 10 -15 Gew.-%, Flugasche eingesetzt.Fly ash is preferably used as the fine-grained aggregate or fine-grained additive, which is also available in large quantities with a relatively constant grain size and quality. In addition, fly ash is a latent hydraulic binder, which can cause setting under possibly alkaline conditions with seeping water possibly penetrating into the sealing layer. According to the invention, 5-25% by weight, in particular 10-15% by weight, fly ash is advantageously used.
In bezug auf die bevorzugte Verwendung von Tallöl zum Zwecke der Extraktion von Metallen und Metallverbindungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn 0,5 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-%, Tallöl eingesetzt werden.With regard to the preferred use of tall oil for the purpose of extracting metals and metal compounds, it has proven advantageous if 0.5 to 5% by weight, in particular 1 to 3% by weight, of tall oil is used.
Eine homogene und relativ gleiche Schichtstärke aufweisende Sperrschicht läßt sich mit Vorteil dadurch erzielen, daß das Hochofenschlackengranulat und die gegebenenfalls vorhandenen Additive mit einem Wassergehalt von bis zu 60 % auf die abzudichtende Bodenfläche aufgebracht wird. Auf diese Weise wird eine weitgehend staubfreie Schicht erzielt, welche unmittelbar anschließend an das Aufbringen erforderlichenfalls verdichtet werden kann.A homogeneous and relatively equal layer thickness barrier layer can advantageously be achieved by applying the blast furnace slag granules and any additives present with a water content of up to 60% to the floor surface to be sealed. In this way, a largely dust-free layer is achieved which, if necessary, can be compressed immediately after application.
Eine besonders günstige Korngrößenverteilung für die einzusetzenden Hochofenschlackengranulate wird dadurch erzielt, daß das Hochofenschlackengranulat aus 5 -15 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 0-63 |im, 15 - 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 63 - 200 μτη, 30 - 50 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-%, einer Körnung von 200 - 1000 μητ, 5-15 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-%, einer Körnung von 1000 - 2000 μτη 15 - 25 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%, einer Körnung von 2000 - 4000 μπι besteht.A particularly favorable particle size distribution for the blast furnace slag granules to be used is achieved in that the blast furnace slag granules consist of 5 -15% by weight, in particular 10% by weight, of a grain size of 0-63 µm, 15-25% by weight, in particular 20 % By weight, a grain size of 63-200 μm, 30-50% by weight, in particular 40% by weight, a grain size of 200-1000 μm, 5-15% by weight, in particular 10% by weight , a grain size of 1000-2000 μm, 15-25% by weight, in particular 20% by weight, a grain size of 2000-4000 μm.
Das erfindungsgemäße Dichtmaterial zur Durchführung dieses Verfahrens besteht im wesentlichen darin, daß es Hochofenschlacke mit einer Korngrößenverteilung, deren mengenmäßig größte Fraktion eine Körnung von 200 -1000 μτη aufweist, sowie bis zu 50 Gew.-% Additive enthältThe sealing material according to the invention for carrying out this method consists essentially in that it contains blast furnace slag with a grain size distribution, the largest fraction of which has a grain size of 200-1000 μm, and up to 50% by weight of additives
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Beispieles näher erläutertThe invention is explained in more detail below using an example
Beispiel:Example:
Als Dichtmasse zur Abdichtung von Bodenflächen wird Hochofenschlacke vermahlen und nach einer Klassierung ein Granulat folgender Korngrößenverteilung erhalten.Blast furnace slag is ground as a sealing compound for sealing floor surfaces and after classification a granulate with the following grain size distribution is obtained.
Granulat: um Gew.-% 0 - 63 10 63 - 200 20 200 - 1000 40 1000 - 2000 10 2000 - 4000 20Granules: by weight% 0 - 63 10 63 - 200 20 200 - 1000 40 1000 - 2000 10 2000 - 4000 20
Dieses Granulat wird nun je nach Einsatzgebiet entweder direkt oder nach gezielter Zugabe von Feinmaterial oder Einarbeitung von Sperrmitteln auf die zu vergütende Bodenfläche aufgebracht ln einem ersten Versuch wurde das Hochofengranulat ohne Beimischung von weiteren Zusätzen auf die abzudichtende Bodenfläche aufgebracht und zur Verringerung des Porenanteiles das Material durch Bearbeitung mit Verdichtungsmaschinen, wie beispielsweise Walzen zu einem Komgerüst mit minimalem Lückengrad verpreßt. Bei dieser Arbeitsweise wird eine Trockendichte der mineralischen Dichtmasse von 6]} ist 1,848 g/cm3 erreicht Der Wassergehalt der mineralischen Dichtmasse errechnete sich mit = 0,158. Sowohl der Wassergehalt als auch die Trockendichte wurden mittels dem Proctorversuch nach DIN 18127 bestimmt Der Durchlässigkeitskoeffizient des Bodens Kio betrug 8,9.10*8 m/s. Der Durchlässigkeitskoeffizient des Bodens wurde nach DIN 18130, Teil 1, Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwertes «rechnetDepending on the area of application, these granules are then applied either directly or after the targeted addition of fine material or incorporation of blocking agents to the floor surface to be coated. In a first experiment, the blast furnace granules were applied to the floor surface to be sealed without the addition of further additives and the material was reduced by reducing the pore content Processing with compaction machines, such as rollers, pressed to a grain structure with a minimal degree of gap. With this procedure, a dry density of the mineral sealant of 6]} is 1.848 g / cm3. The water content of the mineral sealant was calculated to be = 0.158. Both the water content and the dry density were determined using the Proctor test according to DIN 18127. The permeability coefficient of the Kio soil was 8.9.10 * 8 m / s. The permeability coefficient of the soil was calculated according to DIN 18130, Part 1, Determination of the Water Permeability Coefficient «
In einer weiteren Versuchsanordnung wurden 90 % des Hochofengranulates, welches die oben gezeigte Porenverteilung aufwies, mit 10 % Flugasche aus kohlebefeuerten Wirbelschichtkesseln vermischt Nach der Vermischung wurde das Material wiederum auf den abzudichtenden Boden aufgebracht und mit Walzen zu einem Material mit einem minimalen Lückengrad verpreßt Es wurden nun wiederum die Trockendichte, der Wassergehalt und der Durchlässigkeitskoeffizient dieses Bodens bestimmt Der Wassergehalt errechnete sich mit ω = 0,185, die Trockendichte D = 1,773 g/cm^ und der Durchlässigkeitskoeffizient Kio betrug 2,3.10‘9 m/s. Im Gegensatz zu unvermischtem Hochofengranulat wird durch Zusatz von 10 % Flugasche aus kohlebefeuerten Wirbelschichtkesseln zwar eine Dichtschicht mit einem etwas höheren Wassergehalt und einer -3-In a further experimental arrangement, 90% of the blast furnace granules, which had the pore distribution shown above, were mixed with 10% fly ash from coal-fired fluidized bed boilers. After the mixing, the material was again applied to the floor to be sealed and pressed with rollers to form a material with a minimal gap Now again the dry density, the water content and the permeability coefficient of this soil are determined. The water content was calculated with ω = 0.185, the dry density D = 1.773 g / cm ^ and the permeability coefficient Kio was 2.3.10'9 m / s. In contrast to unmixed blast furnace granulate, the addition of 10% fly ash from coal-fired fluidized bed boilers creates a sealing layer with a slightly higher water content and a -3-
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ATA147189A (en) | 1993-07-15 |
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