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[Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines Bauteils in einem Hohlraum, einen Verfüllbaustoff zur Verwendung in dem Verfahren und ein System zur Durchführung des Verfahrens.
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Stand der Technik
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Seit einigen Jahren wird im Tiefbau die Methode der flüssigen Arbeitsraumverfüllung angewendet. Dabei werden in Baugruben und Gräben im Einbauzustand fließfähige, selbstverdichtende und anschließend selbstverfestigende Verfüllmaterialien (ZFSV) auf der Basis von Baustoff-Bindemittel-Gemischen oder Boden-Bindemittel-Gemischen eingesetzt. Diese Füllmaterialien werden je nach Hersteller als Flüssigboden, Boden-Verfüllmörtel oder stabilisierte Sandmischung bezeichnet und im Kanalbau überwiegend zur Verfüllung der Leitungszone, teilweise auch zur Herstellung der Hauptverfüllung, verwendet.
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Besonders vorteilhaft kann dieses Verfahren unter beengten Platzverhältnissen im innerstädtischen Bereich und bei Leitungskreuzungen eingesetzt werden, wobei aufgrund der potenziell hohen Wärmeleitfähigkeit dieser Verfüllbaustoffe auch die flüssige Grabenverfüllung von erdverlegten Stromkabeln zunehmend in den Fokus der Trassenbetreiber rückt.
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Zeitweise fließfähige selbstverdichtende Verfüllbaustoffe (ZFSV) basieren auf einer zeitweise stabilen, feststoffreichen Suspension aus Gesteinskörnungen, bindigen und nichtbindigen Aushubböden und Wasser sowie in vielen Fällen Bentonit und hydraulischen Bindemitteln. Im Einbauzustand sind insbesondere die Fließfähigkeit und die homogene Verteilung der Feststoffe in der flüssigen Phase von entscheidender Bedeutung. Nach dem Einbau wird eine möglichst zeitnahe Zunahme der Scherfestigkeit und damit eine Entwicklung des Materialverhaltens von einem überwiegend plastischen Fließverhalten in ein vorwiegend elastisches Feststoffverhalten angestrebt.
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Eine Möglichkeit die Fließgrenze der ZFSV zu erhöhen besteht in der gezielten Destabilisierung der aus den Feinanteilen und Tonpartikeln gebildeten Tragsuspension wodurch eine Trennung von Grobkörnern und flüssiger Phase erreicht wird. Durch den direkten Kontakt zwischen den Feststoffpartikeln nach der Separation von der flüssigen Phase und die damit verbundene intergranulare Spannungsübertragung nimmt die Reibung im Korngerüst zu und das Material entwickelt zunehmend Feststoffverhalten.
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Die technologische Herausforderung bei der flüssigen Grabenverfüllung besteht darin, den teilweise konkurrierenden Anforderungen an die fließfähigen Verfüllbaustoffe gleichzeitig gerecht zu werden. So sind gute Fließeigenschaften bei gleichzeitig hoher Suspensionsstabilität und eine schnelle Festigkeitsentwicklung nach dem Einbau bei gleichzeitig geringer Endfestigkeit gefordert.
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Die Verfestigung des Verfüllmaterials im eingebauten Zustand wird bei allen zurzeit am Markt erhältlichen Produkten durch hydraulische Bindemittel, zumeist Zement oder Kalk, erreicht. Durch das Wasseraufnahmevermögen der Bindemittel soll primär freies Porenwasser, das für die Fließfähigkeit der Baustoffe sorgt, gebunden werden und somit eine rasche Rückverfestigung infolge intergranularer Reibung ermöglichen.
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Der Nachteil hydraulischer Bindemittel besteht darin, dass die Eigenschaften des Materials zeitabhängig sind und der Ablauf der Reaktion nur bedingt beeinflusst werden kann. So erhält man eine schnelle Hydratation zumeist über einen erhöhten Bindemittelgehalt, mit der Folge einer hohen Endfestigkeit, die für einen Verfüllbaustoff im Leitungsbereich unbedingt zu vermeiden ist. Um die Eigenschaften dennoch gezielt zu beeinflussen, verwenden einige Hersteller Betonzusatzmittel, was aufwändige Rezeptabstimmungen und hohe Kosten bedingt.
