DE102010054323A1

DE102010054323A1 - Qualitätssicherungsverfahren

Info

Publication number: DE102010054323A1
Application number: DE102010054323A
Authority: DE
Inventors: Markus Krah
Original assignee: LTG METTMANN LEITUNGS und TIEFBAUGMBH; LTG METTMANN LEITUNGS-UND TIEFBAUGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: LTG METTMANN LEITUNGS und TIEFBAUGMBH; LTG METTMANN LEITUNGS-UND TIEFBAUGESELLSCHAFT MBH
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-06-14

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Qualitätssicherungsverfahren zur Bestimmung der Durchdringung und Aushärtung einer ersten Masse durch eine zweite im Bereich der nachträglichen Isolierung von unterirdisch gelegenen Gebäudeteilen, welches sich dadurch auszeichnet, dass man (a) von der Innenseite des zu isolierenden Gebäudeteils mindestens eine Bohrung durch die Wand und/oder durch die Bodenplatte vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Injektionslanze unter Druck eine Isoliermasse in das außen befindliche Erdreich injiziert, und (b) in der Umgebung der Injektionsbohrung(en) mindestens eine Kontrollbohrung vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Messlanze, die mit mindestens einem Konduktivitätsdetektor ausgestattet ist, die räumlich-zeitliche Durchdringung und Aushärtung des Erdreiches mit der Isoliermasse als Funktion der Konduktivitätsänderung erfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der nachträglichen Isolierung von Gebäudeteilen und betrifft ein Qualitätssicherungsverfahren zur räumlich-zeitlichen Erfassung der Verteilung der Abdichtungsmassen sowie eine entsprechende Messvorrichtung.
Stand der Technik
Gebäude und insbesondere unterirdisch befindliche Gebäudeteile, wie z. B. Kellerräume sowie erdberührende Einbauten müssen durch geeignete Isolierungsmaßnahmen vor dem Eindringen von Feuchtigkeit, speziell Regen, Erdfeuchtigkeit und Grundwasser vor Schäden nachhaltig geschützt werden. Bei Neubauten werden zu diesem Zweck die unterirdisch liegenden Gebäudeteile, speziell die Außenwände und die Randbereiche der Bodenplatte, mit einer Isoliermasse versehen, wobei typischerweise Bitumen oder eine nicht verrottende und feuchtigkeitsundurchdringliche Beschichtung zum Einsatz gelangt. Die Isolierung kann beispielsweise durch das Auftragen einer Bitumendickbeschichtung erfolgen. Befindet sich das Bauvorhaben jedoch in einer Gegend mit hohem Grundwasserspiegel wird das Gebäude vielfach direkt in einer wasserdichten Betonplatte, einer so genannten „Weißen Wanne” errichtet, wobei diese ihre Wasserundurchlässigkeit einer speziellen Betonzusammensetzung sowie speziellen Herstellverfahren, insbesondere einer hohen Verdichtung der Betonmasse verdankt.
Derartige Maßnahmen lassen sich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nur bei einem Neubau realisieren. Bei bestehenden Gebäuden, die einer nachträglichen Isolierung bedürfen, kann diese nur mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand durchgeführt werden, da hierzu das Gebäude im Bereich des Kellers vollständig freigelegt werden muss. Eine nachträgliche Isolierung im Bereich der Bodenplatte ist auf diesem Wege überhaupt nicht möglich. Auch die punktuelle Nachbesserung von nachträglich aufgetretenen Schäden in einer bestehenden Isolierung lässt sich auf diesem Wege mit vertretbarem Aufwand nicht realisieren.
Eine spezielle Möglichkeit zur nachträglichen Isolierung von unterirdischen Gebäudeteilen wird in der Patentschrift EP 1362955 B1 (Krah & Weber) beschrieben, die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgeht. Das Verfahren kommt insbesondere ohne Freilegung der zu isolierenden Außenmauern aus. Stattdessen wird von der Innenseite des zu isolierenden Gebäudeteils Bohrungen in die Wände bzw. in die Bodenplatte vorgenommen und nachfolgend mit Hilfe von Injektionslanzen, die durch die Bohrungen in das außen befindliche Erdreich getrieben werden, unter Druck eine wässrige Aufschlämmung eines besonders feinteiligen Zementes injiziert. Diese breitet sich blasenförmig um die Injektionsstelle aus, verfestigt sich und bildet schließlich mit dem umgebenden Erdreich eine betonartige, wasserundurchlässige und sehr stabile Schicht. Durch geeignete Auswahl von Anzahl und Abstand der Injektionen sowie eine ausreichend hohe Injektionsmenge findet eine Überlappung der Zementblasen statt, wodurch rund um die zu isolierenden Gebäudeteile nachträglich eine kompakte Wand entsteht, die das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert.
