AT521538B1 - Künettenfüllmaterial sowie Verfahren zu dessen Wiederaufbereitung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial, wobei das Künettenfüllmaterial - von 68 Masse-% bis 85 Masse-% an Gesteinsbruch-Gemisch einer natürlichen Gesteinskörnung mit Anteilen an Kalzit und Dolomit, - von 5 Masse-% bis 12 Masse-% zumindest eines Zuschlagstoffes, - von 10 Masse-% bis 15 Masse-% an Gesamtwassergehalt sowie - maximal 5 Masse-% an Verunreinigungen enthält, sowie - der Feinanteil des Künettenfüllmaterials mit einer Korngröße von höchstens 0,125 mm von 9 Masse-% bis 18 Masse-% beträgt. Weiters werden im Rahmen der Erfindung eine Künettenfüllung mit einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial sowie ein neuartiges Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Künettenfüllung mit dem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial angegeben.
Description
Beschreibung
KÜNETTENFÜLLMATERIAL SOWIE VERFAHREN ZU DESSEN WIEDERAUFBEREITUNG [0001] Die Erfindung betrifft ein fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial sowie eine Künettenfüllung mit dem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial. Weiters wird im Rahmen der Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Künettenfüllung mit dem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial angegeben.
[0002] Für die Erstprüfung von Verfüllungen mit sogenannten stabilisierten, fließfähigen Verfüllmaterialien, kurz SVM, gibt es einen für Österreich gültigen Kriterienkatalog des Österreichischen Normungsinstituts mit der Bezeichnung ONR 23131, welcher aktuell in der Ausgabe aus dem Jahr 2013 vorliegt. ONR ist dabei die Abkürzung für ON-Regeln. In diesem Kriterienkatalog sind die Prüfanforderungen für entsprechend konditionierte Verfüllmaterialien auf Basis von natürlichen Gesteinskörnungen, industriell hergestellten Gesteinskörnungen, rezyklierten Gesteinskörnungen oder Kombinationen aus diesen Baustoffen, die in fließfähigem Zustand in Rohrgräben, Leitungsgräben oder Kavernen eingebracht werden, dargelegt. In einem anschließenden Abbinde- oder Verfestigungsprozess wird, ohne Einsatz von Verdichtungsenergie, eine dem geforderten Einsatzzweck entsprechende Festigkeit und Tragfähigkeit erreicht, wobei aber über die gesamte Nutzungsdauer die händische Wiederaufgrabbarkeit, das heißt mit Krampen und Schaufel, gegeben bleiben muss.
[0003] Der Begriff der „Stabilisierung“ kann sich dabei auf eine mechanische Stabilisierung, beispielsweise durch entsprechende Abstufung der Sieblinie des Zuschlagstoffes, oder aber auf eine hydraulische Stabilisierung durch Zugabe von Bindemitteln bis zu einem maximalen Gesamtbindemittelgehalt von 50 kg/m3 beziehen.
[0004] Mit dem Begriff Künette wird im Tief- und im Wasserbau eine grabenförmige Ausschachtung mit schrägen Wänden bezeichnet. Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Künettenfüllmaterialien bekannt.
[0005] Beispielsweise werden Künettenfüllmaterialien aus Mischungen von rezykliertem Betonmaterial mit Gesteinsbruchmaterial hergestellt. Da man in einer Betonmischanlage allerdings fein zerkleinertes Betonmaterial nicht einlagern kann, muss man dabei auf grob zerkleinertes, rezykliertes Betonmaterial zurückgreifen. Aufgrund der starken Entmischungsneigung einer solchen Mischung aus grob zerkleinertem Betonmaterial und Gesteinsbruchmaterial müssen einem solchen Gemisch größere Mengen an Bindemittel zugesetzt werden, um überhaupt als fließfähiges Künettenfüllmaterial eingesetzt werden zu können. Beispielsweise wird dazu Abwasser aus einem Betonwerk, welches Zement als Bindemittel enthält, beigemischt. Dies ist jedoch nachteilig, da durch den Zusatz größerer Mengen eines oder mehrerer Bindemittel die Eigenschaften eines solchen Künettenfüllmaterials beeinträchtigt werden, da es bei der Verwendung von hydraulischen Bindemitteln zu einer unerwünschten Nacherhärtung kommt. Die Forderung nach einer einfachen Wiederaufgrabbarkeit der verfüllten Künette während der gesamten Nutzungsdauer der Künettenfüllung kann daher kaum oder gar nicht erfüllt werden.
[0006] Aus der Patentschrift AT 409 008 B ist ein Künettenfüllmaterial bekannt geworden, welches aus einem mineralischen Haufwerk aus Gesteinsbruch mit maximal 2 Masse-% an natürlichen Fremdanteilen, 24 bis 45 Masse-% Kalk sowie Dolomit als Rest besteht, wobei das Haufwerk einen hohen Feinanteil an Steinmehl mit einer Korngröße von maximal 0,09 mm von 20 bis 36 Masse-%, vorzugsweise von 26 bis 36 Masse-%, des Gesamthaufwerks aufweist.
