DE102005011266A1 - Fillable material from a temporary self-hardening mixture including stone grains and/or excavated material useful as a filler for canals and drains has added density lowering flow improving foam - Google Patents

Fillable material from a temporary self-hardening mixture including stone grains and/or excavated material useful as a filler for canals and drains has added density lowering flow improving foam Download PDF

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Abstract

Fillable material from a temporary self-hardening mxture including stone grains and/or excavated material, one or more inorganic mineral binders and water. To the mixture is added a density lowering flow improving foam, and the resultant mixture can be used for spade filling.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verfüllbaustoff aus einem zeitweise fließfähigen, selbsterhärtenden Gemisch, dieses umfassend Gesteinskörnungen und/oder Bodenaushub, einem oder mehreren anorganisch-mineralischen Bindemitteln sowie Wasser gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a filling building material from a temporarily flowable, self-hardening Mixture comprising aggregates and / or excavated soil, one or more inorganic-mineral binders and Water according to the generic term of claim 1

Aus der deutschen Patentschrift DE 198 51 256 C2 ist ein Verfahren zum Verfestigen von insbesondere schadstoffhaltigen, staubförmigen bis grobkörnigen, nicht hydraulischen Anfallstoffen, Erdstoffen, Lockergestein oder recycelten Baumaterialien bekannt, bei dem zunächst eine wässrige Suspension aus 50g bis 100g Tonmehl je 1l Wasser durch intensives Mischen hergestellt wird. Nachfolgend werden die Anfallstoffe, Erdstoffe oder das recycelte Baumaterial mit der vorbereiteten wässrigen Supspension vermischt. Daran schließt sich ein Aushärten und Verfestigen der Mischung an, wobei der Mischung 10 bis 40 Masseprozent Tonmehl-Suspension und 1 bis 10 Masseprozent anorganisches Bindemittel zugegeben werden. Als Tonmehl wird bevorzugt aktivierter Bentonit eingesetzt. Als anorganisches hydraulisches Bindemittel wird Zement und/oder Flugasche verwendet.From the German patent DE 198 51 256 C2 is a method for solidifying in particular pollutant-containing, dusty to coarse-grained, non-hydraulic accumulation materials, earth, loose rock or recycled building materials known in which first an aqueous suspension of 50g to 100g clay powder per 1l of water is prepared by intensive mixing. Subsequently, the waste materials, the earth or the recycled building material are mixed with the prepared aqueous suspension. This is followed by curing and solidification of the mixture, wherein the mixture 10 to 40 percent by weight of clay slurry suspension and 1 to 10 percent by weight of inorganic binder are added. The clay powder used is preferably activated bentonite. As inorganic hydraulic binder cement and / or fly ash is used.

Zur Steuerung des Aushärtevorgangs der bekannten Mischung werden dem Gemisch vorteilhaft Anfallstoff-Tonmehl-Bindemittel als Abbindebeschleuniger bzw. -verzögerer zugegeben. Dieses bewährte Verfahren ist geeignet, vor Ort anstehende Aushubstoffe wieder zu verwenden und zum Verfüllen von Gräben oder Kanälen einzusetzen. Nachteilig ist jedoch die sich ergebende hohe Dichte, welche bezüglich des Auftriebs von Rohrleitungen zum Aufschwimmen der Rohre im Rohrgraben führen kann, was nur durch Auftriebssicherungen, wie z.B. Belastungsbänke verhinderbar ist. Das Aushärten von Belastungsbänken aus einem steiferen Material führt jedoch zu Verzögerungen im Bauablauf.to Control of the curing process The known mixture, the mixture advantageous seed material-clay flour binder added as setting accelerator or retarder. This best practice is suitable to reuse existing on-site excavated material and to fill of trenches or channels use. However, the disadvantage is the resulting high density, which respect the buoyancy of piping to float the pipes in the trench to lead can, what only by buoyancy backups, such as. Exercise benches preventable is. The curing from stress banks made of a stiffer material however, to delays in the construction process.