Ein Problem bei dem geschilderten Verfahren besteht indes darin, sicherzustellen, dass die Zementblasen lückenlos überlappen und keine Fehlstellen entstehen, durch die dann wiederum Wasser eindringen kann. Solche Fehlstellen können beispielsweise durch Inhomogenitäten im Erdreich verursacht werden, wenn beispielsweise die Zementmasse auf einen Bereich von Schluffboden trifft, dessen Dichte so hoch ist, dass sich die Dichtungsmasse darin nicht verteilen und aushärten kann.
In der Vergangenheit hat man sich damit beholfen, die Durchdringung über die Menge der injizierten Zementmasse zu verfolgen. Dieses Verfahren kann allerdings bestenfalls als empirisch bezeichnet werden, belastbare Messwerte werden so nicht erhalten. Auch das Vorgehen, Kontrollbohrungen in der Nachbarschaft der Hauptbohrungen vorzunehmen und entweder Blindlanzen in das Erdreich zu treiben, die vom strömenden Zement herausgedrückt werden oder das Strömen des injizierten Zementes mit Hilfe der Zeit zu verfolgen, die dieser benötigt, um von der Injektionsstelle aus an der Kontrollbohrung wieder auszutreten, liefert keine zuverlässigen Daten. In der eingangs genannten Patentschrift wird vorgeschlagen, die Durchdringung des Erdreiches mit der Zementmasse über Georadar oder Sonar zu verfolgen. Dies ist zwar grundsätzlich möglich, da diese Verfahren jedoch mit elektromagnetischer Strahlung im Bereich von rund 900 MHz und mehr arbeiten, ist die auf diesem Wege zu erreichende Auflösung so gering, dass gerade kleinere Fehlstellen nicht erkannt werden. Würde man umgekehrt energiereichere, kürzerwellige Strahlung verwenden, würde man zwar eine bessere Auflösung erzielen, die Eindringtiefe wäre aber zu gering, so dass solche Verfahren ebenfalls ausscheiden.
Aus dem Stand der Technik sind andere Verfahren bekannt, die mit ähnlichen Problemen behaftet sind, jedoch aus einem völlig anderen Umfeld, nämlich der Erdölförderung stammen. So wird etwa in der EP 0176400 B1 (Schlumberger) vorgeschlagen, zur Bestimmung der Zementqualität einer Bohrlochverrohung Ultraschall einzusetzen.
Die Bestimmung der Festigkeit einer mit Zement ausgehärteten und mit einem Rohr befestigten Bohrung ist beispielsweise Gegenstand der Patentschrift EP 1672168 B1 (Schlumberger). Als Messgröße wird hier die Impedanz der Zementarmierung verwendet, die dadurch bestimmt oder besser gesagt geschätzt wird, dass man in der Bohrung mit Hilfe eines Senders nacheinander zwei unterschiedlich ausgerichtete Schallwellen erzeugt und aus den Echos mit Hilfe einer mathematischen Operation die gewünschten Messwerte extrahiert. Eine direkte Messung der Konduktivität findet hier indes nicht statt.
In der EP 1672169 B1 (Schlumberger) wird ein Verfahren zur Bestimmung der Festigkeit einer Zementarmierung eines Bohrlochs beschrieben, bei der in die Armierung Detektoren eingesetzt werden, welche eine Vielzahl von Parametern – darunter auch die akustische Impedanz des umgebenden Mediums – ermitteln und diese dann mit Hilfe mathematischer Operationen in Messwerte umsetzen. Eine direkte Messung innerhalb der Zementschicht findet dabei jedoch nicht statt, so dass keine Aussagen über die räumliche Verteilung erhalten werden können.