[0007] Um ein fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial zu erhalten, wird gemäß der Druckschrift AT 409 008 B vorgeschlagen, Wasser in einer Menge von mindestens 200 l/m3 dem Haufwerk beizumengen. Vorteilhaft wird dieses mineralische Haufwerk also lediglich durch Zusatz von Wasser zu einem Künettenfüllmaterial angemischt, welches frei von Bindemittelzusätzen ist. Somit wird ein Künettenfüllmaterial mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich seiner Wiederaufgrabbarkeit erzielt, da gemäß der genannten Rezeptur kein hydraulisches Bindemittel zugesetzt wird.
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt [0008] Die in der ONR 23131 weiters geforderten praktischen Verarbeitungseigenschaften hinsichtlich einer selbstständigen Verdichtungsfähigkeit sowie von Fließeigenschaften des Künettenfüllmaterials können allerdings mit dem aus der AT 409 008 B bekannt gewordenen Füllmaterial nur bedingt erzielt werden.
[0009] In eigenen Vorversuchen wurde festgestellt, dass ein sehr hoher Anteil von bis zu 36 Masse- % an feinstem Gestein bzw. an Steinmehl mit einer Korngröße von maximal 0,09 mm bzw. 90pm (Mikrometer), wie dies als bevorzugter Arbeitsbereich bei der aus der AT 409 008 B bekannten Rezeptur der Fall ist, bei der Anmischung mit möglichst wenig Wasser nachteilig zu einem Füllmaterial mit der Konsistenz eines zähflüssigen Gesteinsbreies führt und daher kein fließfähiges Künettenfüllmaterial gemäß den Forderungen der ONR 23131 ergibt. Bei einen solchen zähflüssigen Gesteinsbrei handelt es sich jedoch nicht um ein selbstverdichtendes Material, sondern zur Materialverdichtung dieses Gesteinsbreis ist jedenfalls der Einsatz von externer Verdichtungsenergie erforderlich. Nachteilig werden daher beim erforderlichen Verdichten dieses zähflüssigen Füllmaterials beispielsweise durch vibrierende Rüttler oder Walzen unerwünschte Vibrationen in den Untergrund der Künette übertragen, wodurch sich Risse in angrenzenden Gebäuden bilden können oder wodurch bestehende oder frisch eingebaute Leitungen beschädigt werden können.
[0010] Gemäß dem eingangs genannten Kriterienkatalog ONR 23131 ist unter anderem auch das Absetzverhalten einer Künettenfüllung zu beachten, wonach das Absetzmaß des Künettenfüllmaterials bei Instandhaltungsarbeiten nach drei Tagen höchstens 2% oder aber nach einem Tag höchstens 1% betragen darf. Um auch dieses vorgeschriebene Absetzmaß einhalten zu können, muss daher beim Aufschlämmen des Haufwerks zu einem fließfähigen Künettenfüllmaterial folgender Kompromiss beachtet werden:
[0011] - Einerseits soll durch entsprechenden Wasserzusatz eine fließfähige Suspension hergestellt werden, die möglichst ohne Dispergiermittelzusätze aufgeschlämmt werden kann, um die darin verteilten Festkörper möglichst lange in Schwebe zu halten.
[0012] - Andererseits soll das suspendierte Künettenfüllmaterial nach erfolgter Verfüllung in einer Künette das beigefügte Wasser aus der Mischung mit nur geringem Volumenverlust an die Umgebung abgeben und die geforderte Tragfähigkeit aufweisen, um beispielsweise die verfüllte Künette einer Straßenbaustelle möglichst bald nach dem Befüllen auch wieder belasten und befahren zu können.
[0013] In diesem Zusammenhang ist jedoch bei der aus der Druckschrift AT 409 008 B bekannten Rezeptur zumindest der hohe Feinanteil von bis zu 36 Masse-% an Steinmehl im Haufwerk nachteilig, da zum Aufschlämmen eines solchen Haufwerks eine vergleichsweise große Menge an zugesetztem Wasser erforderlich ist, wodurch das Absetzverhalten des Künettenfüllmaterials sowie die laut ONR 23131 geforderte Tragfähigkeit beeinträchtigt wird bzw. nicht eingehalten werden kann.
[0014] Der vorliegenden Erfindung bezweckt daher, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile von Künettenfüllmaterialien zu überwinden und ein verbessertes Künettenfüllmaterial anzugeben, welches die geforderten Auflagen des Kriterienkatalogs ONR 23131 in seiner aktuellen Fassung zur Gänze erfüllt und welches gegenüber dem aus der AT 409 008 B bekannt gewordenen Künettenfüllmaterial jedenfalls ein verbessertes Absetzverhalten sowie eine erhöhte Tragfähigkeit aufweist.