Bekannt sind auch Baustoffe, die in verflüssigter Form mittels Pumpen in Gräben und Kanälen eingebracht werden können. Die Nachteile dieser bekannten Verfüllstoffe bestehen darin, dass der flüssige Verfüllstoff aus definierten Sanden mit vorgegebener Sieblinie hergestellt werden muss, relativ langsam erhärtet und nach seiner Erhärtung eine Festigkeit aufweist, die so hoch ist, dass es bei bestimmten Belastungssituationen und Verlegebedingungen zu nachträglichen, z.T. zeitlich verzögerten Beschädigungen an den verlegten Rohrleitungen durch Lasteintragungen von der Oberfläche her kommt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn infolge der hohen Festigkeit Schwingungen des Straßenverkehrs in den Straßenunterbau eingeleitet werden. Ein weiterer Nachteil bekannter Systeme flüssiger Verfüllstoffe besteht darin, dass sie bei bestimmten Umgebungsbedingungen, z.B. einer zu hohen Konzentration an wasserlöslichen Salzen, nur sehr langsam oder unvollständig erhärten und bei verzögerter Erhärtung ihre Endfestigkeit oft nicht erreichen.Known are also building materials, which in liquefied form by means of pumps in trenches and channels can be introduced. The disadvantages of these known fillers are that the liquid Verfüllstoff from defined sands with a given grading curve must harden, relatively slowly and after its hardening has a strength that is so high that it is at certain Load situations and laying conditions to subsequent, z.T. delayed damage on the laid pipelines by load entries from the surface comes. This is the case, for example, when due to the high Strength vibrations of road traffic in the road substructure be initiated. Another disadvantage of known systems of liquid fillers is that in certain environmental conditions, e.g. Too high a concentration of water-soluble salts, only very slowly or incomplete hardening and at delayed corroboration often not reach their final strength.

Bei den flüssigen Verfüllmaterialien auf der Basis von Sanden und Bentonitzusätzen ist unmittelbar nach dem Verfüllen und der Aushärtung die geforderte Endfestigkeit erreichbar. Aufgrund chemischer Wechselwirkungen des tonhaltigen Bodenmörtels mit angrenzenden Stoffen oder den mit dem Sand in das Bodenmörtelgemisch zugegebenen Grundwasser-Inhaltsstoffen kommt es in vielen Fällen zu technologischen Störungen des Baufortschritts als Folge einer verzögerten bzw. einer unplanmäßig verlaufenden Aushärtung.at the liquid filling materials based on sands and bentonite additives is immediately after filling and curing the required ultimate strength achievable. Due to chemical interactions of the clay-containing soil mortar with adjacent substances or with the sand in the soil mortar mixture added groundwater ingredients occur in many cases technological disturbances of the construction progress as a result of a delayed or an unscheduled running Curing.

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Verfüllmassen aus zerkleinertem Beton, Mauerwerk, Mörteln, Dachziegeln oder Gemischen gemäß DE 197 17 763 C1 werden diese Materialien auf Korngrößen <40mm zerkleinert, wobei das zerkleinerte Material mit 10 bis 50 Masseprozent Wasser, 0,5 bis 5 Masseprozent Ton-Soda-Gemisch und mit 1 bis 10 Masseprozent Zement oder hydraulischem Kalk vermengt ist. Die so geschaffene Verfüllmasse soll für die Gründung, Hinterfüllung oder Überschüttung von Bauwerken, Leitungs- oder Kabelschächten, für Auffüllungen von Straßen und Wegen sowie für die Einbindung von Rohrleitungen geeignet sein. Auch bei dieser bekannten Verfüllmasse kommt es jedoch zu nicht beeinflussbaren Veränderungen im Aushärtungsprozess aufgrund der Tonbasis des Gemisches.In the method for the production of filling compounds from crushed concrete, masonry, mortar, roof tiles or mixtures according to DE 197 17 763 C1 These materials are comminuted to particle sizes <40mm, the comminuted material with 10 to 50 percent by mass of water, 0.5 to 5 percent by mass of clay-soda mixture and mixed with 1 to 10 percent by weight of cement or hydraulic lime. The filling material thus created should be suitable for the foundation, backfilling or covering of structures, ducts or cable ducts, for filling roads and paths and for the integration of pipelines. Even with this known filling compound, however, changes in the hardening process that can not be influenced occur due to the clay base of the mixture.

