DE102005056568B4

DE102005056568B4 - Process for producing a self-strengthening filler and its uses

Info

Publication number: DE102005056568B4
Application number: DE102005056568A
Authority: DE
Inventors: Olaf Stolzenburg
Original assignee: LOGIC LOGISTIC CONSULT INGENIE; LOGIC-LOGISTIC CONSULT INGENIEURGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: Forschungsinstitut fur Fluessigboden Pri De GmbH
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2025-11-26
Also published as: DE102005056568C5; DE102005056568A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines selbst verfestigenden Verfüllbaustoffes, wobei
– lokaler Bodenaushub und trockener, quellfähiger Ton unter Zufuhr kinetischer Energie trocken gemischt, partiell zerkleinert und mechanisch so aufbereitet werden, dass die Bestandteile des trockenen, quellfähigen Tons durch die Reibungsenergie zwischen den Partikeln des Trockengemisches eine Aktivierung erfahren;
– und ein Mischungsverhältnis zwischen Bodenaushub und Ton derart eingestellt wird, dass sich nach der Erstarrung des unter Wasserzusatz fließfähig eingestellten Gemisches für dieses eine Schwindung zwischen 0 und 3,0 Vol.-% ergibt.Process for the preparation of a self-consolidating filling material, wherein
- local excavated soil and dry, swellable clay dry mixed with the supply of kinetic energy, partially crushed and mechanically processed so that the components of the dry, swellable clay by the friction energy between the particles of the dry mix undergo an activation;
- And a mixing ratio between excavated soil and clay is adjusted such that, after the solidification of the mixable under addition of water mixture for this a shrinkage between 0 and 3.0 vol .-% results.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines selbstverfestigenden Verfüllbaustoffes, im wesentlichen bestehend aus Bodenaushub, mindestens einem Plastifikator, einem Stabilisator und einem optionalen Konditioner, das nach dem Anmachen mit Wasser in flüssig eingestellter Form eingebracht und verbaut werden kann und die Verwendung des Verfüllbaustoffes, dessen wichtigste physikalische Eigenschaften denen des natürlich vorkommenden Ausgangsmaterials, wie beispielhaft beliebige Aushubböden entsprechen können oder die gezielt im Sinne des jeweiligen technischen Bedarfes verändert werden, wie beispielhaft im Falle einer benötigten Schwingungsdämpfung oder im Falle definierter Wasserdurchlässigkeiten usw.. Dabei kann in einem Sonderfall auch ein mineralogisch gleicher Stoff infolge vorheriger industrieller Bearbeitung, natürlicher Unterschiede dieses Stoffes oder von Beeinflussung im Verlauf des Herstellungsprozesses bei der Weiterverarbeitung des Materials in seinen Eigenschaften so differenziert werden, dass er sowohl als Plastifikator als auch als Stabilisator wirkt und auch für die Beeinflussung der Endeigenschaften des herzustellenden Baustoffes und somit als Konditioner eingesetzt werden kann. Im Regelfall übernimmt ein dem Gemisch trocken zugegebener quellfähiger Ton oder ein industriell vorher verändertes toniges Material später die Rolle des Stabilisators, der das Gros des zur Plastifizierung zugegebenen Wassers nach der technologisch gewollten Phase der zeitweisen Fließfähigkeit dauerhaft z. B. kristallin bindet. Der quellfähige Ton wird entweder vorher so industriell behandelt oder bei der Herstellung des Trockengemisches beispielhaft durch geeignete Maschinentechnik so bearbeitet, dass er seine Wasseranlagerungsfähigkeit verändert/erhöht und/oder gleichzeitig die Rolle des Plastifikators als auch die des Stabilisators übernehmen kann. Eine Sonderform ist dabei denkbar, bei der das natürlich vorkommende Material nicht weiter bearbeitet werden muss, da es bereits vor Ort in so verschiedenen Formen vorkommt, dass das natürliche Material die Funktion des Plastifikators und Stabilisators übernehmen kann. Ein solcher Baustoff muss in der Regel weitestgehend schwindungsfrei sein, was bei dem erfindungsrelevanten Baustoff selbst bei seiner Herstellung aus sehr tonigem Bodenaushub erreicht werden kann.The The invention relates to a process for producing a self-consolidating Verfüllbaustoffes, consisting essentially of excavated soil, at least one plasticizer, a stabilizer and an optional conditioner, which after the Mix with water in liquid adjusted form can be introduced and installed and the use of the filling material, its most important physical properties are those of the naturally occurring one Starting material, as exemplified arbitrary excavation floors can or that are changed in a targeted manner in accordance with the respective technical requirements, as an example in the case of a required vibration damping or in the case of defined water permeabilities, etc .. It can in a special case also a mineralogisch same substance due previous industrial processing, this natural differences Substance or influence in the course of the manufacturing process in the further processing of the material in its properties be differentiated so that it both as a plasticizer and acts as a stabilizer and also for influencing the final properties of the to be produced building material and thus used as a conditioner can be. As a rule, takes over a swellable clay added dry to the mixture or an industrial one previously changed clayey material later the role of the stabilizer, which is the bulk of plasticizing added water after technologically wanted phase of temporary flowability permanently z. B. binds crystalline. The swellable sound is either before as industrially treated or in the preparation of the dry mix exemplified by suitable machine technology edited so that he his water retention ability changed / increased and / or at the same time take over the role of the plasticizer as well as that of the stabilizer can. A special form is conceivable, in which the naturally occurring material does not need to be further processed, since it is already in place in such different forms occurs that the natural material is the function of the plasticizer and stabilizer can take over. Such a As a rule, building material generally has to be shrink-free, which is in the invention relevant building material itself in its manufacture can be achieved from very clayey excavated soil.

Der verfahrensgemäß hergestellte selbstverfestigende Verfüllbaustoff ist insbesondere für die Gründung, Hinterfüllung oder Überschüttung von Bauwerken, Leitungs- oder Kabelschichten, für Auffüllungen, für Hohlraumverfüllungen, für Straßen, Wege und Dämme sowie für die Einbettung von Rohrleitungen, Kanälen und Kabeln geeignet.Of the produced according to the method self-consolidating filling material is especially for the foundation, backfill or covering of buildings, Cable or cable layers, for fillings, for cavity fillings, for roads, paths and dams also for the embedding of pipes, channels and cables is suitable.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Baustoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt, die zur Hohlraumverfüllung, zur Hinterfüllung oder Überschüttung eingesetzt werden.Out The state of the art is a wide variety of building materials and processes known for their production, which used for cavity filling, backfilling or covering become.

So werden beispielhaft seit langem so genannte „Dämmer" als Baustoff eingesetzt. Dabei handelt es sich um steif- und starrverfestigende Materialien mit definierter Kornstruktur (Sieblinie) die unter Verwendung hydraulischer Bindemittel langsam verfestigen. Die Gemische aus Sand, Zement und weiteren betonchemischen Mitteln, wie z. B. Fließmitteln, sind sowohl technologisch als auch qualitativ nicht für den Einsatz zur Verfüllung oder Hinterfüllung im Kanalbau geeignet. So kommt es aufgrund der starren Verfestigung regelmäßig zu Rissbildungen und Setzungserscheinungen an Rohrleitungen in den verfüllten Kanälen. Auch besteht auf Grund der verwendeten Mittel der Betonchemie bei derartigen Materialien die Gefahr von Eluatbildungen d. h. es bestehen Gefahren für die Umwelt speziell das Grundwasser. Infolge der Verwendung von Sanden mit definierter Sieblinie werden bei der Herstellung derartiger Materialien auch die natürlichen Ressourcen, die es eigentlich zu schonen gilt, verwendet und damit nicht geschont.So For a long time, so-called "twilights" have been used as building materials it is rigid and solidified materials with defined Grain structure (grading curve) using hydraulic binders solidify slowly. The mixtures of sand, cement and more concrete chemical agents, such. As flow agents are both technological as well as not qualitatively for the use for backfilling or backfill in the Canal construction suitable. This is what happens because of the rigid consolidation regularly to cracking and Settling phenomena on pipelines in the filled channels. Also exists due to the means of concrete chemistry used in such Materials the danger of eluate formations d. H. there are dangers for the Environment specifically the groundwater. As a result of using sands with defined sieving line are used in the production of such Materials also the natural ones Resources that are actually to be used, and not used spared.