[0015] Diese Aufgaben werden von einem Künettenfüllmaterial gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
[0016] Ein fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial gemäß der Erfindung enthält:
[0017] - von 68 Masse-% bis 85 Masse-% an Gesteinsbruch-Gemisch einer natürlichen Gesteinskörnung mit Anteilen an Kalzit und Dolomit, [0018] - von 5 Masse-% bis 12 Masse-% zumindest eines Zuschlagstoffes,
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt [0019] - von 10 Masse-% bis 15 Masse-% an Gesamtwassergehalt sowie [0020] - maximal 5 Masse-% an Verunreinigungen, wobei [0021] - der Feinanteil des Künettenfüllmaterials mit einer Korngröße von höchstens 0,125 mm von 9 Masse-% bis18 Masse-% beträgt.
[0022] Es wurde überraschenderweise gefunden, dass ein solches erfindungsgemäßes Künettenfüllmaterial ausgezeichnete Verfülleigenschaften aufweist, mit dem auch die im Kriterienkatalog ONR 23131 genannten Forderungen hinsichtlich des Absetzverhaltens und der Tragfähigkeit eines Künettenfüllmaterials erfüllt werden können. Zweckmäßig wird zur Herstellung des Künettenfüllmaterials hauptsächlich ein Gesteinsbruch-Gemisch aus einem oder mehreren natürlichen Lagerstätten mit Anteilen an Kalzit und Dolomit verwendet.
[0023] Kalzit, je nach Schreibweise auch als Calcit oder Kalkspat bezeichnet, ist chemisch gesehen Calciumcarbonat mit der chemischen Formel Ca(CO3) und wird der Gesteinsklasse der „Carbonate und Nitrate“ zugeordnet. Dolomitstein, kurz Dolomit, ist ein Karbonat-Gestein, das zu mindestens 90 Prozent aus dem Mineral Dolomit mit der chemischen Formel CaMg(CO3)2, (CaCO3 MgCO3,) besteht. Bei geringeren Dolomitgehalten liegt ein dolomitischer Kalkstein vor. Ein Künettenfüllmaterial mit einem Gesteinsbruch-Gemisch mit einem hohen Anteil an Kalzit und/oder Dolomit weist hervorragende hydraulische Eigenschaften auf, weshalb ein solches Gesteinsbruch-Gemisch lediglich unter Zusatz von Wasser sowie von einem oder mehreren Zuschlagstoffen zu einem fertigen Künettenfüllmaterial angemischt werden kann.
[0024] Der Gesamtwassergehalt von 10 bis 15 Masse-% setzt sich zusammen aus einem Anteil an Wasser, welches beispielsweise in Form von Frischwasser oder Brauchwasser ohne Bindemittelzusätze dem Künettenfüllmaterial zugesetzt wird, sowie einem Feuchteanteil, der in dem zumindest einen zugesetzten Zuschlagstoff bereits vorhanden ist. Beispielsweise kann das Künettenfüllmaterial Sand als Zuschlagstoff enthalten, wobei die Feuchte im Sand bei der Bestimmung des Gesamtwassergehalts entsprechend berücksichtigt wird.
[0025] Der Abbau des Gesteinsbruch-Gemisches kann beispielsweise mit einem Bagger oder Radlader direkt von einer Lag erstatten wand erfolgen. Das abgebaute Material wird in einem Lagerbunker zwischengelagert und anschließend in einem Brecher zerkleinert. Der Brecher kann beispielsweise ein Prallbrecher oder ein Kegelbrecher sein. Über eine stationäre Siebmaschine werden Grobfraktionen mit den Kornklassen 0/16 (mit einem nominalen Größtkorn mit 16 mm Korndurchmesser) oder 0/3 (mit einem nominalen Größtkorn mit 3 mm Korndurchmesser) abgesiebt. Der grobe Siebrückstand wird dabei in den Prozess rückgeführt und anschließend nochmals aufgebrochen. Die verwendete Siebmaschine kann ein Kreisschwingsieb, Resonanzschwingsieb oder ein Linearschwingsieb umfassen, welches zweckmäßig eine Stahlsiebeinlage aufweist.
[0026] Ebenso kann das abgebaute Material beispielsweise vorab nur in einer Fraktion der Kornklasse 0/16 abgesiebt werden, wobei der grobe Siebrückstand mit Korngrößen über 16 mm Korndurchmesser dann in einem weiteren Zerkleinerungsprozess gebrochen wird. Anschließend wird über eine stationäre Siebmaschine die Kornklasse 0/3 mit einem Nenn- Größtkorn von 3 mm Korndurchmesser abgesiebt.