Zum Stand der Technik gehören Verfahren zur zeitweisen Bodenverflüssigung, die auf der Zugabe von Zementsuspensionen basieren. Derartige Gemische haben die Eigenschaft nachzuhärten, so dass ein späterer Zugang zu derart verlegten Leitungen nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Auch erfolgt die Schwingungs- und Lastübertragung bei derart verfestigten Bereichen ungedämpft, was zu Schäden an den überdeckten Leitungen führen kann.To the State of the art belong Method of temporary soil liquefaction on the addition based on cement suspensions. Such mixtures have the property post-cure, so a later one Access to such laid lines only with considerable effort possible is. Also, the vibration and load transmission takes place in such solidified Areas undamped, causing damage at the covered Lead lines can.

Aus dem gesamten Stand der Technik ist bisher kein Verfüllbaustoff bekannt geworden, welcher einerseits quasi manuell, d.h. spatenstechbar aufbrechend aushärtet und der andererseits über eine solche Dichte verfügt, dass ein Aufschwimmen von Rohrleitungen beim Verfüllen von Gräben, die derartige Rohrleitungen enthalten, ohne mechanische oder sonstige Hilfsmittel zum Arretieren der Rohrleitungen sicher verhinderbar ist oder stark gemindert wird.From the entire state of the art, no filling material has hitherto been known which, on the one hand, hardens quasi-manually, that is to say breakable, and on the other hand has such a density has the ability to safely prevent or greatly reduce the upwelling of pipelines when filling trenches containing such pipelines without mechanical or other means of locking the pipelines.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Verfüllbaustoff aus einem zeitweise fließfähigen, selbsterhärtenden Gemisch anzugeben, wobei der verflüssigte Baustoff eine solche Dichte aufweist, dass ein Aufschwimmen von Rohrleitungen oder ähnlichen Objekten beim Verfüllen von Gräben mit dem verflüssigten Material unterbleibt, eine ausreichende Viskosität bis zum Abschluss des Verfüllvorgangs gegeben ist und andererseits eine Aushärtung stattfindet, und zwar bis zu einem Härtegrad, dass der Verfüllbaustoff quasi spatenstechbar wieder entfernt werden kann.Out The above, it is therefore an object of the invention, an advanced Filling material from a temporarily flowable, self-hardening Specify mixture, wherein the liquefied building material such Density that has a floating of pipelines or similar Objects when filling trenches with the liquefied Material is omitted, sufficient viscosity until completion of the filling process given and on the other hand, a curing takes place, namely to a degree of hardness that the filling material almost spatenstechbar can be removed again.

Weiterhin soll der Verfüllbaustoff schwingungsdämmende und wärmeisolierende Eigenschaften besitzen, und zwar ohne Zugabe von die Konsistenz oder Viskosität des Materials nachhaltig beeinflussenden Materialien.Farther should the filling material vibration isolation and heat insulating Possess properties, without adding the consistency or viscosity of the material sustainably influencing materials.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch einen Verfüllbaustoff gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 sowie mit einer Mischung für einen Verfüllbaustoff gemäß der Lehre nach Patentanspruch 8, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The solution The object of the invention is achieved by a filling building material according to the combination of features according to claim 1 and with a mixture for a filling building material according to the teaching according to claim 8, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.

Der erfindungsgemäße Verfüllbaustoff verzichtet auf die Zugabe von Ton oder Tongemischen enthaltende Materialien, wie z.B. Bentonit. Zum Erzielen der notwendigen Fließfähigkeit wird ein vorgefertigter Schaum, gegebenenfalls in Verbindung mit chemischen Verflüssigern eingesetzt. Der erfindungsgemäß verwendete Schaum kann auch durch Zugabe von Porenbildnern, z.B. Aluminiumpulver oder -slurry generiert werden. Der Schaum bewirkt eine dauerhafte Minderung der Festigkeiten gemäß der Aufgabenstellung der Erfindung und eine Verflüssigung des Gemenges. Weiterhin tritt eine gewünschte Verringerung der Rohdichte ein, was zur Reduzierung der Auftriebsprobleme führt.Of the Backfilling material according to the invention dispenses with the addition of clay or clay mixtures containing Materials such as e.g. Bentonite. To achieve the necessary flowability is a prefabricated foam, optionally in conjunction with chemical liquefiers used. The inventively used Foam can also be obtained by adding pore formers, e.g. aluminum powder or -slurry are generated. The foam causes a permanent Reduction of strength according to the task the invention and a liquefaction of the mixture. Furthermore, a desired reduction of the bulk density occurs, which leads to the reduction of buoyancy problems.