Daneben sind Magerbetone und Schaumbetone mit Luftporenbildner und bekannten Zusatzmitteln aus der Betonchemie gebräuchlich. Auch diese Stoffgemische sind nach ihrer Aushärtung fest und spröde, so dass auch bei ihnen, wie bei den vorher erwähnten Dämmern, auftretende Schwingungen (z. B. im Bereich von Straßen und Wegen) auf die darunter liegenden, vom Baustoff umhüllten Rohrleitungen übertragen werden. Hinzu kommt, dass der verfestigte Bauwerkstoff mechanisch schwer lösbar ist, so dass bei Wartungs und Instandsetzungsarbeiten an Rohrleitungstrassen ein erheblicher Aufwand für das Freilegen der Rohrleitungen erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Betonen etc. besteht in der Schwindung, die zu Setzungserscheinungen und zu Bildung von Rissen und Hohlräumen führt. Auch hier können ungewollte Endeigenschaften entstehen, da die Verfestigung auf der Basis hydraulischer Bindemittel erfolgt und allein schon drainierender Umgebungsboden das Wasser-Zementverhältnis und damit die Endfestigkeit unkontrollierbar verändert. Ansonsten treffen auch die für Dämmer geschilderten umweltrelevanten Nachteile für Betone etc. zu.Besides are lean concrete and foam concrete with air entraining agents and known Additives from concrete chemistry in use. Also these mixtures are after their curing firm and brittle, so that even with them, as with the aforementioned Dämmern, occurring vibrations (eg in the area of roads and paths) to the underlying, surrounded by the building material piping become. In addition, the solidified material is mechanical difficult to solve is, so that during maintenance and repair work on pipeline routes a considerable effort for that Exposing the piping is required. Another disadvantage the use of concretes etc. is in the shrinkage, the too Settling phenomena and leads to the formation of cracks and cavities. Also here we can unwanted final properties arise because the solidification on the Based hydraulic binder and draining alone Ambient soil the water-cement ratio and thus the final strength changed uncontrollably. Otherwise, the meet for Twilight described environmental disadvantages for concretes etc. too.

Daneben sind so genannte Dicht- und Schlitzwand-Verfüllmassen bekannt. Dabei handelt es sich um Baustoffe mit definierter Kornstruktur (Sieblinie) unter Zugabe definierter Mengen von hydraulischer Bindemittel, Bentoniten und weiterer Zusatzstoffe. Aufgabe der Dicht- und Schlitzwand-Verfüllmassen ist es, eine wasserdichte Abdichtung und bautechnische Sicherung eines Bauwerkes oder einer -grube über eine möglichst lange Zeit zu ermöglichen. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese Massen physikalisch dem Umgebungsboden weitgehend gleichende oder sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. In der Regel sind die Eigenschaften des Umgebungsbodens völlig andere als die des jeweiligen Schlitzwandgemisches.In addition, so-called sealing and diaphragm wall filling compounds are known. These are building materials with a defined grain structure (grading curve) with the addition of defined amounts of hydraulic binders, bentonites and other additives. The task of the sealing and diaphragm wall filling compounds is to enable a watertight sealing and constructional securing of a structure or pit over the longest possible time. It does not matter if these masses physically have the ambient soil largely similar or very different properties. In general, the properties of the surrounding soil are completely different than those of the respective diaphragm wall mixture.

In einem Sonderfall kann eine Dichtwand auch unter Verwendung des anstehenden Bodens hergestellt werden. Dem dazu verwendeten Bodenaushub werden insbesondere hydraulische Bindemittel, geeignete quellfähige Tone wie Bentonite und andere Mineralien beigemischt, die der Abdichtung und Stabilisierung des wiederverfüllten Baustoffes dienen. Damit besitzt der verfüllte Baustoff auch in diesem Fall völlig andere physikalische Eigenschaften (Festigkeit, Quellfähigkeit, Abrasionsfestigkeit, Schwingungsübertragungsverhalten, Homogenität, Dichte, Wasserdurchlässigkeit usw.) als der Umgebungsbereich.In In a special case, a sealing wall can also be made using the pending Soil are produced. Be used to the excavated soil in particular hydraulic binders, suitable swellable clays such as bentonites and other minerals added to the seal and stabilization of the refilled building material. In order to owns the backfilled Building material in this case, too other physical properties (strength, swellability, Abrasion resistance, vibration transmission behavior, Homogeneity, density, Water permeability etc.) as the surrounding area.

Zum Stand der Technik zählt eine weitere Gruppe von Verfüllbaustoffen, die in einschlägigen Fachkreisen unter der Bezeichnung Bodenmörtel oder auch „Weimarer Baumörtel" bekannt sind. Dabei handelt es sich um Verfüllmassen, die im wesentlichen aus Sanden oder sandigen Böden oder recycelten Baustoffen, Wasser, einem Ton-Soda-Gemisch und hydraulischen Bindemitteln bestehen. Die temporäre Plastifizierung (Herstellen der Fließfähigkeit) des Verfüllmaterials erfolgt dabei ohne klassische Mittel der Betonchemie durch Einsatz von Bentonitsuspensionen. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung dieser Suspensionen eine Reihe technologischer Probleme und schädigende Auswirkungen auf die Verfestigung des fließfähigen Gemisches und seine Endeigenschaften mit sich bringen. So wird beispielsweise durch Schädigung der Bentonitsuspension das Wasserbindevermögen der Suspension durch äußere schädigende Einwirkungen z. B. aus dem Grundwasser in Gegenwart von Zement nachteilig so verändert, dass sich das Wasser-Zement-Verhältniss nachteilig verändert und ungewollte Endfestigkeiten mit den bekannten Nachteilen einstellen. Ein weiterer Nachteil ist die verzögerte bis ausbleibende Verfestigung bei huminen Umgebungen, da die Wiederverfestigung allein auf der Hydratation des Zementes als hydraulisches Bindemittel beruht und dieser Zement in huminer Umgebung eine stark reduzierte bis ausbleibende Reaktivität zeigt.To the State of the art counts another group of fillers, those in relevant professional circles under the name ground mortar or also "Weimarer Baumörtel "are known are filling compounds, consisting essentially of sands or sandy soils or recycled building materials, Water, a clay-soda mixture and hydraulic binders exist. The temporary Plastification (flowability) of the filling material takes place without classical means of concrete chemistry by use of bentonite suspensions. It has been shown that the use These suspensions are a set of technological problems and harmful Effects on the solidification of the flowable mixture and its final properties entail. For example, by damaging the Bentonite suspension the water binding capacity of the suspension by external damaging Effects z. B. from the groundwater in the presence of cement adversely so changed, that the water-cement ratio is disadvantageous changed and adjust unwanted final strength with the known disadvantages. Another disadvantage is the delayed to permanent solidification in humane environments, since the reconsolidation alone on the Hydration of the cement is based as a hydraulic binder and this cement in humic environment a greatly reduced to absent Reactivity shows.

Bei der Verwendung des so ganannten „Weimarer Baumörtel" besteht zwar nicht die Gefahr der Eluatbildung, da mineralische Zusatzstoffe, z. B. Bentonite in Suspensionform verwendet werden. Es kommt aber aufgrund der Zugabe des Bentonits in gelöster Form regelmäßig zu Suspensionsschädigungen durch verschiedene Boden- oder Wasserinhaltsstoffe und in der Folge zu einem stark abweichenden Verhalten des flüssig eingestellten Baustoffes vom ursprünglich beabsichtigten Materialverhalten und somit zu ungewollten Endeigenschaften wie zu hoher oder zu geringer Festigkeit des Verfüllbaustoffes. Die abweichenden Festigkeitseigenschaften sind insbesondere für den Kanalbau sehr nachteilig.at the use of the so-called "Weimarer Baumörtel" does not exist the risk of Eluatbildung because mineral additives, eg. B. bentonite be used in suspension form. But it comes because of the addition of bentonite in dissolved Form regularly to suspension damage by different soil or water ingredients and in the episode to a strongly deviating behavior of the liquid-adjusted building material from the original intended material behavior and thus to unwanted final properties such as too high or too low strength of the filler. The differing strength properties are especially for sewer construction very disadvantageous.

Ein weiteres Problem bekannter und zeitweise fließfähiger Materialien besteht darin, dass der vor Ort aufgenommene Bodenaushub z. T. kontaminiert ist, so dass ein Bodenaustausch vorgenommen werden muss. Mit den bekannten Verfahren und Baustoffen können kontaminierte Böden in der Regel nicht entsprechend den gesetzlichen Forderungen temporär fließfähig eingestellt und in dieser Form wieder vor Ort (am Aushubort) eingebaut werden. Die notwendige Immobilisierung der Schadstoffe ist bei den bekannten Baustoffen nicht hinreichend gesichert und kann in der Regel nur durch eine entsprechend hohe Zugabemenge an hydraulischen Bindemitteln realisiert werden, wodurch der verbaute Boden am vorgesehenen Einbauort im Kanalgraben jedoch ungeeignete mechanische Eigenschaften erhält, die sich nachteilig auf die normative Nutzungsdauer der darin verlegten Rohre auswirkt und spätere Risse bei Wasserzufuhr auch zur ungewollten Eluatbildung führen können.One Another problem of known and temporary flowable materials is that the on-site excavated soil z. T. is contaminated, so that a soil replacement must be made. With the well-known Procedures and building materials can contaminated soils usually not adjusted according to legal requirements temporarily flowable and be installed in this form again on site (at the excavation site). The necessary immobilization of the pollutants is in the known Building materials are not sufficiently secured and can usually only realized by a correspondingly high addition amount of hydraulic binders be, whereby the built-in soil at the intended installation in the However, channel trench receives inappropriate mechanical properties, which is detrimental to the normative life of the pipes laid therein affects and later Cracks in water supply can also lead to unwanted Eluatbildung.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung flüssig einstellbarer Baustoffe besteht darin, dass zur Herstellung des aus Sanden, Kiesen, sandigen Böden oder Recyclingmaterialien bestehenden Gemisches ein Ausgangsmaterial wie Sand/Kies mit einer definierten Sieblinie erforderlich ist. Beliebige Bodenaushübe mit ihrer vor Ort zum Teil stark schwankenden Zusammensetzung oder dem zum Teil fehlenden Stützkorn können daher nicht verwendet werden.One Another disadvantage of the known method for the preparation of liquid adjustable Building materials is that for the production of the sand, gravel, sandy soil or recycled materials existing mixture a starting material how sand / gravel with a defined grading curve is required. Any excavation with their locally strongly fluctuating composition or the partly missing supporting grain can therefore not be used.