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In der Geotechnik sind seit längerer Zeit Verfahren bekannt, die es ermöglichen bindige, hydraulisch gering durchlässige Böden zu entwässern oder zu verfestigen. Diese Verfahren beruhen auf Effekten der Elektrokinetik. Im Jahr 1935 wurde basierend auf der Elektroosmose das Patent
US2099328A auf ein ,Verfahren zur Verfestigung toniger Böden' angemeldet.
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Elektrophorese wird zur Entwässerung von Suspensionen, vorwiegend wässrigen Tonsuspensionen, angewandt. Die flüssige Phase, in diesen Fällen die Tonsuspension, stellt hierbei ein Elektrolyt dar, aus dem mittels Gleichstrom nach dem Prinzip der Elektrokoagulation Feststoffe abgetrennt werden. In jüngerer Zeit wurden auch vielversprechende Versuche zur Trennung gebrauchter Bentonitsuspensionen auf Basis der Elektrokoagulation durchgeführt (Popovic, Ivan & Schoesser, Britta & Thewes, Markus. (2017). Separation of used bentonite suspensions in slurry shield tunneling: improvement of depositing costs by introduction of a new method).
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Technische Aufgabe
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges und vielseitiges Verfahren zur sicheren und zuverlässigen Fixierung eines Bauteils in einem Hohlraum zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verfüllbaustoff zur Verwendung in dem Verfahren und ein System zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Technische Lösung
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereit, das die technische Aufgabe löst. Ebenso wird die Aufgabe durch einen Verfüllbaustoff gemäß Anspruch 9 und ein System gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Beschreibung der Ausführungsarten
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[Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Fixierung zumindest eines Bauteils in einem Hohlraum. Der Hohlraum kann beispielsweise eine Baugrube oder einen Graben umfassen. Der Hohlraum kann bereits vor Beginn des Verfahrens existieren oder im Rahmen des Verfahrens, beispielsweise zwischen der Anode und der Kathode, entstehen. Das Bauteil kann beispielsweise eine Leitung, insbesondere eine Wasserleitung, Gasleitung, Stromleitung oder Abwasserleitung, umfassen.
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Das Verfahren umfasst vorzugsweise zumindest folgende Schritte, insbesondere in der genannten Reihenfolge:
- a) Anordnen zumindest einer elektrisch leitfähigen Anode an dem Bauteil,
- b) Anbringen zumindest einer elektrisch leitfähigen Kathode an oder in dem Hohlraum,
- c) Einfüllen eines fließfähigen, Wasser und zumindest ein Tonmineral umfassenden Verfüllbaustoffs in den Hohlraum, sodass der Verfüllbaustoff zumindest das Bauteil, die Kathode, die Anode, und eine Begrenzung des Hohlraums miteinander verbindet,
- d) elektrisches Verbinden der Kathode mit dem negativen Pol einer elektrischen Gleichspannungsquelle und der Anode mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle und
- e) Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zwischen der Kathode und der Anode mit der Gleichspannungsquelle zur Verfestigung des Verfüllbaustoffs.
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Der Verfüllbaustoff kann beispielsweise einen zeitweise fließfähigen selbstverdichtende Verfüllbaustoff (ZFSV), auch als Flüssigboden bezeichnet, umfassen. Ein ZFSV ist in der Regel ein Gemisch aus Aushubmaterial und Zusatzstoffen (z.B. Plastifikator, Beschleuniger, Stabilisatoren), sowie Zugabewasser und gegebenenfalls Spezialkalk. Das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Flüssigboden sind beliebige Arten von Bodenaushub oder andere mineralische Stoffe. Der Flüssigboden kann nicht nur aus beliebigen Aushubböden, sondern auch aus ausgewähltem Recyclingmaterial ohne resthydraulische oder den Feuchtehaushalt ungeplant verändernde Inhaltsstoffe und aus anderen geeigneten Schüttstoffen hergestellt werden.