Keines dieser Verfahren lässt sich jedoch ohne Weiteres auf das Problem, welches der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, anwenden: die Ultrabeschallung liefert keine ausreichend klaren Resonanzbilder, die Impedanzschätzung mit Hilfe unterschiedlich orientierter Schallwellen ist technisch höchst aufwendig und erlaubt ebenfalls nur oberflächliche Rückschlüsse auf die räumliche Durchdringung des Erdreichs mit dem Isoliermittel und die Verwendung von Sensoren innerhalb der Wandung ist für den Einsatz in der Gebäudeisolierung viel zu aufwendig und zudem ungeeignet, da sich auf diesem Wege einzelne Fehlstellen kaum identifizieren lassen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung hat somit darin bestanden, im Rahmen der nachträglichen Gebäudeisolierung nach der Injektionstechnik ein Qualitätssicherungsverfahren zur Verfügung zu stellen, das mit möglichst geringem Aufwand verlässliche Aussagen über die räumliche und zeitliche Durchdringung und Aushärtung des Erdreichs mit der Isoliermasse zulässt, um auf diese Weise schon während der Injektionsbehandlung Fehlstellen identifizieren und nachbearbeiten zu können.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Qualitätssicherungsverfahren zur Bestimmung der Durchdringung und Aushärtung einer ersten Masse durch eine zweite im Bereich der nachträglichen Isolierung von unterirdisch gelegenen Gebäudeteilen, welches sich dadurch auszeichnet, dass man

(a) von der Innenseite des zu isolierenden Gebäudeteils mindestens eine Bohrung durch die Wand und/oder durch die Bodenplatte vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Injektionslanze unter Druck eine Isoliermasse in das außen befindliche Erdreich injiziert, und
(b) in der Umgebung der Injektionsbohrung(en) mindestens eine Kontrollbohrung vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Messlanze, die mit mindestens einem Konduktivitätsdetektor ausgestattet ist, die räumlich-zeitliche Durchdringung und Aushärtung des Erdreiches mit der Isoliermasse als Funktion der Konduktivitätsänderung erfasst.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch das Einbringen von Messdetektoren in verschiedene Tiefen der Isolierschicht mit Hilfe einer einfachen Konduktivitätsmessung schnell und verlässlich Aussagen über die Qualität der Feuchtigkeitsabdichtung erhalten werden können. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es technisch einfach durchzuführen ist, da es bei den Messungen weniger darauf ankommt, genaue Messwerte zu erhalten, sondern die einfache Änderung der Konduktivität am Messort im Vergleich zu einem Referenzwert im Sinne einer „ja-nein-Entscheidung” Aufschluss darüber liefert, ob es an dieser Stelle zu einer Bodenausfüllung und damit Isolierung gekommen ist oder nicht. Damit ist es zugleich auch technisch deutlich weniger aufwendig als schallgestützte Impedanzmessungen. Durch Auswahl von Anzahl und Abstand der Kontrollbohrungen und -messungen sowie durch Bestimmung der Konduktivitätsänderung in unterschiedlichen Abständen von der Bohrung, was durch eine entsprechende Zahl von Konduktivitätsdetektoren, die in verschiedenen Abständen auf der Messlanze angebracht sind, leicht möglich ist, kann sichergestellt werden, dass letztlich ein dreidimensionales Bild der nachträglich erzeugten Isolierschicht entsteht, bei dem es sogar möglich ist, den Aufbau der Isolierwand als Funktion der Zeit zu verfolgen.
Isolierverfahren
Die Durchführung des Isolierverfahrens ist Gegenstand der bereits eingangs genannten EP 1362955 B1 auf deren Inhalt voll umfänglich Bezug genommen wird.