Zur Einstellung der Festigkeiten können mineralische Bindemittel auf der Basis CaSO4 in Form von Anhydrit oder Gips verwendet werden.To adjust the strength, mineral binders based on CaSO 4 in the form of anhydrite or gypsum can be used.

Um ein unerwünschtes Entmischen zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, chemische Stabilisatoren einzusetzen.Around an undesirable To avoid segregation, it is possible to use chemical stabilizers.

Der Verfüllbaustoff besteht demnach aus einem zeitweise fließfähigen, selbsterhärtenden Gemisch, dieses umfassend Gesteinskörnungen und/oder Bodenaushub als Anfallstoff, einem oder mehreren anorganisch-mineralischen Bindemitteln sowie Wasser.Of the filling material therefore consists of a temporarily flowable, self-hardening Mixture comprising aggregates and / or excavated soil as a starting material, one or more inorganic-mineral binders as well as water.

Dem Gemenge wird ein dichtereduzierender, fließfähigkeitsverbessernder Schaum zugeführt, welcher extern aufbereitet wurde. Die so erhaltene Mischung wird dann zum Verfüllen verwendet und härtet spatenfest aus.the Mixture is a density-reducing, flowability-improving foam supplied which was processed externally. The mixture thus obtained becomes then to fill used and hardens spade-resistant.

Die Festigkeit des Materials lässt sich durch die Zugabemenge von Schaum einstellen. Auf diese Weise kann das Material sowohl für die Rohrbettung als auch -umhüllung eingesetzt werden. Neben Anfallstoffen können dem Baustoff auch recycelte Materialien wie Beton, Mauerwerkskomponenten, Mörtel, Dachziegel oder Gemische hiervon zugegeben werden. Dann, wenn sandige bis schluffige und tonige, also beliebige Erdstoffe aus dem unmittelbaren Bodenaushub Verwendung finden, wird die Schaummenge entsprechend angepasst, insbesondere erhöht.The Strength of the material leaves to adjust by the added amount of foam. In this way can the material for both the pipe bedding as well as serving be used. In addition to hazardous materials, the building material can also be recycled Materials such as concrete, masonry components, mortar, roof tiles or mixtures be added thereto. Then, if sandy to silty and clayey, so any earth from the immediate excavated soil Find use, the amount of foam is adjusted accordingly, especially increased.

Bedingt durch die erhaltene Porigkeit aufgrund der Schaumzugabe ist der Verfüllstoff wärmedämmend und schwingungsisolierend, was insbesondere im Straßenbau bzw. bei der Verlegung von thermisch zu schützenden Rohrleitungen von Vorteil ist.conditioned by the obtained porosity due to the foam addition is the Verfüllstoff thermally insulating and vibration isolation, which is particularly in road construction or laying from thermal to protective Piping is beneficial.

Auch besteht die Möglichkeit, den Verfüllbaustoff mit geringerer Rohdichte auszustatten, indem Leichtzuschlagstoffe oder aber Styroporflocken bzw. bestimmte Erdstoffe oder Recyclingstoffe zum Einsatz kommen.Also it is possible, the filling material equip with a lower bulk density by adding lightweight aggregates or styrofoam flakes or certain earth or recycled materials be used.

Positiv verbleibt festzuhalten, dass der erfindungsgemäße Verfüllbaustoff keine relativ kostenintensiven Bentonitmaterialien zum Einstellen der Fließfähigkeit sowie zum Erhalt der gewünschten Bindung im Endzustand erfordert.Positive remains to note that the filling material according to the invention is not relatively expensive Bentonite materials to adjust the flowability and to obtain the desired binding in the final state requires.