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Als Zusatzstoffe werden beim Flüssigboden spezifische Plastifikatoren verwendet, Beschleuniger, spezifische Stabilisatoren, die als bodenartig bezeichnet werden können, da sie aus Materialien bestehen, die im Boden auch in natürlicher Form vorkommen (z. B. Tonminerale), sowie Zugabewasser und gegebenenfalls Spezialkalk. Zusatzstoffe in Art und Menge, welche die Bildung von makroskopischen, starren, miteinander vernetzten, festen, die Eigenschaften des Ausgangsmaterials überlagernden und somit sehr verformungsarme Fremdstrukturen im Boden erzwingen, sind ungeeignet.
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Die Verfestigung des Verfüllbaustoffs erfolgt durch aus der elektrokinetischen Bodenverdichtung und Entwässerung von Tonsuspensionen bekannten elektrokinetischen Mechanismen. Insbesondere können durch Elektrophorese an der Anode Ton-Partikel, beispielsweise Bentonit-Teilchen, koaguliert werden, wodurch der Verfüllbaustoff verfestigt wird. Gleichzeitig können durch Elektroosmose Wassermoleküle zur Kathode bewegt werden, wodurch eine Entwässerung des Verfüllbaustoffs erreicht wird.
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Die durch die angelegte Spannung erzeugte elektrische Feldstärke liegt beispielsweise im Bereich von 5 V/m bis 500 V/m, vorzugsweise 25 V/m bis 100 V/m, woraus sich typischerweise eine Stromdichte von 1 A/m2 bis 250 A/m2, vorzugsweise 5 A/m2 bis 50 A/m2 ergibt. Versuche haben für die genannten Wertebereiche mit typischen Verfüllbaustoffen eine besonders effiziente, schnelle und dauerhafte Verfestigung gezeigt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können auf der Materialseite Optimierungen erreicht werden, indem der Anteil an Bindemitteln oder anderer reaktiver Zusatzstoffe zur zeitlich verzögerten Verfestigung in dem Verfüllbaustoff reduziert werden. Hierdurch werden unerwünscht hohe Endfestigkeiten ausgeschlossen, der Zeitpunkt der Verfestigung kann frei gewählt werden, und es werden zeitabhängige Veränderungen des Materialverhaltens vermieden. Weiterhin kann durch die elektrokinetische Verfestigung des Verfüllbaustoffs dessen Frostempfindlichkeit reduziert werden, da der Verfüllbaustoff durch elektroosmotische Effekte entwässert wird, sodass der Verfüllbaustoff auch im Bereich der Frosteinwirkungszone eingesetzt werden kann, was mit üblichen zeitweise fließfähigen Verfüllmaterialien nicht möglich ist.
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Dadurch, dass die Anode an dem Bauteil angeordnet ist, findet an dem Bauteil eine besonders schnelle und starke Verfestigung des Verfüllbaustoffs statt, sodass das Bauteil sicher und dauerhaft fixiert wird. Insbesondere können sich Bestandteile des Verfüllbaustoffs chemisch mit dem Bauteil verbinden, sodass eine stoffschlüssige und somit besonders stabile Fixierung des Bauteils erreicht wird.