Üblicherweise erfolgt die nachträgliche Abdichtung der Gebäudeteile in der Weise, dass die Substanz in mehreren hintereinander ausgeführten Arbeitsgängen eingepresst wird, wobei zwischen den Arbeitsvorgängen eine zumindest teilweise Aushärtung abgewartet werden kann. Hierdurch können mehrere hinter einander liegende gewölbeartige Schichten erzeugt werden, welche sich während der Aushärtung miteinander verbinden und entsprechend den jeweiligen Anforderungen eine unterschiedliche Ausbildung der Schichtstärke ermöglichen. Vorzugsweise wird die Substanz hierbei durch eine Injektionslanze dem Erdreich oder Füllmaterial unter Druck, beispielsweise bei 2 bis 5 bar zugeführt. Auf diese Weise wird in mehreren Einzelschritten eine ausreichende Schichtstärke der Isolierung in der Form hergestellt, dass zunächst zum Einführen der Injektionslanze mehrere etwa 10 bis 100 und vorzugsweise 30 bis 60 cm beabstandete Bohrlöcher in die Wände und/oder den Bodenbereich des Gebäudes gebohrt werden, das nach dem Bohren eine erste Einpressung der Substanz in unmittelbarer Nähe der äußeren Schicht beziehungsweise Isolierschicht des Gebäudes erfolgt und nach dem Aushärten die Bohrlöcher bis zu einer notwendigen vergrößerten Bohrtiefe erweitert werden, eine zweite oder weitere Einpressungen der Substanz hinter der bereits ausgehärteten gewölbeartigen Schicht erfolgt und die Arbeitsschritte sukzessive solange wiederholt werden bis eine gewünschte Tiefe von 10 bis etwa 200 cm, vorzugsweise 10 bis 60 cm erreicht wird.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass zum Einführen der Injektionslanze mehrere beabstandete Bohrlöcher in die Wände und/oder den Bodenbereich des Gebäudes gebohrt werden, nach dem Bohren eine erste Einpressung der Substanz in einer Entfernung der unterirdisch liegenden Gebäudebestandteile von ca. 200 cm erfolgt und die Injektionslanze rückwärts aus den Bohrlöchern herausgezogen wird, wobei das Einpressen der Substanz kontinuierlich oder abschnittsweise bis in unmittelbare Nähe der Gebäudebestandteile durchgeführt wird. Die Bohrlöcher können hierbei horizontal, vertikal oder geneigt zur Horizontalen angeordnet werden, sodass die Spitze der Injektionslanze sowohl in die seitlichen Erdschichten als auch unter die Bodenplatte geführt werden kann und in der jeweiligen Tiefe justierbar ist. Vorzugsweise erfolgt das Einpressen der Substanz mit einem ausreichenden Druck von etwa 2 bis etwa 5 bar, so dass die Isoliermasse nicht nur in unmittelbarer Nahe der Lanzenspitze, sondern weiträumig eingepresst werden kann. Dies führt dazu, dass nur wenige Bohrlöcher notwendig sind und eine rationelle Arbeitsweise möglich ist. Hierzu können im Weiteren mehrere Injektionslanzen gleichzeitig oder aber gegebenenfalls aufgrund der verzögerten Aushärtung mit einer Injektionslanze eine flächendeckende Isolierschicht, welche sich zu einer einheitlichen gewölbeartigen Schutzschicht verbindet, erzeugt werden. Die nebeneinander und hintereinander liegenden gewölbeartigen Schichten verbinden sich somit zu einer stabilen und in sich geschlossenen abdichtenden Schutzhülle, welche die unterirdischen Gebäudebestandteile umschließt und somit das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert. Ferner nimmt diese Schutzschicht ganz oder teilweise die durch Erddruck und/oder hydrostatischen Druck erzeugten Horizontalkräfte auf.
Vorzugsweise wird als Isoliermasse ein Zement oder ein Zementgemisch mit einer Feinheit von 3.500 bis 20.000, vorzugsweise 10.000 bis 15.000 Blaine (cm²g^–1) verwendet, welche gegebenenfalls durch chemische Zusätze, beispielsweise Polymere vom Acusal^®-Typ, eine ausreichende Feuchtigkeitsisolierung gewährleisten. Durch die Feinheit des Zementes oder des Zementgemisches ist hierbei insbesondere sichergestellt, dass die durch die Injektionslanzen eingepresste Substanz tief in den Porenraum des Erdreiches beziehungsweise Füllmaterials eindringen kann und sich somit eine großflächige, gewölbeartige Schicht um die Lanzenspitze herum bildet. Zur Anwendung des Verfahrens ist es hierbei notwendig, dass das Füllmaterial beziehungsweise Erdreich eine geeignete geringe Korngröße aufweist, welches sich mit dem injizierten Zement zu einer betonartigen Masse verbinden kann. Die Eignung hierfür wird üblicherweise durch verschiedene Kernbohrungen ermittelt, die anschließend ausgesiebt werden.