Eine Ausnahme stellt bislang der Einsatz von Trockengemischen unter Verwendung von Bentoniten nach der DE 10 2004 023 482 A1 dar. Dabei wird eine Wiederverfestigung des Bodens dadurch erreicht, dass in trockener Form quellfähige Tone, vorzugsweise ausgewählte Bentonite, dem Trockengemisch zugegeben werden. Die Bentonite sind in der Lage, Wasser, vor allem in kristalliner Form und somit dauerhaft und damit weitgehend ohne Volumenverlust, anzulagern. Der optional zugegebene Zement dient der relativ schnellen Bindung einer Teilmenge des für die temporäre Plastifizierung zugegebenen Anmachwassers und somit der Beschleunigung der Wiederverfestigung. Somit erfüllt der Zement die Aufgabe eines Beschleunigers und führt zu einer schnelleren Wiederverfestigung der fließfähig eingestellten Massen über den Abfall des durch hydratationsbedingte Wasseranlagerung nachlassenden Poreninnendruckes des Bodens und die damit wieder zwischen den Bodenpartikeln wirkenden Reibung.One exception is the use of dry mixtures using bentonites according to the DE 10 2004 023 482 A1 In this case, reconsolidation of the soil is achieved by adding swellable clays, preferably selected bentonites, to the dry mixture in dry form. The bentonites are able to store water, especially in crystalline form and thus permanently and thus largely without volume loss. The optionally added cement serves for the relatively rapid binding of a subset of the mixing water added for the temporary plasticization and thus the acceleration of the reconsolidation. Thus, the cement performs the function of an accelerator and leads to a faster recompression of the flowable adjusted masses on the decline of the hydration-induced water accumulation decreasing pore internal pressure of the soil and thus again acting between the soil particles friction.

Nachteilig ist allerdings, dass Zemente häufig große Unterschiede im zeitlichen Verlauf der Hydratationsreaktion aufweisen. Dies hat negativen Einfluss auf den gesteuerten zeitlichen Verlauf des Verfestigungsverhaltens der fließfähig eingestellten Massen. So kann es bei gleichen Transportzeiten des flüssig eingestellten Baustoffes in Mischfahrzeugen zu deutlich differierenden zeitlichen Verläufen der Wiederverfestigung kommen, wenn Zemente gleicher Klassifikation, jedoch unterschiedlicher Hersteller, mit zum Teil unterschiedlichen Hydratationsverhalten (Höhe der Wasseranlagerung durch Hydratation über die Zeit) verwendet werden.The disadvantage, however, is that cements often have great differences in the time course of Hy have dratationsreaktion. This has a negative influence on the controlled time course of the solidification behavior of the flowable masses. Thus, with the same transport times of the liquid-adjusted building material in mixing vehicles, the recompacting time can be significantly different if cements of the same classification, but of different manufacturers, are used with sometimes different hydration behavior (amount of hydration over time).

Weitere Nachteile bekannter Verfüllbaustoffe bestehen darin, dass in der Regel mehrere, unterschiedliche Zugabestoffe eingesetzt werden müssen, die zum Teil einer sehr exakten Dosierung bedürfen. Dabei besteht die Gefahr, dass unter den technologisch erschwerten Arbeitsbedingungen auf der Baustelle oder in mobilen Mischeinrichtungen subjektive Bedienfehler auftreten, die ungewollt zu veränderten Eigenschaften des wiederverfestigten Verfüllmaterials führen. Hinzu treten technologische Probleme bei der notwendigen homogenen Durchmischung einer größeren Zahl unterschiedlicher Zusatzstoffe, insbesondere in mobilen Mischeinrichtungen.Further Disadvantages of known backfill materials exist in that usually several, different additions must be used, the sometimes require a very exact dosage. There is a risk that under the technologically difficult working conditions the site or in mobile mixing facilities subjective operator error occur that unintentionally change properties the re-consolidated filling material to lead. There are also technological problems with the necessary homogeneous Mixing a larger number different additives, especially in mobile mixing equipment.

Weitere technologische Probleme bekannter, temporär fließfähiger Baustoffe bestehen bei der Verarbeitung von Bodenaushub mit huminen Inhaltsstoffen oder der Verfüllung derartiger, sand-, kies- oder RC-Material basierter Baustoffe in Umgebungen mit huminem Charakter. So wird beim Einsatz hydraulischer Bindemittel für die Wiederverfestigung eines fließfähig einstellbaren, hydraulisch abbindenden Baustoffes das für die temporäre Fließfähigkeit zugegebene Wasser für die Erhärtungsreaktionen, wie z. B. die Hydratation, genutzt. Da für den Ablauf derartiger Reaktionen ein basisches Milieu notwendig ist, kommt es unter dem Einfluss huminer Bodeninhaltsstoffe zu starke Verzögerungen bis hin zum völligen Ausbleiben der Wiederverfestigung dieser Art temporär fließfähiger Baustoffe.Further technological problems of known, temporary flowable building materials exist the processing of soil excavated with humane ingredients or the backfilling such, sand, gravel or RC material based building materials in Environments with a humane character. So when using hydraulic Binder for the reconsolidation of a flowable adjustable, hydraulic bonding building material that for the temporary one Flowability added Water for the hardening reactions, such as z. As the hydration used. As for the course of such reactions a basic milieu is necessary, it comes under the influence humic soil ingredients too strong delays to the complete absence the reconsolidation of this type of temporary flowable building materials.

Insgesamt weisen die bekannten Lösungen nach dem Stand der Technik den Nachteil auf, dass der Verfüllbaustoff, der insbesondere im Kanalbau zum Einsatz gelangt, sich durch signifikante Abweichungen relevanter physikalische Eigenschaften, wie Quellfähigkeit, Schwindung, Schwingungs- und Abrasionsverhalten usw. von den Eigenschaften des den Rohrgraben umgebenden Boden unterscheidet. Dies führt zu unterschiedlichem physikalischen Verhalten im Bereich des Rohrgrabens und des ihn umgebenden, unbeeinflussten Bodens. Es entstehen zusätzliche Inhomogenitäten im Boden mit ihren für die ausfallfreie Langlebigkeit der Rohre und Leitungen nachteiligen Folgen wie beispielhaft der Entstehung von Phasengrenzen, die das Schwingungsverhalten von Rohren im Boden nachteilig beeinflussen und dadurch die auf die Rohre einwirkenden Schwingungsenergie infolge dynamischer Lasten wie z. B. die Verkehrslasten beispielhaft als Folge von Reflektionen an den Phasengrenzen etc. verstärken.All in all prove the known solutions the prior art has the disadvantage that the filling material, which is used in particular in sewer construction, is characterized by significant Deviations of relevant physical properties, such as swellability, Shrinkage, vibration and abrasion behavior, etc. of the properties the ground surrounding the trench is different. This leads to different physical behavior in the area of the trench and him surrounding, uninfluenced soil. There are additional ones inhomogeneities in the ground with their for the Failure-free longevity of pipes and pipes disadvantageous Consequences such as the emergence of phase boundaries that the Vibration behavior of pipes in the soil adversely affect and thereby the vibration energy acting on the pipes due to dynamic loads such. As the traffic loads as an example Amplify sequence of reflections at the phase boundaries, etc.