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Ferner wird durch das erfindungsgemäße Verfahren Wasser von dem Bauteil abgeführt, sodass sich kein mit Wasser gefüllter Ringspalt um das Bauteil bildet, sodass das Bauteil zumindest abschnittsweise in einer oder mehreren Raumrichtungen formschlüssig, insbesondere spielfrei, fixiert wird. Insbesondere wenn das Bauteil eine Leitung ist, ist eine zuverlässige Fixierung von hoher Bedeutung, um Schäden an der Leitung, die nach einem Verfüllen des Hohlraums nur mit hohem Aufwand behoben werden könnten, zu vermeiden.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass das Bauteil ohne einen zusätzlichen mechanischen Verdichtungsschritt oder Verpressungsschritt des Verfüllbaustoffs sicher fixiert wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können beispielsweise im Rohrleitungsbau gezielt Feststoffe an ein als Anode ausgebildetes Rohr angelagert und verfestigt werden, wodurch die Bildung eines Ringspaltes um das zu bettende Rohr effektiv verringert oder sogar ganz vermieden wird. Ringspalte können sich negativ auf die Bettung der Rohre oder auf den Wärmetransport zwischen Rohr und Boden auswirken. Die Anhaftung von Feststoff an das Rohr, kann ebenfalls die Lagesicherung des Rohres gewährleisten wodurch ein Aufschwimmen des Rohrs infolge eines Auftriebs des Rohrs in dem umgebenden Material verhindert wird.
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Durch die Art der geometrischen Anordnung der Anode an dem Bauteil können Ort und Richtung der Fixierung des Bauteils eingestellt werden. Beispielsweise kann die Anode an einem Fixierungsbereich des Bauteils angeordnet sein, sodass das Bauteil hauptsächlich in dem Fixierungsbereich fixiert wird und in anderen Bereichen im Wesentlichen frei bleibt, beispielsweise um Bewegungen des Bauteils aufgrund von Temperaturunterschieden zu erlauben. Wenn die Anode beispielsweise horizontal neben dem Bauteil angeordnet ist, wird der Verfüllbaustoff hauptsächlich neben dem Bauteil verfestigt, sodass das Bauteil dadurch hauptsächlich gegen Bewegungen in horizontaler Richtung fixiert wird, während Bewegungen in vertikaler Richtung möglich bleiben. Beispielsweise wenn zu erwarten ist, dass sich ein Untergrund des Hohlraums noch setzt, kann es vorteilhaft sein, das Bauteil nicht gegen Bewegungen in vertikaler Richtung zu fixieren.
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Vorteilhafterweise kann das Bauteil die Anode umfassen. Dadurch wird das Bauteil besonders zuverlässig fixiert. Ferner wird das Verfahren vereinfacht, da die Anode gemeinsam mit dem Bauteil in dem Hohlraum angeordnet werden kann und ein separates Anordnen der Anode entfällt. Insbesondere kann ein oberflächennaher Bereich des Bauteils oder das gesamte Bauteil die Anode bilden, beispielsweise wenn der oberflächennahe Bereich oder das Bauteil aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall besteht.
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Vorzugsweise bildet eine Oberfläche des Bauteils, insbesondere eine Beschichtung und/oder Umhüllung des Bauteils, die Anode. Die Umhüllung kann beispielsweise als Umwicklung, Netz oder Käfig, insbesondere aus Metalldrähten, ausgestaltet sein. Dabei kann die die Anode bildende Oberfläche die gesamte Oberfläche des Bauteils bilden oder eine Teilfläche davon, beispielsweise in einem Fixierungsbereich des Bauteils. Zum Schutz der Anode vor Umwelteinflüssen kann die Anode in der Nähe der Oberfläche des Bauteils in dem Bauteil eingebettet oder mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen sein. Dabei ist eine Schichtdicke des Bauteils zwischen der Anode und der Oberfläche des Bauteils oder eine Schichtdicke der korrosionsbeständigen Beschichtung vorzugsweise so gering gewählt, dass eine Übertragung elektrischer Ladungsträger zwischen der Anode und der Oberfläche nicht wesentlich behindert wird.