[0027] In Vorversuchen hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Künettenfüllmaterial idealerweise mit einem Feinanteil von 9 Masse-% bis 18 Masse-% mit einer Korngröße von höchstens 0,125 mm bzw. 125 μm (Mikrometer) zahlreiche Vorteile bietet. So wird von dem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial beispielsweise das im Kriterienkatalog ONR 23131 vorgegebene Absetzverhalten, wonach das Absetzmaß des Künettenfüllmaterials bei Instandhaltungsarbeiten nach drei Tagen höchstens 2% betragen darf, erfüllt. Im Vergleich zu Füllmaterialien mit noch höherem Feinanteil von über 20 Masse-%, für die zum Aufschlämmen ein besonders hoher Wasseranteil erforderlich ist, kann beim erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial der zum Aufschlämmen des Füllmaterials erforderliche Wasseranteil vorteilhaft reduziert werden.
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt [0028] Im Vergleich zu den bereits zuvor erwähnten Füllmaterialien mit einem geringeren Feinanteil, wie dies beispielsweise bei Füllmaterial aus grob zerkleinertem Betonmaterial und Gesteinsbruchmaterial der Fall ist, hat das erfindungsgemäße Künettenfüllmaterial wiederum den Vorteil, dass kein Bindemittelzusatz erforderlich ist, um das aufgeschlämmte Gesteinsgemisch in einer Mischung mit möglichst homogener Zusammensetzung halten zu können.
[0029] Überdies können auch bis zu 5 Masse-% an Verunreinigungen, also an Material, dass nicht in der ursprünglichen Rezeptur der Gesteinsmischung beinhaltet war, im erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial vorhanden sein. Bei der Entnahme einer Künettenfüllung, die bereits mit einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial befüllt ist, kann es passieren, dass Verunreinigungen und Fremdstoffe im rezyklierten Künettenfüllmaterial angereichert werden. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn nach einem Gebrechen einer Versorgungsleitung eine verfüllte Künette wieder aufgegraben werden muss. Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Künettenfüllmaterial aufgrund seiner hervorragenden Produkteigenschaften robust gegenüber dem ungewollten oder auch bewussten Zusatz von Verunreinigungen und Fremdstoffen und kann daher - erforderlichenfalls auch mehrfach - rezykliert werden.
[0030] Zweckmäßig kann bei einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial der zumindest eine Zuschlagstoff eine Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 mit einem Nenn-Größtkorn von 1 mm Korndurchmesser aufweisen. Die Zugabe von Zuschlagstoffen mit einer Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 bietet den Vorteil, dass die Verarbeitbarkeit des Künettenfüllmaterials verbessert und eine unerwünschte Entmischung des Produkts verhindert wird.
[0031] Durch die Beigabe zumindest eines solchen Zuschlagstoffes mit einer Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 können - in Kombination mit einer ausreichenden Wassermenge - die Fließfähigkeit und dadurch auch die Fähigkeit des Künettenfüllmaterials zur Selbstverdichtung vorteilhaft deutlich verbessert werden. In anderen Worten ist bei entsprechendem Zusatz zumindest eines solchen Zuschlagstoffes keine zusätzliche Verdichtungsenergie mehr notwendig, damit in der verfüllten Künette auch sämtliche Hohlräume verfüllt sind und ein oder mehrere Leitungsrohre in der Künette vollflächig umschlossen ist bzw. sind. Nur bei Einsatz eines selbstverdichtenden Künettenfüllmaterials wie dies beim vorliegenden erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial gegeben ist, können unerwünschte spätere Setzungen der Künettenfüllung vermieden werden. Besonders nachteilig zeigen sich nämlich Setzungen der Künettenfüllung meist erst deutlich später nach entsprechender Straßenverkehrsbelastung. Woraufhin dann meist eine erst kürzlich abgeschlossene Straßensanierung erneut in Angriff genommen werden muss und Künettenfüllungen wiederum entfernt werden müssen. Überdies kann es bei hohen Straßenverkehrsbelastungen zu neuerlichen Gebrechen an den Leitungsrohren kommen, falls diese nicht vollflächig vom Künettenfüllmaterial umschlossen sind.
[0032] Diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile werden vorteilhaft ebenfalls vomerfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial überwunden. Wie weiter oben bereits festgehalten bietet der Einsatz eines solchen selbstverdichtenden Künettenfüllmaterials überdies den Vorteil, dass keine externe Verdichtungsenergie mittels Rüttelplatten oder Walzen zum Verdichten der Künettenfüllung eingebracht werden muss. Folglich können Künettenfüllungen unter Einsatz des erfindungsgemäßen selbstverdichtenden Künettenfüllmaterials einfacher, rascher, kostengünstiger sowie auch sicherer hergestellt werden, da vorteilhaft kein Arbeiter mehr zum Verdichten in der ungesicherten Künette tätig sein muss.