Ein Grund für diese meist sehr stark von den Eigenschaften des Umgebungsbodens abweichenden Endeigenschaften der bekannten fließfähigen und wiederverfestigten Materialien ist, dass in der Regel für die Herstellung des Verfüllbaustoffes feststehende Rezepturen verwendet werden, die jeweils einem konkreten Einsatzzweck entsprechen. Damit soll eine Reproduzierbarkeit gleicher Eigenschaften erreicht werden. Im Umkehrschluss werden dadurch aber Inhomogenitäten im Boden erzeugt, da der Verfüllbaustoff mit konstanten Eigenschaften sich von den vor Ort befindlichen bzw. an den Kanal angrenzenden Böden signifikant unterscheidet. Insbesondere besteht nicht die Möglichkeit der Herstellung homogener Untergründe mit quasi identischen Eigenschaften des Verfüllbaustoffes und des angrenzenden Bodens. Dies schadet aber der Lebensdauer der Rohre und Leitungen. Ebenso sind die bisher bekannten Verfahren nicht geeignet, gezielte Änderungen signifikanter physikalischer oder chemischer Eigenschaften des Verfüllbaustoffes zu ermöglichen.One reason for These are usually very strong on the properties of the surrounding soil deviating end properties of the known flowable and re-solidified Materials is that, as a rule, for the production of the filler fixed recipes are used, each one specific Intended use. Thus, a reproducibility of the same Properties can be achieved. Conversely, but by doing so inhomogeneities generated in the soil, as the filling material with constant characteristics differing from the local or floors adjacent to the canal significantly different. In particular, there is no possibility the production of homogeneous substrates with quasi identical properties of the filling material and the adjacent soil. But this damages the life of the pipes and wires. Likewise, the previously known methods are not suitable, targeted changes significant physical or chemical properties of the filler to enable.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung bekannter, flüssig einstellbarer Massen besteht in der Verwendung von Fließmitteln, Verzögerern oder Beschleunigern aus dem Bereich der Betonchemie, welche die Gefahr einer umweltschädigenden Eluatbildung nach sich ziehen.One Another disadvantage of using known, liquid adjustable Bulk consists in the use of flow agents, retarders or Accelerators from the field of concrete chemistry, which the danger an environmentally harmful Eluatbildung result.

So weisen die bereits eingangs zitierten Dicht- und Schlitzwand-Verfüllmassen, die gleichfalls unter Verwendung von Mitteln der Betonchemie hergestellt werden, signifikante physikalische Nachteile, wie die bei ihrer funktionsbedingten Verwendung gewollte Wasserdichtheit, auf, die zur Bildung einer im Kanalbau aber meist unerwünschten Wassersperrschicht führt, speziell, wenn es dann zur Sperrung wasserführender Schichten und damit Wasseraufstau kommt, der die anstehenden Gebäude schädigen kann. Daneben kommt es bei diesen Verfüllmassen zur Ausbildung eines recht festen und spröden Baustoffes, der auftretende Schwingungen (z. B. im Bereich von Straßen und Wegen) ungedämpft auf die im Untergrund eingebetteten Rohrleitungen überträgt. Somit führt die Verwendung hydraulischer Bindemittel, auf die die Bodenversprödung zurückzuführen ist, zu einer signifikanten Verkürzung der normativen Nutzungsdauer der verlegten Rohre als Folge uneingeplanter Rohrbelastungen und damit von ungewollten Spannungsspitzen Derartige Materialien sind somit nicht für die hochwertige und eine lange ausfallfreie Nutzungsdauer sichernde Verfüllung von Kanalgräben etc. geeignet.So have the sealing and trench wall filling compounds already cited above, which are also produced using concrete chemicals be, significant physical disadvantages, such as their functional use, intentional watertightness, on, the to form a channel construction but mostly unwanted water barrier layer leads, especially if it is then to block water-bearing layers and thus Water accumulation comes, which can damage the upcoming buildings. It comes next at these filling masses for the formation of a fairly firm and brittle building material, the occurring Vibrations (eg in the area of roads and paths) undamped transmits the underground embedded pipelines. Thus, the use of hydraulic Binders, which is due to the soil embrittlement, to a significant shortening the normative useful life of the laid pipes as a result of unscheduled Pipe loads and thus unwanted voltage spikes Such Materials are therefore not for the high quality and a long failure-free service life backfilling from ditches etc. suitable.

Es kommt bei Materialien, die durch Zugabe von Luftporenbildnern zwar mechanisch lösbar gemacht werden können, doch noch immer infolge der hydraulischen Bindemittel ein steifes und Schwingungen übertragendes Verhalten aufweisen, bei der Einleitung dynamischer Lasten wie z. B. Verkehrslasten auch zu nicht gewollten Setzungserscheinungen infolge zerfallender Strukturen der Luftporen z. B. Schaumbetone. Derartige Setzungserscheinungen sind insbesondere beim Einsatz von Luftporenbildnern und dem Zerfall der gebildeten Luftporen unter Lasteinwirkung beobachtet worden.It comes in materials that ge mechanically solvable by the addition of air entraining ge can still be made, but still have a stiff and vibration-transmitting behavior due to the hydraulic binder, in the introduction of dynamic loads such. As traffic loads also to unwanted subsidence phenomena due to decaying structures of the air pores z. B. foam concrete. Such settling phenomena have been observed in particular when using air entrainers and the decomposition of the air voids formed under load.

Aus der DE 10 2004 023 482 A1 ist ein Trockengemisch zur Herstellung eines selbstverfestigenden Verfüllbaustoffes bekannt, das aus Bodenaushub, mindestens einem wasserbindenden Mittel und einem wasserretendierenden Mittel auf Basis von Bentonit oder einem anderen mineralischen Stoff besteht. Dabei kann das wasserbindende Mittel ein natürliches oder künstliches Puzzolan sein.From the DE 10 2004 023 482 A1 For example, a dry mix for producing a self-strengthening filler is known which consists of excavated soil, at least one water-binding agent, and a bentonite-based or other mineral-based water-repelling agent. The water-binding agent may be a natural or artificial pozzolan.

Als weiteres erfindungswesentliches Merkmal weist das Trockengemisch mindestens ein wasserbindendes Mittel auf. Als wasserbindende, organisch-mineralische Mittel werden bevorzugt Zement, Kalk oder Gips eingesetzt. Aufgabe der wasserbindenden Mittel ist die Herstellung einer dauerhaft festen Bindung (z. B. durch Hydratation) mit dem Anmachwasser (Seite 4, linke Spalte, [0019]). Ein wesentlicher Nachteil des Einsatzes von Zementen besteht darin, dass handelsübliche Zemente im Regelfall große Unterschiede im zeitlichen Verlauf der Hydratationsreaktion aufweisen. Dies hat negativen Einfluss auf den gesteuerten zeitlichen Verlauf des Verfestigungsverhaltens der fließfähig eingestellten Massen (Seite 3, rechte Spalte, [0012]).When another feature essential to the invention comprises the dry mixture at least one water-binding agent. As a water-binding, organic-mineral Agents are preferably cement, lime or gypsum used. task The water binding agent is the production of a permanently solid Binding (eg by hydration) with the mixing water (page 4, left column, [0019]). A major disadvantage of the use of Cements is that commercial cements as a rule size Have differences in the timing of the hydration reaction. This has a negative influence on the controlled time course the solidification behavior of the flowable masses (page 3, right column, [0012]).

Ein weiterer Nachteil resultiert aus dem Einsatz hydraulischer Bindemittel die zur Ausbildung fester Strukturen der Reaktionsprodukte, wie Zementsteinstrukturen, (ihren (Seite 5, rechte Spalte, [0029]).One Another disadvantage results from the use of hydraulic binders to form solid structures of the reaction products, such as Cement stone structures, (their (page 5, right column, [0029]).

Aus der DE 103 37 590 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Erdaushub oder anderen Material unbestimmter Form bekannt, wobei das Material unter Anwesenheit von gebrochenem und/oder gemahlenem Grobmaterial einem Mischprozess unterworfen wird, bei dem das gebrochene Grobmaterial mit dem Material vermischt wird.From the DE 103 37 590 A1 For example, there is known a method and apparatus for processing excavated soil or other indefinite form material, wherein the material is subjected to a mixing process in which the crushed coarse material is mixed with the material in the presence of crushed and / or ground coarse material.

Das Verfahren ist somit immer mit einem notwendigen Aufbrechen von Grobmaterial verbunden, dass nachfolgend in gebrochener oder gemahlener Form mit dem tonigen oder lehmigen Material vermischt wird.The Procedure is thus always with a necessary break up of coarse material connected to that subsequently in broken or ground form mixed with the clayey or loamy material.

Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht in der Verwendung von zerkleinertem Grobmaterial, das puzzolanische Bindeeigenschaft aufweist. Diese Eigenschaften führen zwangsläufig zur Ausbildung starrer, zwängender Strukturen, die sich signifikant von den Eigenschaften des ursprünglichen Bodens unterscheiden.One further disadvantage of this solution consists in the use of crushed coarse material, the pozzolanic Has binding property. These properties inevitably lead to Training more rigid, compelling Structures that are significantly different from the properties of the original Differentiate soil.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung eines selbstverfestigenden Verfüllbaustoffes vorzuschlagen, der Schwindverhalten aufweist, das dem des Bodenaushubs entspricht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Verwendung des Verfüllbaustoffes, der aus beliebigem lokalem Bodenaushub herstellbar ist, im Kanalbau zu ermöglichen, wo der Baustoff annähernd gleiche physikalische Eigenschaften wie der Umgebungsboden aufweisen soll, um die geforderte normative Nutzungsdauer der im Aushub eingebetteten Rohrleitungen bzw. darin gegründeten Bauwerken zu sichern.task The invention is the known disadvantages of the prior art to eliminate and a method of producing a self-consolidating Verfüllbaustoffes suggest that has the Schwindverhalten that the Bodenaushubs equivalent. Another task is to use the Verfüllbaustoffes, which can be produced from any local excavated soil in canal construction to enable where the building material is approximately the same physical properties such as the surrounding soil should have the required normative service life of the pipelines embedded in the excavation or founded therein Secure buildings.

Das wiederverfestigte Material soll in seinen relevanten physikalischen Eigenschaften, die für die Qualität des Kanalbaus und die ausfallfreie Lebensdauer der eingebauten Rohre und Leitungen entscheidend sind, den jeweiligen Eigenschaften des Umgebungsbodens entsprechen und damit für weitgehend homogene Untergründe sorgen, auch wenn dort bereits Kanalbaumassnahmen stattgefunden haben.The Reintrozen material should be in its relevant physical Properties for the quality the sewer construction and the failure-free life of the installed pipes and pipes are critical to the particular properties of the surrounding soil correspond and thus for largely homogeneous substrates even if there have already been sewer construction measures there.

Wichtige physikalische, technologische, bodenmechanische und mineralogische bzw. chemische Eigenschaften des wieder verfestigten und temporär fließfähigen Materials (Wasser-durchlässigkeit, Konsistenz, Festigkeit, Abrasionswiderstand dauerhafte z. B. kristalline Bindungsfähigkeit für Wasser und kontaminierte Bodeninhaltsstoffe bzw. chemische Verunreinigungen, Ansteifungsverhalten, etc) sollen bei Bedarf an die jeweiligen Anforderungen der baulichen Aufgaben angepasst werden können.Important physical, technological, soil mechanical and mineralogical or chemical properties of the resolidified and temporarily flowable material (Water permeability, consistency, Strength, abrasion resistance durable z. B. crystalline binding ability for water and contaminated soil constituents or chemical contaminants, Stiffening behavior, etc) should, if necessary, to the respective requirements can be adapted to the structural tasks.

Für die Herstellung der temporären Fließfähigkeit sollen nur in der Natur selbst vorkommende, die Umwelt nicht belastende Stoffe eingesetzt werden. Auf Mittel der Betonchemie soll zum Ausschluss von schädigenden Eluaten verzichtet werden können.For the production the temporary flowability should occur only in nature itself, not polluting the environment Substances are used. On means of concrete chemistry should lead to exclusion of damaging Eluates can be dispensed with.

Die Herstellung der temporären Fließfähigkeit soll nur auf der Basis einer Trockenmischung aus lokalem Bodenaushub und trockenen, quellfähigen Tonen erfolgen, der Wasser zugegeben wird, ohne dass es vorher zur Bildung einer Suspension kommt. Dabei werden die bauphysikalisch wichtigen und technologisch für den Prozess relevanten Eigenschaften durch vorherige Verfahrensschritte im Sinne der gewünschten Eigenschaften beeinflusst. Ein zusätzlicher Plastifikator wie beispielhaft eine Zellulose oder ein ähnlich wirkender Stoff kann somit entfallen oder es kann optional die sonst für die zeitweise Plastifzierung benötigte Menge reduziert werden. Die Trockenmischung wiederum garantiert, dass die bekannten schädigenden Einflüsse auf Suspensionen nicht wirksam werden können und somit die technologischen und die Endeigenschaften des wiederverfestigten Materials nicht von den beabsichtigten abweichen.The temporary fluidity should only be produced on the basis of a dry mixture of local excavated soil and dry, swellable clays, to which water is added without the formation of a suspension. The building physics important and technologically relevant for the process properties are influenced by previous process steps in terms of the desired properties. An additional plasticizer such as cellulose or a similar acting substance can thus be omitted or it can optionally be otherwise for the temporary Plas tifzierung required amount can be reduced. The dry mix in turn guarantees that the known damaging effects on suspensions can not be effective and thus the technological and final properties of the reconsolidated material do not deviate from those intended.

Die gewünschte mechanische Lösbarkeit des verfüllten Baustoffes soll ohne chemische oder physikalische Luftporenbildner erreicht werden und in der Regel der des Umgebungsmaterials (Bodens) entsprechen.The desired mechanical solubility of the backfilled Building material should be free of chemical or physical air entrainment agents be reached and usually correspond to that of the surrounding material (soil).

Die Herstellung auf der Baustelle oder in stationären oder mobilen Anlagen soll einfach und fehlerresistent erfolgen. Daher soll auf komplizierte technologische Zwischenschritte wie z. B. Suspensionsbildung und auf die Vermischung vieler verschiedener Substanzen bzw. Stoffe zur Erreichung der technologisch und physikalisch bis chemisch relevanten Eigenschaften vor allem vor Ort auf der Baustelle verzichtet bzw. auch aus Kostengründen die Anzahl der für die Herstellung der temporären Fliessfähigkeit beliebiger Schüttstoffe und Bodenarten und die anschließende Wiederverfestigung eingesetzten Stoffe minimiert werden.The Production on the construction site or in stationary or mobile plants easy and error-resistant. Therefore, it should be complicated technological intermediate steps such. B. suspension formation and on the mixing of many different substances or substances to achieve the technologically and physically to chemically relevant properties especially on site at the site omitted or cost reasons the Number of for the production of temporary flowability any bulk materials and soil types and the subsequent Reinforcement used substances are minimized.

Daneben soll eine Beschleunigung des Prozesses der weitgehend schwindungsfreien Wiederverfestigung auf der Basis dauerhafter z.: kristalliner Bindungen des für die temporäre Plastifizierung des Ausgangsmaterials (Boden oder Bodenersatzstoffe) zugegebenen Wassers durch die trocken zugegebenen quellfähigen Tone mittels geeigneter Stoffe, die schneller als diese Tone, Teilmengen des Zugabewassers dauerhaft binden, bewirkt werden. Beispielhaft ist dies Zement als hydraulisches Bindemittel, der im vorliegenden Fall nur eine sehr kleine Menge des Zugabewassers nach dem Einfüllen des fließfähigen Materials in den Verfüllort z. B. den Kanalgraben bindet. Über die damit verbundene Reduzierung des Poreninnendruckes der noch mit Wasser gefüllten Porenräume des temporär fließfähigen Materials erfolgt ein Abbau der Gleitschichten und eine erneute direkte Berührung der Bodenpartikel und damit Reibung und somit eine schrittweise Wiederverfestigung des vorher fließfähigen Verfüllmaterials.Besides intended to speed up the process of largely dwindling Reconsolidation based on permanent z .: crystalline bonds of for the temporary one Plastification of the starting material (soil or soil substitutes) added Water by the dry-added swellable clays by means of suitable Substances faster than these clays, subsets of the adding water permanently bind, be effected. By way of example, this cement is called hydraulic binder, which in the present case only a very small amount of adding water after filling the flowable material in the filling place z. B. binds the channel trench. about the associated reduction of the internal pressure of the pores filled with water pore spaces of the temporary flowable material takes place a degradation of the sliding layers and a renewed direct contact with the Soil particles and thus friction and thus a gradual reconsolidation of the previously flowable filling material.

Durch den Einsatz derartiger Beschleuniger zur Wiederverfestigung, deren Wasserbindeverhalten gezielt beeinflusst und dem technologischen Prozess angepasst ist (z. B. des Hydratationsverhaltens des Zementes) soll der Prozess der Wiederverfestigung (Ansteifungsverhalten) ohne technologische Behinderungen optimiert werden können.By the use of such accelerators for reconsolidation, whose Water binding behavior influenced and the technological Process is adapted (eg the hydration behavior of the cement) should the process of reconsolidation (stiffening behavior) without technological disabilities can be optimized.

Die Möglichkeit einer Wiederverfestigung ohne den Einsatz hydraulischer Bindemittel als Beschleuniger und ohne die Notwendigkeit der Schaffung entsprechender fester Strukturen von Reaktionsprodukten der zugegebenen hydraulischen Bindemittel, wie beispielhaft von Zementsteinstrukturen und damit Sicherung der Wiederverfestigung auch im Bereich huminer Böden bzw. großer Gehalte an huminen Inhaltsstoffen des temporär fließfähig eingestellten Bodens ist nötig, um z. B. die bei huminen Bodeninhaltsstoffen entfallende Wirkung hydraulischer Bindemittel zu kompensieren und dennoch eine Wiederverfestigung der temporär fließfähigen Massen mit den gewünschten Endeigenschaften zu erreichen und die bekannten Nachteile des Standes der Technik auszuschließen.The possibility a reconsolidation without the use of hydraulic binders as an accelerator and without the need to create appropriate solid structures of reaction products of the added hydraulic Binders, as exemplified by cement stone structures and thus Securing the reconsolidation also in the area of humic soils or greater Content of humane ingredients of the temporarily flowable soil is set necessary, to z. B. the attributable to humine soil ingredients effect Compensate hydraulic binder and yet a reconsolidation the temporary flowable masses with the desired To achieve end properties and the known disadvantages of the prior Exclude technology.