Messverfahren
Das der Erfindung zugrunde liegende Messverfahren beruht auf der Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit. Die elektrische Leitfähigkeit, auch als Konduktivität bezeichnet, ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit eines Stoffes angibt, elektrischen Strom zu leiten. Die elektrische Leitfähigkeit ist definiert als die Proportionalitätskonstante zwischen der Stromdichte j und der elektrischen Feldstärke E: j = σE_j
Im Spezialfall konstanter elektrischer Leitfähigkeit entspricht diese Definitionsgleichung dem Ohmschen Gesetz. Die elektrische Leitfähigkeit kann nicht direkt gemessen werden, sondern wird meist mittels Transportmessungen aus Strom, abfallender Spannung und Probengeometrie analog zum spezifischen Widerstand bestimmt. Je nach Probengeometrie können verschiedene Verfahren verwendet werden, das Standardverfahren zur Messung einer großflächigen, homogenen Schicht ist jedoch die Vierpunktmessung und wird vor allem in der Halbleiterindustrie angewendet. Ist die Schicht dagegen klein und hat eine beliebige Form, kann die Leitfähigkeit mit der Van-der-Pauw-Messmethode bestimmt werden. Für einen langen Leiter bekannten Querschnitts A kann die Leitfähigkeit mittels Vierleitermessung nach der Formel σ = I / lU / A bestimmt werden, wobei I der Strom durch den Leiter und U der Spannungsabfall zwischen zwei im Abstand I befindlichen Kontakten ist.
Die Leitfähigkeit eines Stoffes oder Stoffgemisches hängt von der Verfügbarkeit beweglicher Ladungsträger ab. Dies können locker gebundene Elektronen wie beispielsweise in Metallen, aber auch Ionen oder delokalisierte Elektronen in organischen Molekülen sein, wie sie häufig durch mesomere Grenzstrukturen beschrieben werden. Reines, d. h. destilliertes oder demineralisiertes, Wasser hat zunächst einmal eine äußerst geringe Leitfähigkeit und wird deshalb gelegentlich schon als Nichtleiter betrachtet. Werden dem Wasser dagegen Salze, Säuren oder Basen hinzugefügt, die in wässriger Lösung freibewegliche Ionen freisetzen, steigt die Leitfähigkeit entsprechend an. In der Umgebung der Injektionsstelle, zu der noch keine Dichtungsmasse vorgedrungen ist, liegt die elektrische Leitfähigkeit in Abwesenheit von ionischen Flüssigkeiten daher bei einem vergleichsweise niedrigen Wert, der nur durch die in der Umgebung vorhandenen gelösten Salze hervorgerufen wird. Dringt die stark alkalische Dichtungsmasse (pH 8 bis 14, vorzugsweise 11 bis 13) bis zur Messstelle vor, ändert sich die Leitfähigkeit sprunghaft um mehrere Zehnerpotenzen. Diese Änderung der Leitfähigkeit wird im Sinne des erfindungsgemäßen Qualitätssicherungsverfahrens als Nachweis angesehen, dass das Erdbereich bzw. die umgebenden Füllschichten bis zum Messpunkt von der Dichtungsmasse durchdrungen sind. Aus der Zusammenschau der Ergebnisse an den verschiedenen Messpunkten kann dann – gegebenenfalls auch als Funktion der Zeit – festgestellt werden, ob die Abdichtung lückenlos ist oder wo im Einzelfall noch Dichtungsmasse nachdosiert werden muss.
Konduktivitätmesslanze
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Konduktivitätsmesslanze, bestehend aus einem sich vorzugsweise zu einer Spitze verjüngenden zylindrisch geformten Festkörper, der über mindestens 2 und vorzugsweise bis zu 10 an der Außenseite des Festkörpers befindliche oder in den Hohlkörper integrierte Konduktivität- oder Leitfähigkeitsdetektoren verfügt, wobei diese in regelmäßigen Abständen über die gesamte Länge der Messlanze verteilt sind.