[0033] Vorteilhaft kann bei einem Künettenfüllmaterial gemäß der Erfindung der zumindest eine Zuschlagstoff ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend:
[0034] - Sand;
[0035] - Brechsand;
[0036] - Natursand, beispielsweise aus Sandkisten von Kinderspielplätzen;
[0037] - Schlackensand;
[0038] - Mineralien oder Mineralmischungen enthaltend Quarz, Kalk, Dolomit, Gneis und/oder Granit;
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt [0039] - Tonrohstoffe oder Emulsionen solcher Tonrohstoffe, beispielsweise Schiefertone und/ oder Lößlehme;
[0040] - Füllerprodukte ohne hydraulische Eigenschaften, beispielsweise Gesteinsmehl und/ oder Pigmentstoffe.
[0041] Ebenso können im Rahmen der Erfindung auch Gemische mehrerer Zuschlagstoffe bzw. Kombinationen der vorstehend genannten Zuschlagstoffe eingesetzt werden.
[0042] Gemäß einer ersten besonders vorteilhaften Variante kann das Gesteinsbruch-Gemisch bei einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial einen Anteil von zumindest 78 Masse-% an Dolomit enthalten.
[0043] Alternativ dazu kann gemäß einer zweiten vorteilhaften Variante das GesteinsbruchGemisch bei einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial einen Anteil von zumindest 60 Masse-% an Kalzit enthalten.
[0044] Kalzit weist im Vergleich zu Dolomit noch bessere hydraulische Eigenschaften auf, weshalb sich in Vorversuchen überraschend gezeigt hat, dass bereits ein Anteil im Gesteinsbruch-Gemisch von zumindest 60 Masse-% an Kalzit oder aber von zumindest 78 Masse-% an Dolomit jeweils die im Kriterienkatalog ONR 23131 geforderten hydraulischen Eigenschaften erfüllt. Insbesondere kann mit einem solchen Künettenfüllmaterial die erforderliche Tragfähigkeit der Künettenfüllung erreicht werden, da die hydraulische Wirkung der natürlichen Gesteinskörnung ausreichend ist und das Künettenfüllmaterial ausreichend verfestigt.
[0045] Besonders zweckmäßig kann bei einem Künettenfüllmaterial gemäß der Erfindung als Wasser Frischwasser oder Brauchwasser ohne Bindemittelzusätze beigemischt sein. Vorteilhaft werden bei der Rezeptur des erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial auch während der Wasserzugabe keine Bindemittelzusätze beigemischt. Wahlweise können Frischwasser oder vorgereinigtes Brauchwasser, das auch als Betriebswasser oder Nutzwasser bezeichnet wird und keine Trinkwasserqualität aufweisen muss, zum Anschlämmen des Künettenfüllmaterials eingesetzt werden.
[0046] Weiters wird im Rahmen der Erfindung eine Künettenfüllung mit einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial angegeben, wobei die Tragfähigkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials, gemessen nach 28 Tagen, einen Verformungsmodul EVd von zumindest 80 MN/m2, vorzugsweise von zumindest 85 MN/m2, besonders bevorzugt von zumindest 90 MN/m2, aufweist.
[0047] Die Tragfähigkeit einer Künettenfüllung ist gemäß den Bestimmungen der ONR 23131 einen Tag nach der Verfüllung mit zumindest zwei dynamischen Lastplattenversuchen sowie nach 7 Tagen und 28 Tagen jeweils mit mindestens einem dynamischen Lastplattenversuch an einem Probenkörper oder im Feldversuch nachzuweisen. Wobei der Tragfähigkeits-Wert nach 28 Tagen nur im Rahmen der Erstprüfung zu ermitteln ist.
[0048] Eine solche Künettenfüllung gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, dass der Straßenunterbau, in dem sich die Künette befindet, hohe Verkehrsbelastungen aufnehmen kann und nicht zu einer Schwachstelle im Straßenaufbau wird. Ein hoher Verformungsmodul EVd ist vorteilhaft bei großen Verkehrsbelastungen. Generell gilt, je größer der Verformungsmodul EVd ist, höhere Verkehrsbelastungen beim Befahren der Künettenfüllung sind möglich. Beispielsweise muss bei einer Autobahn der Straßenunterbau die vergleichsweise höchste Tragfähigkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials bzw. den relativ größten Verformungsmodul EVd aufweisen. Bei einer reinen Wohnstraße ohne Schwerverkehr spielt die Tragfähigkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials hingegen nur eine untergeordnete Rolle. Die aktuellen Werte, die der jeweilige Straßenunterbau hinsichtlich der geforderten Tragfähigkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials aufweisen muss, sind in den Richtlinien und Vorschriften für das Straßenwesen (kurz: RVS) geregelt.