Eine weitere Aufgabe ist es, die dauerhafte Bindung von Kontaminationen im Boden ohne Gefahr von Eluatbildungen bei von Wasser durchflossenen Böden zu ermöglichen, um die vor Ort vorgefundenen kontaminierten Böden nicht austauschen und gegen hohe Kosten entsorgen zu müssen und dennoch den Wirkungspfad Boden-Grundwasser wirkungsvoll zu schützen. Dabei sollen die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der wieder einbaufähig gemachten Böden ebenfalls denen der Umgebungsböden und den Forderungen eines hochwertigen Kanalbaus hinsichtlich fremdspannungsfrei gelagerter und vor den Wirkungen dynamischer Lasten speziell Verkehrslasten geschützter Rohre und Leitungen weitgehend entsprechenden und nicht als am Ende starrer, steifer Erdbeton etc. eingebaut werden müssen.A Another task is the permanent binding of contaminants in the soil without risk of eluate formations when water flows through Floors too enable, Do not replace the contaminated soil found on site with and against having to dispose of high costs and yet effectively protect the soil-groundwater pathway. there should be the main physical properties of the rebuilt made Soils too those of the surrounding soils and the requirements of a high-quality sewer construction with regard to stress-free stored and before the effects of dynamic loads specifically traffic loads protected Pipes and pipes are largely equivalent and not rigid at the end, rigid earth concrete etc. must be installed.

Zur Herstellung des selbst verfestigenden Verfüllbaustoffes sollen alle bekannten Bodenarten, unabhängig von deren Zusammensetzung (Sieblinie, Vorhandensein huminer Bodeninhaltsstoffe, etc) verwendet werden können.to Production of self-consolidating Verfüllbaustoffes all known Soil types, independent of their composition (grading curve, presence of humic soil constituents, etc) can be used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 7 und 9.According to the invention Task solved by the features of the claims 1, 7 and 9.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines selbst verfestigenden Verfüllbaustoffes wird lokaler Bodenaushub und trockener, quellfähiger Ton unter Zufuhr kinetischer Energie trocken gemischt, partiell zerkleinert und mechanisch so aufbereitet, dass die Bestandteile des trockenen, quellfähigen Tons durch die Reibungsenergie zwischen den Partikeln des Trockengemisches eine Aktivierung erfahren. Das Mischungsverhältnis zwischen Bodenaushub und Ton wird dabei derart eingestellt, dass sich nach der Erstarrung des unter Wasserzusatz fließfähig eingestellten Gemisches der ausgebrachte Verfüllbaustoff eine maximale Schwindung zwischen 0 und 3,0 Vol.-% aufweist.at the process for the preparation of a self-consolidating Verfüllbaustoffes Local soil excavation and dry, swellable clay under feed becomes kinetic Energy dry mixed, partially crushed and mechanically so prepared that the components of the dry, swellable clay by the friction energy between the particles of the dry mixture to experience an activation. The mixing ratio between soil excavation and sound is adjusted in such a way that after solidification of the set under water flowable Mixture of applied filling building material one maximum shrinkage between 0 and 3.0 vol .-% has.

Der wesentliche Vorteil des innovativen Verfahrens besteht darin, dass die, durch Wasserzusatz zum Trockengemisch erhaltene, fließfähige Masse sich durch die dauerhafte Wasseranlagerung an den verfahrensgemäß eingesetzten Ton zu einem Verfüllbaustoff verfestigt, dessen Schwindverhalten dem des ursprünglichen Bodenaushubs entspricht.The main advantage of the innovative process is that the, obtained by adding water to the dry mixture, flowable mass is due to the permanent water addition to the according to the method solidified to a filling material whose shrinkage corresponds to the original Bodenaushubs.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird Bentonit als quellfähiger Ton eingesetzt, das die Möglichkeit bietet, größere Wassermengen dauerhaft kristallin zu binden.In A preferred embodiment of the invention is bentonite as swellable Sound used that the opportunity offers, larger amounts of water permanently to bind crystalline.

Zur gezielten Steuerung der Wasseranlagerung wird in einer weiteren, gleichfalls bevorzugten Ausbildung der Erfindung ein Gemisch aus verschiedenen Bentoniten eingesetzt. Besonders vorteilhaft erweist sich ebenso der Einsatz eines quellfähigen Tones aus einem Gemisch von Tonen unterschiedlicher Korngröße.to targeted control of the water addition is in another, also preferred embodiment of the invention, a mixture of used various bentonites. Particularly advantageous proves also the use of a swellable clay from a mixture of clays of different particle size.

Gleichfalls bevorzugt ist die Verwendung eines Gemisches von Tonen, die einen unterschiedlich hohen Energieeintrag aufweisen. Dadurch kann der zeitliche Ablauf des Verfestigungsprozesses gesteuert werden.Likewise preferred is the use of a mixture of clays containing a have different energy input. This allows the temporal Flow of the solidification process can be controlled.

Gleichfalls bevorzugt ist der Einsatz eines Gemisches von Tonen mit unterschiedlicher Gitterstruktur oder unterschiedlich beabstandeten Schichtenlayer, die gleichfalls eine Steuerung der Kristallwasseranlagerung und des temporären Verlaufs der Verfestigung der fließfähigen Masse ermöglicht.Likewise preferred is the use of a mixture of clays with different Lattice structure or differently spaced layer layers, which also provides control of the hydrological water retention and of the temporary Course of the solidification of the flowable mass allows.

Gleichfalls bevorzugt ist der Einsatz eines Tones oder eines Gemisch von Tonen der bzw. das industriell vorbehandelt wurde und so prozessrelevante Eigenschaften gezielt verändert z. B. die Wasseranlagerungskapazität als Folge mineralogisch wirksamer Bindungsarten.Likewise preferred is the use of a clay or a mixture of clays or the industrially pretreated and so process-relevant Properties specifically changed z. B. the water storage capacity as a result mineralogically effective Bond types.

Bevorzugt wird der verfahrensgemäß hergestellte Verfüllbaustoff zur Sicherung von Hochwasserschutzanlagen, insbesondere zur Sicherung und Verfüllung von Dämmen, Deichen oder deren Bestandteilen eingesetzt.Prefers is the method produced according to filling material for the protection of flood defenses, in particular for security and backfilling of dams, Dikes or their components used.

Gleichfalls bevorzugt ist die Verwendung des verfahrensgemäß hergestellten Verfüllbaustoffes zur Einbettung und Verfüllung von Rohrleitungen, Kanälen und Kabeln im Tiefbau.Likewise the use of the filling material prepared according to the method is preferred for embedding and backfilling of pipelines, channels and cables in civil engineering.

Der selbst verfestigende Verfüllbaustoff besteht im wesentlichen aus beliebigem, lokalem Bodenaushub, der unmittelbar im Baustellenbereich entnommen wird. Der Bodenaushub wird mechanisch aufbereitet, bei Bedarf rieselfähig gemacht und seine tonigen und silikatischen Inhaltsstoffe dabei durch die Zufuhr von Reibungs- und kinetischer Energie aktiviert. Im trockenen Zustand wird trockener, quellfähiger Ton, vorzugsweise ein Bentonit oder ein Bentonit-Gemisch, zugegeben. Der quellfähige Ton übernimmt dabei sowohl die Funktion eines Plastifikators und eines Stabilisators und kann auch optional die eines Beschleunigers übernehmen.Of the self-consolidating filling building material consists essentially of any local soil excavation, the is taken directly in the construction site area. The excavated soil is mechanically processed, made free-flowing if necessary and its clayey and siliceous ingredients through the supply of friction and kinetic energy activated. When dry, dry, swellable clay, preferably a bentonite or a bentonite mixture added. The swellable Sound takes over doing both the function of a plasticizer and a stabilizer and can also optionally take over that of an accelerator.

Im Sinne einer Definition wird nachfolgend unter einem Plastifikator ein Stoff verstanden, der die temporäre Fließfähigkeit des mit Anmachwasser versetzten Trockengemisches ermöglicht.in the Meaning of a definition is below under a plasticizer a substance understood that the temporary fluidity of the with mixing water offset dry mix allows.

Als Stabilisator wird ein Stoff verstanden, der die Wiederverfestigung des flüssig eingestellten und verbauten Verfüllbaustoffes durch unter ähnlichen bis gleich bleibenden Umgebungsbedingungen dauerhafte Wasseranlagerung bewirkt.When Stabilizer is understood as a substance that re-solidifies of the liquid adjusted and installed backfilling material through under similar permanent storage of water until constant ambient conditions causes.