Bei der Messlanze handelt es sich um einen zylindrisch geformten Fest- oder Hohlkörper, der vorzugsweise aus einem nicht duktilen, nicht-leitenden Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff und insbesondere einem Duroplasten (z. B. Makrolon) besteht, das es erlaubt, die Lanze unter Einsatz hoher mechanischer Kräfte durch die Bohrung in das Erdreich oder die Füllschicht zu rammen. Üblicherweise weisen die Messlanzen eine Länge von etwa 50 bis etwa 200 und vorzugsweise 70 bis 130 cm auf, während ihr lichter Durchmesser zwischen 1 und 5, vorzugsweise etwa 2,5 cm betragen kann. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Messlanze zur Spitze hin auszuziehen, da dies ein Eindringen in das Erdreich erleichtert. Zu diesem Zweck kann es dienlich sein, diesen Teil der Lanze zu verstärken oder gegebenenfalls aus einem zweiten, noch härteren Material anzufertigen.
Über die Messlanze verteilt befinden sich die Konduktivitätsdetektoren, wobei deren Verteilung regelmäßig im Abstand von etwa 10 cm erfolgt. Die Detektoren selbst können in geeigneter Weise an der Außenseite angebracht sein, wobei es sich empfiehlt, sie in die Lanze zu integrieren bzw. mit der Wandung der Lanze bündig abschließen zu lassen, um Beschädigungen beim Einführen der Lanze in das Erdreich oder die Füllschicht zu vermeiden.
Entsprechende Detektoren sind beispielsweise von Herberger (www.osmosetechnik.de) für die Wasseraufbereitung bekannt und erhältlich. Im einfachsten Fall handelt es sich bei den Detektoren jedoch um simple Elektroden, d. h. Anode und Kathode, die an gegenüber liegenden Punkten der Messlanze angeordnet und mit einander verbunden sind. Tritt die stark basische und damit außerordentlich leitfähige Isoliermasse an die Elektroden heran, wird der Stromkreis geschlossen und damit das Signal ausgelöst. Es hat sich als besonders effizient erwiesen, mindestens ein und höchstens 10, vorzugsweise 4 bis 5 dieser Anoden/Kathodenpaare auf der Messlanze anzuordnen. Die von den Elektroden wegführenden Kabel, die üblicherweise einen Durchmesser von deutlich weniger als 1 mm² aufweisen, werden vorzugsweise in Kanälen verlegt, die in den Körper der Messlanze eingefräst werden, so dass ein bündiger Abschluss entsteht, da andernfalls das Messsystem beim Einführen der Lanze in den Boden beschädigt würde. Um eine problemlose Führung der Kabel zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Messtellen spiralförmig über die Messlanze zu verteilen, da auf diese Weise die Kanäle so in den Körper der Lanze gefräst werden können, dass es zu keinen Überkreuzungen kommt.
In Abhängigkeit der Bodenverhältnisse kann es dazu kommen, dass die Isoliermasse von einer Stelle mit hoher Konzentration an der Messlanze entlang fließt und so nacheinander die Messstellen kurzschließt. Dies kann zu einer bedeutsamen Verfälschung der Messergebnisse führen, da durch die Rückmeldung der Messstellen signalisiert wird, dass am jeweiligen Ort eine hohe und für die Auffüllung des Bodens signifikante Konzentration vorherrscht, während tatsächlich nur eine geringe Menge der Isoliermasse vorhanden ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt die Messlanze zwischen den Messstellen über Abdichtungsvorrichtungen, insbesondere Dichtungsringe, die ein Vorbeiströmen der Isoliermasse am Schaft der Messlanze verhindern. Diese Dichtungsringe können starr oder flexibel angebracht sein und liegen eng an der Messlanze an, so dass deren Querschnitt nicht sonderlich, beispielsweise im Mittel nur um 1 bis 5 mm vergrößert wird. Die Notwendigkeit hierfür ist sofort einsichtig, denn das Eintreiben der Messlanze in das Erdreich ist mit hoher mechanischer Energie verbunden und Abdichtungsvorrichtungen, speziell Dichtungsringe, die den Querschnitt der Lanze erheblich vergrößern würden zum einen das Eindringen der Lanze in das Erdreich erschweren und zum anderen selbst entweder beschädigt oder verschoben werden.