Bei einer Mischung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bezogen auf 1 m3 Verfüllbaustoff auf folgende Rezeptur verwiesen: 1100–2000 kg Gesteinskörnung bzw. Bodenaushub 200–500 l Wasser 5–150 kg Bindemittel auf Kalksilikathydratbasis 5–300 kg Bindemittel auf Basis CaSO4 0–5 kg Stabilisator 50–500 l Schaum 0–6 % Fließmittel oder Verflüssiger (bezogen auf die Bindemittelmenge) In a mixture according to an embodiment of the invention, reference is made to the following formulation with respect to 1 m 3 filling material: 1100-2000 kg Aggregate or excavated soil 200-500 l water 5-150 kg Calcium silicate hydrate-based binder 5-300 kg Binder based on CaSO 4 0-5 kg stabilizer 50-500 l foam 0-6% Plasticizer or condenser (based on the amount of binder)

Mit einer derartigen Mischung wird ein Verfüllbaustoff bereitgestellt, welcher eine optimale Fließfähigkeit aufweist, so dass auch bei komplizierten geometrischen Verhältnissen keine unerwünschten Hohlräume bei dem Verfüllen verbleiben. Andererseits besitzt der Verfüllbaustoff eine reduzierte Dichte, so dass auf einer Grabensohle verlegte Rohre nicht in unerwünschter Weise aufschwimmen bzw. sich beim Verfüllen in ihrer Lage verändern. Letztendlich härtet der Verfüllbaustoff quasi spatenfest aus und kann auch bei einem späteren Öffnen des Grabens oder Kanals relativ leicht entfernt werden.With Such a mixture is provided with a filling material, which an optimal flowability so that even in complicated geometric conditions no unwanted Cavities at the backfilling remain. On the other hand, the filling material has a reduced Density, so that laid on a trench bottom pipes are not in unwanted Floating way or change in filling their position. At long last cures the filling material almost spade-resistant and can also be opened later on the trench or canal be removed relatively easily.

Claims (8)

Verfüllbaustoff aus einem zeitweise fließfähigen, selbsterhärtenden Gemisch, dieses umfassend Gesteinskörnungen und/oder Bodenaushub, einem oder mehreren anorganisch-mineralischen Bindemitteln sowie Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemenge ein dichtereduzierender, fließfähigkeitsverbessernder Schaum zugeführt wird, wobei die so erhaltene Mischung, zum Verfüllen verwendet, spatenfest aushärtet.Backfill of a temporarily flowable, self-curing mixture, this comprising aggregates and / or excavated soil, one or more inorganic-mineral binders and water, characterized in that the mixture is a density- reducing , Fließfähigkeitsverbessernder foam is supplied to the mixture, the mixture thus obtained, used for backfilling , hardens spade resistant. Verfüllbaustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemenge chemische Verflüssigungsmittel zugegeben werden.filling material according to claim 1, characterized in that the mixture chemical thinning agent be added. Verfüllbaustoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemenge ein Stabilisator zur Vermeidung unerwünschter Entmischungen zugeführt wird.filling material according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture a stabilizer is added to prevent unwanted segregation. Verfüllbaustoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum durch Zugabe von Porenbildnern erzeugt wird.filling material according to one of the preceding claims, characterized that the foam is produced by adding pore formers. Verfüllbaustoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Porenbildner Aluminiumpulver oder Aluminiumslurry eingesetzt wird.filling material according to claim 4, characterized in that as a pore former aluminum powder or aluminum slurry is used. Verfüllbaustoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Anhydrit oder Gips verwendet wird.filling material according to one of the preceding claims, characterized that is used as a binder anhydrite or gypsum. Verfüllbaustoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Kalksilikathydratbindemittel und Gips oder Anhydrit eingesetzt wird.filling material according to one of the preceding claims, characterized that a mixture of Kalksilikathydratbindemittel and gypsum or Anhydrite is used. Mischung für einen Verfüllbaustoff, umfassend je Kubikmeter 1100 bis 2000 kg Gesteinskörnung oder Bodenaushub, 200 bis 500 l Wasser, 5 bis 150 kg Bindemittel auf Kalksilikathydratbasis, 5 bis 300 kg Bindemittel auf Basis CaSO4, 0 bis 5 kg Stabilisator, 50 bis 500 l Schaum und 0 bis 6 % Fließmittel oder Verflüssiger, bezogen auf die Bindemittelmenge.Mixture for a backfill, comprising per cubic meter of 1100 to 2000 kg of aggregate or excavated soil, 200 to 500 l of water, 5 to 150 kg of lime silicate hydrate binder, 5 to 300 kg of CaSO 4 based binder, 0 to 5 kg of stabilizer, 50 to 500 l Foam and 0 to 6% flow agent or plasticizer, based on the amount of binder.
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