[0049] Zweckmäßig kann bei einer Künettenfüllung mit einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial die Wiederaufgrabbarkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials, ausgedrückt als einaxia
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt le Druckfestigkeit, gemessen nach 28 Tagen, einen Wert von höchstens 1,0 N/mm2, vorzugsweise von höchstens 0,60 N/mm2, besonders bevorzugt von höchstens 0,35 N/mm2, aufweisen.
[0050] Die Wiederaufgrabbarkeit einer Künette ist gemäß den Bestimmungen der ONR 23131 anhand von drei Probekörpern - wahlweise im Form eines Würfels oder Zylinders - als einaxiale Druckfestigkeit nach 28 Tagen zu ermitteln. Die Prüfung erfolgt dabei mit einer kalibrierten Druckprüfmaschine mit maximal 200 kN Höchstlast.
[0051] Eine solche Künettenfüllung gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, dass Sie erforderlichenfalls bei einem Gebrechen der Versorgungsleitungen besonders leicht händisch aufgegraben werden kann. Somit können bei Grabungsarbeiten unerwünschte Beschädigungen an unversehrten Leitungen oder Leitungsstücken im Leckagebereich vermieden werden.
[0052] Theoretisch hätte auch ein verdichteter Sand vergleichbare Eigenschaften hinsichtlich der geforderten Wiederaufgrabbarkeit einer verfüllten Künette. Allerdings würde beim Einsatz von verdichtetem Sand als Füllmaterial dieses beim Öffnen und Entfernen aus der verfüllten Künette ständig nachrutschen, weshalb in so einem Schadensfall nachteilig das gesamte Füllmaterial über die gesamte Künettenbreite entfernt werden müsste. Beim erfindungsgemäßen stabilisierten Künettenfüllmaterial bleiben bei Grabungsarbeiten in der verfüllten Künette die seitlichen Wände des Künettenfüllmaterials vorteilhaft stehen es rinnt kein Künettenfüllmaterial beim Wiederaufgraben nach. Zweckmäßig muss daher bei Einsatz des erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterials die Künette nicht über deren gesamte Künetten- breite bzw. über den kompletten Künettenquerschnitt aufgegraben werden, um erforderlichenfalls im Leckagebereich zu einem beschädigten Leitungsstück gelangen zu können.
[0053] Die vorstehend genannten Aufgaben werden auch von einem Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Künettenfüllung mit einem erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterial mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles von Anspruch 9 gelöst.
[0054] Ein solches Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Künettenfüllung weist die folgenden Schritte auf:
[0055] - Entnahme des verfüllten Künettenfüllmaterials aus der Künette;
[0056] - Trocknen des entnommenen Künettenfüllmaterials, bis ein Feuchtegehalt des Künetten füllmaterials von höchstens 8 Masse-% Feuchte erreicht wird;
[0057] - Grobsieben des getrockneten Künettenfüllmaterials;
[0058] - Einlagern des getrockneten und gesiebten Künettenfüllmaterials;
[0059] - Beimischen zumindest eines Zuschlagstoffes mit einer Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 mit einem Nenn-Größtkorn von 1 mm; sowie [0060] - Beimischen von Wasser, um ein wiederaufbereitetes fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial zu erhalten.
[0061] Dabei ist bei den Aushubarbeiten wichtig, dass das Künettenfüllmaterial mit einem Anteil höchstens von 5 Masse-% an Verunreinigungen aus der Künette ausgegraben wird. Mit Verunreinigungen sind dabei Fremdstoffe gemeint, die nicht im ursprünglichen Produkt des fließfähigen Künettenfüllmaterials beinhaltet waren.
[0062] Für die anschließende weitere Verarbeitung des entnommenen Künettenfüllmaterials ist es erforderlich, das Künettenfüllmaterial bis zu einem Feuchtegehalt des Künettenfüllmaterials von höchstens 8 Masse-% Feuchte zu trocknen. Damit wird eine unproblematische weitere Handhabung des rezyklierten Künettenfüllmaterials gewährleistet und es werden unerwünschte Verklumpungen in einem Transportbetonsilo vermieden, welche zu Komplikationen beim erneuten Mischvorgang führen können. Der Trocknungsprozess kann zweckmäßig durch Ablagerung des Künettenfüllmaterials in witterungsgeschützten Hallen oder in Kiesboxen oder Ähnlichem erfolgen.
[0063] Danach erfolgt ein Grobsieben des bereits getrockneten Künettenfüllmaterials. Zweck
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AT 515 538 B1 2020-04-15 österreichisches patentamt mäßig wird dazu beispielsweise eine Resonanzsiebmaschine mit grobmaschigen Sieben verwendet, um das Künettenfüllmaterial trocken aufzubereiten. Bei diesem Aufbereitungsschritt ist es zweckmäßig, dass das zuvor verklumpte Material bereits soweit zerfallen ist, dass es beispielsweise durch ein Sieb mit maximal 22 mm Maschenweite problemlos gesiebt werden kann. Dabei kann es möglich sein, dass das Material länger auf dem Siebboden verbleiben muss, um wirklich alle Verklumpungen aufzubrechen und zu zerstören.