Die Art und Weise, in der die Messlanze mit Abdichtungsvorrichtungen ausgestattet ist, kann stark differieren. In einer sehr einfachen Ausführungsform handelt es sich um Gummimanschetten, die dicht am Lanzenkörper – bei dem es sich in diesem Fall vorzugsweise um einen Festkörper handelt – anliegen und zum Beispiel in einer horizontal zur Messlanze eingefrästen Nut ruhen, so dass sie gegen ein Verrutschen besonders geschützt sind. Diese Gummimanschetten sind vorzugsweise so ausgestattet, dass sie den Querschnitt der Messlanze um nicht mehr als 5, vorzugsweise nicht mehr als 3 mm vergrößern; sie weisen dabei eine Breite von 1 bis 3 cm auf.
Eine erste Alternative besteht darin, dass in die Messlanze wie oben erläutert horizontale Nuten eingefräst werden. Diese werden dann mit einer Paste aus Superabsorber bündig aufgefüllt und mit einer selbstklebenden, für Wasser semipermeablen Membranfolie abgedichtet. Wird die Messlanze in das Erdreich getrieben und tritt Wasser an die Nut, so diffundiert dieses durch die Schutzfolie und reagiert mit dem Superabsorber unter Vervielfachung dessen Volumens. Der sich aufblähende Superabsorber dichtet dann im Sinne einer Manschette die Messlanze gegen entlang strömende Isoliermasse ab. Geeignete Superabsorber sind dabei grundsätzlich alle Polymere, die die Eigenschaft zeigen, beim Kontakt mit Wasser ihr Volumen auszudehnen. Bevorzugt sind indes im Handel erhältlich Produkte, bei denen es sich um Polyacrylate im weitesten Sinne, insbesondere um Copolymere von Acrylsäure und Natriumacrylat handelt, welche zusätzlich noch vernetzt vorliegen können. Entsprechende Produkte sind beispielsweise von der Evonik AG im Handel erhältlich. Als semipermeable Folien, die über die Eigenschaft verfügen, Wasser an den Superabsorber herantreten zu lassen, eignen sich beispielsweise Polyamidfolien, wie sie auch für die Umkehrosmose zur Gewinnung von Süßwasser eingesetzt werden. Entsprechende Produkte werden beispielsweise von Dow Chemicals angeboten.
In einer zweiten Alternative können die Abdichtvorrichtungen auch erst nachträglich, d. h. nach dem Einführen der Messlanze in das Erdreich, jedoch vor dem Injizieren der Isoliermasse aktiviert werden. In diesem Fall werden als Messlanzen Hohlkörper eingesetzt, die in regelmäßigen Abstanden, nämlich jeweils zwischen des Messstellen, konzentrische Bohrungen aufweisen. Durch diese Bohrungen können nach dem Einführen der Messlanze Dichtungsmitte herausgepresst werden, die beim Austreten in der unmittelbaren Umgebung der Messlanze eine Dichtungsschicht erzeugen, an der die Isoliermasse nicht vorbeiströmen kann. Als Dichtungsmaterialien kommen unterschiedlichste Stoffe in Betracht, beispielsweise schnell aushärtende Gele oder Polyurethanschäume, die am Ende der Messlanze eingeführt und dann unter Druck, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Pressluft, durch das Innere der Messlanze zu den Austrittsöffnungen befördert werden.
Langs- und Querschnitt der Messlanze werden beispielhaft in den und erläutert. zeigt den Querschnitt für den Fall, dass die Messlanze über 10 Messtellen, also 5 Anoden/Kathodenpaare verfügt, die spiralförmig über die Lanze verteilt angeordnet sind. zeigt den Längsschnitt mit beispielhafter Angabe von Abdichtungsvorrichtungen – hier flexiblen Gummimanschetten. Am Ende der Messlanze sind die Kabelbündel erkennbar, die von den Elektroden durch spiralförmig angeordnete Kanäle entlang des Körpers der Messlanze zum Messgerät führen.