Als Konditioner wird ein Stoff bezeichnet, der eine gewollte, gezielte Veränderung der physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Verfüllbaustoffes bewirkt.When Conditioner is a substance that is a deliberate, targeted change the physical or chemical properties of the filler causes.

Als Beschleuniger wird ein Stoff bezeichnet, dessen Verwendung zu einer Beschleunigung des Prozesses der Rückverfestigung des zeitweise fließfähigen Verfüllbaustoffes führt.When Accelerator is a substance whose use to a Accelerate the process of reconsolidation of the temporary flowable filling material leads.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass bei der Herstellung eines energetisch aufbereiteten Trockengemisches aus beliebigen Bodenarten und trockenem, quellfähigen Ton der ausschließlich zugesetzte Ton unter den erfindungsgemäßen Voraussetzungen sowohl die zunächst notwendige temporäre Fließfähigkeit des Gemisches als auch die spätere dauerhafte Wasserbindung und Stabilisierung des flüssig eingestellten Verfüllbaustoffes bewirkt. Diese differenzierten Eigenschaften können durch verschiedene Verfahrensschritte noch weiter verstärkt werden, beispielhaft wenn die mit geeigneter Technik zugeführte mechanische Energie zu einer im trockenen Zustand infolge der Reibung stattfindenden weiteren Aufmahlung der zugegebenen quellfähigen Tone führt. In diesem Falle entstehen neben der jeweiligen normalen Korngröße des jeweiligen Tones noch Kleinstteilchen mit viel geringerem Durchmesser, die bei der späteren Wasserzugabe schnell reagieren und so zu einer temporären Fließfähigkeit führen.The Investigations have shown that in the production of an energetic processed dry mix of any type of soil and dry, swellable Sound of exclusively added clay under the conditions of the invention both the first necessary temporary flowability of the mixture as well as the later permanent ones Water binding and stabilization of the liquid adjusted filling material causes. These differentiated properties can be achieved by different process steps to be intensified even further For example, if the supplied with suitable technology mechanical Energy to a dry state due to friction taking place further Aufmahlung the added swellable clays leads. In this case arise in addition to the respective normal grain size of the respective Tones still small particles with much smaller diameter, the at the later Water addition react quickly and so to a temporary flowability to lead.

Als quellfähige Tone werden erfindungsgemäß Bentonite in industriell vorbehandelter Form verwendet. Die Korngrößen des quellfähigen Tons liegen in unvorbehandelter Form in den üblichen Bereichen Der vorbehandelte, trockene, quellfähige Ton besteht dabei aus mindestens zwei unterschiedlichen Komponenten oder Chargen:
Die Komponente K1 besteht aus quellfähigem Ton, der eine sofortige Wasseranlagerung des Anmachwassers in der Mischeinrichtung in Form relativ leichter Hüllbindungen ermöglicht. Die Wasseranlagerung erfolgt dabei beispielhaft in einem Zeitraum von bis zu 15 (20) min nach Zugabe des Anmachwassers in das Trockengemisch, bestehend aus mechanisch aufbereitetem Bodenaushub und vorbehandeltem Bentonit. Diese Zeit kann durch den Grad des externen Energieeintrages während des Herstellungsprozesses beeinflusst werden.As swellable clays according to the invention bentonites are used in industrially pretreated form. The particle sizes of the swellable clay are in untreated form in the usual ranges The pretreated, dry, swellable clay consists of at least two different components or batches:
The component K1 consists of swellable clay, which allows an immediate water accumulation of the mixing water in the mixing device in the form of relatively light envelopes. The water accumulation is carried out by way of example in a period of up to 15 (20) minutes after addition of the mixing water in the dry mixture, consisting of mechanically treated excavated soil and pretreated Bentonite. This time can be influenced by the degree of external energy input during the manufacturing process.

Höherer Energieeintrag bewirkt eine stärkere Differenzierung der Korngröße und somit eine schnellere Plastifizierung auf Basis dieser Partikel. Dieses über Hüllbindungen angelagerte Wasser plastifiziert das Gemisch und macht es temporär fließfähig.Higher energy input causes a stronger differentiation the grain size and thus a faster plasticization based on these particles. This over covers accumulated water plasticizes the mixture and makes it temporarily flowable.

Die Komponente K2 ist eine vorbehandelte Tonkomponente, die erst nach einer technologisch notwendigen Verweil- oder Hilfszeit wirksam mit dem zugegebenen Wasser reagiert und durch diese Reaktion d. h. Wasseranlagerung in z. B. kristalliner Form die Wiederverfestigung mit den gewünschten Eigenschaften sichert.The Component K2 is a pretreated clay component that is only after a technologically necessary dwell or auxiliary time effective reacts with the added water and by this reaction d. H. Water accumulation in z. B. crystalline form the reconsolidation with the desired properties guaranteed.

Um eine optimale Anpassung der Eigenschaften des späteren Verfüllbaustoffes an den umgebenden Boden zu realisieren, werden vor oder während des Bodenaushubs Bodenproben analysiert. In Abhängigkeit vom vorgefundenen Bodenaushub wird eine Beprobung und Beschreibung des Bodenprofils aufgrund der Farbe, Textur, Struktur sowie anderer diagnostischer Merkmale, der Unterschiede der vor Ort vorgefundenen Böden und der Bodeninhaltsstoffe z. B. huminer vorgenommen. In Abhängigkeit von der Homogenität des zu entnehmenden Bodenaushubs können eine Einzelprobe, z. B. als Mischprobe oder mehrere Proben an unterschiedlichen Aushuborten entnommen werden. So ist es durch diese Beprobung möglich, eine hinreichend genaue Ansprache des Bodens bzw. der vor Ort vorkommenden Bodenunterschiede und eine Einschätzung der spezifischen Eigenschaften bis hin zu klassischen Korngrößenfraktionen Sand, Schluff und Ton einer Bodenart vorzunehmen. Damit ist auch eine gute Beurteilung der Bearbeitbarkeit und der Wasserspeicherfähigkeit des Bodenaushubs möglich. Bei Bedarf können die Bodenproben, z. B. bei Verdacht auf Kontamination des Bodens, in mobilen oder stationären Laboreinrichtungen beprobt werden.Around an optimal adaptation of the properties of the later filling building material to the surrounding Realizing soil will be sampled before or during the excavation analyzed. Dependent on The excavated soil will be sampled and described of the soil profile due to color, texture, structure and others diagnostic features, the differences found on the spot Floors and the soil ingredients z. B. huminous made. Dependent on from homogeneity of the excavated soil can be a single sample, z. B. as a mixed sample or several samples at different excavation sites be removed. So it is possible by this sampling, one sufficiently precise approach of the soil or locally occurring Soil differences and an assessment of the specific characteristics up to classic grain size fractions To make sand, silt and clay of a soil type. This is also true a good assessment of workability and water storage capacity the Bodenaushubs possible. If necessary you can the soil samples, z. B. suspected contamination of the soil, in mobile or stationary Laboratory facilities are sampled.

In Abhängigkeit von den gefundenen Eigenschaften (Bodenart, Sieblinie, Bodeninhaltsstoffe, Grundwassereigenschaften usw.) werden gezielt und entsprechend der jeweiligen technischen und technologischen Aufgabe Versuche vorgenommen, bei denen eine Bodenaushubprobe mit unterschiedlichen Zugabemengen der möglichen Zugabestoffe gemischt und aktiviert wird, bis sich die gewünschten Eigenschaften einstellen. Als Maß für die Beurteilung der Konsistenz des Gemisches aus Bodenaushub, quellfähigem Ton und Anmachwasser dient dabei die Fließfähigkeit, bei dem ein vorgegebenes Bodenausbreitungsmaß gemessen wird. Die Bestimmung des Bodenausbreitungsmaßes ist notwendig, um die technologisch relevanten Eigenschaften des Bodens (z. B. bei Hanglage einer Baustelle) beurteilen zu können und bei Bedarf auch gezielt zu verändern.In dependence of the found properties (soil type, grading curve, soil constituents, groundwater properties etc.) are targeted and according to the respective technical and technological task experiments in which one Soil excavation sample with different amounts of possible additions Additives are mixed and activated until the desired properties to adjust. As a measure of the assessment of Consistency of the mixture of excavated soil, swelling clay and mixing water serves the flowability, in which a given Bodenausbungsungsmaß is measured. The determination the soil spreading measure is necessary to the technologically relevant characteristics of the Soil (eg on slopes of a construction site) to assess and if necessary also to change specifically.