[0064] Anschließend wird das getrocknete und gesiebte Künettenfüllmaterial in einem Lagersilo eingelagert. Danach kann das aufbereitete und abgelagerte Künettenfüllmaterial in eine Transportbetonmischanlage gefüllt werden und je nach Sieblinie durch entsprechende Zugabe von Feinkomponenten erneut in fließfähiges Künettenfüllmaterial versetzt werden. Dazu werden jedenfalls zumindest ein oder mehrere Zuschlagstoffe mit einer Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 mit einem Nenn-Größtkorn von 1 mm Korndurchmesser sowie entsprechende Mengen an Wasser beigemischt, um ein wiederaufbereitetes fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial zu erhalten.
[0065] Zweckmäßig kann das fertig angemischte, rezyklierte Künettenfüllmaterial mit Transportbetonfahrmischern direkt zu einer Baustelle geliefert und dort erneut zur Künettenfüllung eingesetzt werden.
[0066] Besonders vorteilhaft kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Künettenfüllung sein, wenn dem getrockneten und gesiebten Künettenfüllmaterial von 5 Masse-% bis 12 Masse-% zumindest eines Zuschlagstoffes sowie von 10 Masse-% bis 15 Masse-% an Gesamtwassergehalt zugemischt werden.
[0067] Wie eingangs bereits erwähnt, setzt sich der Gesamtwassergehalt von 10 bis 15 Masse% aus einem Anteil an Wasser, welches beispielsweise in Form von Frischwasser oder Brauchwasser ohne Bindemittelzusätze dem Künettenfüllmaterial zugesetzt wird, sowie dem jeweiligen Feuchteanteil, der in dem zumindest einen zugesetzten Zuschlagstoff bereits vorhanden ist, zusammen.
[0068] Als Zuschlagstoff kann beispielsweise Sand der Kornklasse 0/1 mit einem nominalen Größtkorn von 1 mm Korndurchmesser zugesetzt werden. Wenn der zugesetzte Sand aufgrund der Lagerungsbedingungen beispielsweise sehr feucht ist, so kann der Anteil an zugesetztem Wasser entsprechend reduziert werden, um den Gesamtwassergehalt auf den angegebenen Arbeitsbereich von 10 bis 15 Masse-% im fertig angemischten Künettenfüllmaterial einzustellen.
[0069] Mit diesem Wiederaufbereitungsverfahren gelingt es, besonders wirtschaftlich und nachhaltig ein erfindungsgemäßes Künettenfüllmaterial auch mehrfach ohne Qualitätseinbußen zu rezyklieren.
[0070] Im Folgenden werden noch die Rezepturen zweier Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Künettenfüllmaterialien angegeben, die zur Erstbefüllung einer Künette vorbereitet sind.
[0071] Beispiel 1: Künettenfüllmaterial GK4 mit einem Grenzkorndurchmesser von max. 4 mm [0072] Rezeptur für 1m3 Künettenfüllmaterial - GK4 (Ur-Zustand bei Erstbefüllung)
| • natürliche Gesteinskörnung 0/1 | 143 | kg/m3 |
| • natürliche Gesteinskörnung 0/3 | 1745 | kg/m3 |
| • Gesamtwassergehalt | 309 | l/m3 |
[0073] Der für dieses Künettenfüllmaterial GK4 ermittelte Sieblinienverlauf beträgt:
| [1] | 0,063 | 0,125 | 0,250 | 0,5 | 1,0 | 2 | 4 | 8 | 11 | 16 |
| [2] | 15 | 17,6 | 29,7 | 47,4 | 88,4 | 94,8 | 100 | 100 | 100 | 100 |
[0074] wobei in Zeile [1] die Siebmaschenweite (in mm) angeben ist und in Zeile [2] die Sieb
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[0075] Beispiel 2: Künettenfüllmaterial GK22 mit einem Grenzkorndurchmesser von max. 22 mm [0076] Rezeptur für 1m3 Künettenfüllmaterial - GK22 (Ur-Zustand bei Erstbefüllung)
| • natürliche Gesteinskörnung 0/1 | 185 | kg/m3 |
| • natürliche Gesteinskörnung 0/3 | 1179 | kg/m3 |
| • natürliche Gesteinskörnung 0/16 | 394 | kg/m3 |
| • natürliche Gesteinskörnung 16/32 | 185 | kg/m3 |
| • Gesamtwassergehalt | 284 | l/m3 |
[0077] Der für dieses Künettenfüllmaterial GK22 ermittelte Sieblinienverlauf beträgt:
| [11 | 0,063 | 0,125 | 0,250 | 0,5 | 1,0 | 2 | 4 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 | 45 |
| [2] | 11,1 | 15,4 | 22,7 | 37,8 | 53,5 | 74,1 | 81,6 | 86,2 | 88 | 90,4 | 95 | 99,7 | 100 |
[0078] wobei abermals in Zeile [1] die Siebmaschenweite (in mm) angeben ist und in Zeile [2] die Siebdurchgangs- bzw. Summenkurve der maximalen Anteile der einzelnen Siebklassen (in Masse-%) angegeben ist.