Die Signale der einzelnen Messstellen werden an eine Messwarte weitergeleitet. Dies kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, wobei die einfachste Lösung darin besteht, dass die Messung der Bodenkonduktivität gegen einen zuvor ermittelten Referenzwert für das unbehandelte Erdreich erfolgt, so dass eine Kontrollleuchte für jeden zeinzelnen Detektor durch Aufleuchten anzeigt, ob eine hinreichende Abweichung von besagtem Referenzwert besteht, so dass in der Umgebung der Messstelle von einer Durchdringung und Ausfüllung des Erdreiches ausgegangen werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die definierten Messwerte jedes einzelnen Detektors und jeder einzelnen Messlanze an einen Rechner weitergeleitet, der aus diesen eine räumlich-zeitliche Darstellung des Verlaufes mit dem der Aufbau der Isolierschicht entsteht generiert. Für die dreidimensionale Darstellung des Aufbaus der Isolierschicht mit Hilfe der zeitlich-räumlichen Erfassung der Leitfähigkeitsänderung ist beispielsweise die Software RINO3D geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1362955 B1 [0004, 0014]
EP 0176400 B1 [0007]
EP 1672168 B1 [0008]
EP 1672169 B1 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

www.osmosetechnik.de [0024]

Claims

Qualitätssicherungsverfahren zur Bestimmung der Durchdringung und Aushärtung einer ersten Masse durch eine zweite im Bereich der nachträglichen Isolierung von unterirdisch gelegenen Gebäudeteilen, dadurch gekennzeichnet, dass man (a) von der Innenseite des zu isolierenden Gebäudeteils mindestens eine Bohrung durch die Wand und/oder durch die Bodenplatte vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Injektionslanze unter Druck eine Isoliermasse in das außen befindliche Erdreich injiziert, und (b) in der Umgebung der Injektionsbohrung(en) mindestens eine Kontrollbohrung vornimmt und durch diese mit Hilfe einer Messlanze, die mit mindestens einem Konduktivitätsdetektor ausgestattet ist, die räumlich-zeitliche Durchdringung und Aushärtung des Erdreiches mit der Isoliermasse als Funktion der Konduktivitätsänderung erfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Isoliermasse einen Zement oder ein Zementgemisch mit einer Feinheit von 3.500 bis 20.000 Blaine (cm²g^–1) einsetzt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Isoliermasse einen Zement oder ein Zementgemisch einsetzt, dem man chemische Zusätze beigefügt hat.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Isoliermassen einsetzt, die als wässrige Aufschlämmungen oder Dispersionen vorliegen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Isoliermassen wässrige Aufschlämmungen oder Dispersionen einsetzt, die einen pH-Wert im Bereich von 8 bis 14 aufweisen.
Konduktivitätmesslanze, bestehend aus einem sich vorzugsweise zu einer Spitze verjüngenden röhrenförmigen Fest- oder Hohlkörper, der über mindestens 2 und vorzugsweise bis zu 10 an der Außenseite befindliche oder in den Hohlkörper integrierte Konduktivitätsdetektoren verfügt, wobei diese in regelmäßigen Abständen über die gesamte Länge der Messlanze verteilt sind.
Messlanze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem nicht-duktilen und nicht-leitenden Material besteht.
Messlanze nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Länge von 50 bis 200 cm aufweist.
Messlanze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen lichten Durchmesser von 1 bis 5 cm aufweist.
Messlanze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Konduktivitätsdetektoren um Anode/Kathodepaare handelt.
Messlanze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Konduktivitätsdetektoren regelmäßig im Abstand von 10 cm über die Länge der Lanze verteilt sind.
Messlanze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konduktivitätsdetektoren spiralförmig über die Länge der Lanze verteilt sind.
Messlanze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen den Messstellen über Abdichtungsvorrichtungen verfügt.
Messlanze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Abdichtungsvorrichtungen Dichtungsringe oder konzentrischen Nuten aufweist, welche mit Superabsorber gefüllt und mit einer wasserdurchlässigen Folie abgedichtet sind.
Messlanze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hohlkörper ausgelegt ist und zwischen den Messstellen über horizontale, konzentrisch angeordnete Bohrungen verfügt, durch die nach dem Einführen der Messlanze in das Erdreich Dichtungsmittel herausgepresst werden können.