Durch Untersuchungen an der Bodenaushubprobe wird die notwendige Rezeptur bestimmt. Diese ist dann ermittelt, wenn nach der Erstarrung des fließfähig eingestellten Gemisches keine oder nur eine hinreichend geringe Schwindung (in der Regel zwischen 0,2% und 3,0% des Volumens) zu beobachten ist und keine ungewollten, späteren Eigenschaftsänderungen auftreten.By Investigations on the soil excavation sample will be the necessary recipe certainly. This is determined when, after the solidification of the flowable adjusted Mixture no or only a sufficiently small shrinkage (in usually between 0.2% and 3.0% of the volume) and no unwanted, later ones property changes occur.

Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Fließfähigkeit des Gemisches aus Bodenaushub und quellfähigem Ton primär durch die Hüllbildung des Anmachwassers erzeugt wird, bei der sich Wasser an der unmittelbaren Oberfläche der Tonpartikel anlagert. Die für die Fließfähigkeit nutzbare und nicht drainierende Wassermenge ist einstellbar durch die gezielte Aktivierung der Tonpartikel. Dazu wir in modifizierten Mischeinrichtungen das Gemisch aus Bodenaushub und Zugabestoffen (Ton und Tongemische sowie optional auch Beschleuniger) durch die kinetische Energie der bewegten Teile der Mischeinrichtung und die Reibungsenergie der Partikel untereinander aktiviert. So kann sich in vergleichsweise kurzen Zeitintervallen (beispielhaft 0 < 10 ... 20 min) das Hüllwasser an der Oberfläche der Tonpartikel anlegen.By Investigations found that the fluidity of the mixture from excavated soil and swellable Sound primary through the shell formation the mixing water is generated, in which water at the immediate surface the clay particle attaches. The for the fluidity usable and non-draining amount of water is adjustable by the targeted activation of clay particles. In addition we in modified Mixing equipment the mixture of excavated soil and additives (Sound and Tongemische and optionally also accelerator) by the kinetic energy of the moving parts of the mixing device and the Friction energy of the particles activated with each other. This is how it can be in comparatively short time intervals (for example 0 <10 ... 20 min) the sheath water on the surface create the clay particles.

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik wird keine gesättigte Suspension hergestellt, die zu dem bekannten Schädigungsverhalten führt.in the Contrary to the known prior art does not become a saturated suspension produced, which leads to the known damage behavior.

Dadurch, dass das für die Plastifizierung zugegebene Wasser zunächst nur an der Oberfläche (Hüllbildung) des quellfähigen Ton angelagert wird, wird die notwendige Fließfähigkeit hergestellt, die für den Umschlag, den Transport des Gemisches im Mischer und die Ausbringung des Gemisches notwendig ist.Thereby, that for the plasticizing added water at first only at the surface (shell formation) the swellable Clay is deposited, the necessary fluidity is produced, which is necessary for the the transport of the mixture in the mixer and the application of the mixture necessary is.

Während des Ausbringens des Baustoffgemisches auf der Baustelle erfolgt eine Stabilisierung des Gemisches durch Einlagerung des Anmachwassers im Inneren des quellfähigen Tons über verschiedene Bindungsarten (z. B. kristalline Bindung). Diese Stabilisierung kann dadurch beschleunigt werden, dass eine andere, ebenfalls zugegebene Trockenkomponente geeignet ist, einen Teil des zugegebenen und plastifizierenden Wassers noch schneller dauerhaft zu binden, als es quellfähige Tone, speziell Bentonite vermögen. Ein solches Material ist beispielhaft Zement, der Wasser über die Form der Hydratation dauerhaft chemisch bindet, allerdings nur in solchen Mengen zugegeben werden darf, dass keine geschlossenen Zementsteinstrukturen mit ihrer schädigenden Starrheit entstehen.During the Apply the building material mixture on the site is a Stabilization of the mixture by incorporation of the mixing water inside the swellable Sounds about different types of bonds (eg crystalline bond). This stabilization can be accelerated by another, also added Dry component is suitable, a part of the added and plasticizing Bind water even faster than swelling clay, especially bentonites. Such a material is exemplified by cement, the water over the Form of hydration permanently chemically binds, but only in such Quantities may be added that no closed cement stone structures with her damaging Rigidity arise.

Bevorzugt werden als quellfähige Tone unterschiedliche Arten von Bentoniten oder Mischungen aus unterschiedlichen Bentoniten eingesetzt, die vorbehandelt wurden, um prozessrelevante Eigenschaften zu optimieren wie beispielsweise die Wasseranlagerungskapazität. So kann zum einen die Korngröße des Bentonits chargenweise modifiziert werden. Das geschieht im einfachsten Fall durch mechanische Aufbereitung (Malen und Aktivieren) des quellfähigen Tons in trockenem Zustand beispielhaft in der jeweiligen Mischeinheit der verwendeten Maschinentechnik.Are preferred as swellable clays un used different types of bentonites or mixtures of different bentonites, which have been pretreated to optimize process-relevant properties such as the water attachment capacity. Thus, on the one hand, the grain size of the bentonite can be modified in batches. This is done in the simplest case by mechanical treatment (painting and activating) of the swellable clay in a dry state by way of example in the respective mixing unit of the machine technology used.

Daneben besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Arten von Bentoniten mit zum Teil unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften zu kombinieren. Ebenso besteht die Möglichkeit, das verwendete, homogene Bentonit in unterschiedliche Chargen aufzuteilen und separat aufzumalen.Besides it is possible, different types of bentonites with sometimes different physical properties combine. Likewise, there is the Possibility, used to divide the homogeneous bentonite into different batches and paint separately.

Auch können Bentonite verwendet werden, deren natürliches Vorkommen bereits für eine ausreichend differenzierte Reaktion des Materials sorgt, die wiederum durch industrielle Vorbehandelung verstärkt werden kann, so dass die Funktion des Plastifikators und des Stabilisators in diesem Falle auch von ein und dem selben Material erfüllt werden kann.Also can Bentonites are used, their natural occurrence already sufficient for a sufficient differentiated reaction of the material ensures, in turn, through industrial pretreatment can be strengthened, so that the Function of the plasticizer and the stabilizer in this case can also be fulfilled by one and the same material.

Die gezielte Verwendung unterschiedlicher Arten und Korngrößen von Bentoniten weist den Vorteil auf, dass das Material gleichzeitig und ohne negative Nebenwirkung auf technologische Eigenschaften und Qualität des Endproduktes als Plastifikator und als Stabilisator wirkt und in speziellen Fällen auch gezielt für die Beeinflussung der Endeigenschaften des wieder verfestigten Materials wie beispielhaft die Dichte und Elastizität und damit als Konditioner eingesetzt werden kann.The targeted use of different types and grain sizes of Bentonite has the advantage of having the material at the same time and without any negative side effect on technological properties and quality the end product acts as a plasticizer and as a stabilizer and in special cases too targeted for the influence on the final properties of the resolidified material such as the density and elasticity and thus as a conditioner can be used.

Um bei Bedarf eine gezielte Änderung der Endeigenschaften des Trockengemisches und des daraus hergestellten Verfüllbaustoffes zu erzielen, können optional bekannte Konditioner eingesetzt werden. Als Konditioner werden beispielhaft mineralische Stäube oder andere Stoffe verwendet, die die Endeigenschaften des wieder verfestigten Materials gezielt beeinflussen helfen. Auch Zement kann die Rolle eines Konditioners übernehmen und in einem solchen Falle dann neben seiner beschleunigenden Wirkung auch die Endeigenschaften gezielt verändern helfen.Around If necessary, a targeted change the final properties of the dry mix and the resulting blend Verfüllbaustoffes to achieve optionally known conditioners are used. As a conditioner For example, mineral dusts or other substances are used which targeted the final properties of the re-solidified material help influence. Cement can also play the role of a conditioner and then in such a case, in addition to its accelerating effect also help to change the final properties targeted.

Claims

Process for producing a self-consolidating Verfüllbaustoffes, in which - local Soil excavation and dry, swellable clay with kinetic feed Energy dry mixed, partially crushed and mechanically so be prepared that the components of the dry, swellable clay by the friction energy between the particles of the dry mixture to experience an activation; - and a mixing ratio between Soil excavation and sound is adjusted so that after the Solidification of the mixable under addition of water mixture for this a shrinkage between 0 and 3.0 vol .-% results.

Method according to claim 1, characterized in that that as swellable Clay a bentonite is used.

Method according to claim 1, characterized in that that as swellable Clay a mixture of bentonites is used.

Method according to claim 1 or 3, characterized that as swellable Clay used a mixture of clays of different particle size becomes.

Method according to claim 1, characterized in that that as swellable Sound a mixture of differently activated by energy input Toning is used.

Method according to claim 1, characterized in that that as swellable Clay a mixture of clays with different lattice structure and / or different spaced layer layer is used.

Use of a filling building material manufactured according to one of the claims 1 to 6, for the protection of flood defenses.

Use according to claim 7, characterized that the filling material for securing dams, Dikes or their components is used.

Use of a filling building material manufactured according to one of claims 1 to 6, for embedding and backfilling of Pipelines, channels and cables.