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Claims (10)
1. Fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Künettenfüllmaterial
- von 68 Masse-% bis 85 Masse-% an Gesteinsbruch-Gemisch einer natürlichen Gesteinskörnung mit Anteilen an Kalzit und Dolomit,
- von 5 Masse-% bis 12 Masse-% zumindest eines Zuschlagstoffes,
- von 10 Masse-% bis 15 Masse-% an Gesamtwassergehalt sowie
- maximal 5 Masse-% an Verunreinigungen enthält, wobei
- der Feinanteil des Künettenfüllmaterials mit einer Korngröße von höchstens 0,125 mm von 9 Masse-% bis 18 Masse-% beträgt.
2. Künettenfüllmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zuschlagstoff eine Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 mit einem Nenn- Größtkorn von 1 mm Korndurchmesser aufweist.
3. Künettenfüllmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zuschlagstoff ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend: - Sand; - Brechsand; Natursand; - Schlackensand; - Mineralien oder Mineralmischungen enthaltend Quarz, Kalk, Dolomit, Gneis und/oder Granit; - Tonrohstoffe oder Emulsionen solcher Tonrohstoffe, beispielsweise Schiefertone und/oder Lößlehme;- Füllerprodukte ohne hydraulische Eigenschaften, beispielsweise Gesteinsmehl und/oder Pigmentstoffe.
4. Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesteinsbruch-Gemisch einen Anteil von zumindest 78 Masse-% an Dolomit enthält.
5. Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesteinsbruch-Gemisch einen Anteil von zumindest 60 Masse-% an Kalzit enthält.
6. Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Wasser Frischwasser oder Brauchwasser ohne Bindemittelzusätze beigemischt ist.
7. Künettenfüllung mit einem Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfähigkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials, gemessen nach 28 Tagen, einen Verformungsmodul EVd von zumindest 80 MN/m2, vorzugsweise von zumindest 85 MN/m2, besonders bevorzugt von zumindest 90 MN/m2, aufweist.
8. Künettenfüllung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederaufgrabbarkeit des verfüllten Künettenfüllmaterials, ausgedrückt als einaxiale Druckfestigkeit, gemessen nach 28 Tagen, einen Wert von höchstens 1,0 N/mm2, vorzugsweise von höchstens 0,60 N/mm2, besonders bevorzugt von höchstens 0,35 N/mm2, aufweist.
9. Verfahren zur Wiederaufbereitung von verfülltem Künettenfüllmaterial einer Künettenfüllung, welche mit einem Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6 befüllt wurde, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Entnahme des verfüllten Künettenfüllmaterials aus der Künette;
- Trocknen des entnommenen Künettenfüllmaterials, bis ein Feuchtegehalt des Künettenfüllmaterials von höchstens 8 Masse-% Feuchte erreicht wird;
- Grobsieben des getrockneten Künettenfüllmaterials;
- Einlagern des getrockneten und gesiebten Künettenfüllmaterials;
- Beimischen zum getrockneten und gesiebten Künettenfüllmaterial von 5 Masse-% bis 12 Masse-% zumindest eines Zuschlagstoffes mit einer Körnung gemäß der Kornklasse 0/1 mit einem Nenn-Größtkorn von 1 mm; sowie
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- Beimischen von Wasser bis zu einem Gesamtwassergehalt von
10 Masse-% bis 15 Masse-% des Künettenfüllmaterials, um ein wiederaufbereitetes fließfähiges, selbstverdichtendes Künettenfüllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zu erhalten.
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| ATA50648/2018A AT521538B1 (de) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | Künettenfüllmaterial sowie Verfahren zu dessen Wiederaufbereitung |
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| AT2255U1 (de) * | 1998-02-17 | 1998-07-27 | Brunner Karl Heinz | Mb-künettenfüllmaterial 0/16, 0/32 |
| AT409008B (de) * | 2000-07-11 | 2002-05-27 | Brunner Karl Heinz | Mineralisches haufwerk, verfahren zu seiner herstellung, künettenverfüllmaterial sowie künettenfüllungen |
| DE10111300A1 (de) * | 2001-03-09 | 2002-09-26 | Juergen Schenk | Aufbereitungsverfahren und -vorrichtung, insbesondere für Aushub |
| AT414340B (de) * | 2002-09-19 | 2010-12-15 | Pittel & Brausewetter Ges M B H | Fliessfähiges, selbstverdichtendes künettenfüllmaterial |
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2018
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