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Vorzugsweise besteht die Anode aus einem Metall, umfassend Aluminium, Eisen und/oder Stahl. Ein Vorteil einer Aluminium oder Eisen enthaltenden Anode liegt darin, dass davon abgebende Metallionen in Wasser polymerartige Hydroxide bilden, die sehr gute Koagulationskeime für Ton-Partikel darstellen. Vorteilhafterweise ist die Anode korrosionsbeständig, sodass sie, beispielsweise bei Transport oder Lagerung vor Ausführung des Verfahrens, nicht durch Umwelteinflüsse beschädigt wird, insbesondere elektrisch leitfähig bleibt.
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Die Kathode von zumindest einem Verbauelement aus einem Metall, insbesondere aus Stahl, umfasst sein, wobei das Verbauelement eine Begrenzung des Hohlraums bildet. Im Sinne der Erfindung bezeichnet der Begriff „Verbauelement“ ein Element eines Verbaus zur Abstützung und Sicherung von Graben-, Gruben-, Schacht- oder Tunnelwänden sowie Stollenwänden oder-decken im Bereich von Aufgrabungen, im Tief-, Tunnel-, Wasser- oder Bergbau, ohne Beschränkung auf ein bestimmtes Material oder eine bestimmte geometrische Form. Insbesondre kann ein Verbauelement als Verbauplatte, insbesondere als Teil einer Trägerbohlenwand oder einer Verbaubox, oder als Spundwandbohle ausgestaltet sein.
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Für die Sicherung von Kanalgräben oder Baugruben werden häufig Verbauplatten oder Spundbohlen, beispielsweise aus Stahl, verwendet. Wenn die Kathode von einem, meist ohnehin vorhandenen, Verbauelement umfasst ist, ist das Verfahren dadurch besonders einfach auszuführen, weil die Kathode gemeinsam mit dem Verbauelement angebracht werden kann, sodass kein separates Anbringen der Kathode notwendig ist.
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Dadurch, dass sich beim Verfestigen des Verfüllbaustoffs Wasser an der Kathode sammelt, kann dieses Wasser bei einem Entfernen der Kathode am Ende des Verfahrens als Schmiermittel dienen, sodass die Kathode besonders einfach entfernt werden kann. Wenn die Kathode von einem Verbauelement umfasst ist, kann entsprechend dieses Verbauelement besonders einfach entfernt werden.
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Das zumindest eine Verbauelement kann eine Anzahl von Entwässerungsöffnungen zum Durchtritt von Wasser durch oder in das Verbauelement umfassen. Durch die Entwässerungsöffnungen kann die Menge des Wassers, das sich an der Kathode sammelt, eingestellt werden, sodass einerseits eine ausreichende Verfestigung des Verfüllbaustoffs erreicht wird und andererseits die Kathode am Ende des Verfahrens einfach entfernt werden kann. Wenn das Bauelement hohl ausgebildet ist, kann sich durch die Entwässerungsöffnungen Wasser darin sammeln. Das gesammelte Wasser kann beispielsweise durch zumindest eine Abpumpöffnung aus dem Verbauelement abgepumpt werden oder am Ende des Verfahrens zusammen mit dem Verbauelement entfernt werden.
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Eine häufig angewendete Methode zur Auflagerung eines Bauteils, beispielsweise eines Rohres, im Einbauzustand ist die Ausbildung von Auflagerbänken aus zeitweise fließfähigem selbstverdichtendem Verfüllmaterial plastischer Konsistenz. Das Einfüllen des Verfüllbaustoffs kann zumindest in einen Auflagebereich zur Auflage des Bauteils zwischen dem Bauteil und einem Boden des Hohlraums erfolgen. Dadurch kann der Verfüllbaustoff vorteilhafterweise eine verfestigte und somit mechanisch stabile Auflagerbank für das Bauteil bilden.
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Das Anbringen der Kathode kann in oder an den Auflagebereich erfolgen. Dadurch erfolgt die Verfestigung des Verfüllbaustoffs hauptsächlich in dem Auflagebereich zwischen dem Bauteil und der Kathode, sodass eine mechanisch stabile, insbesondere zugfeste und schubfeste, Verbindung des Bauteils mit der Auflagerbank entsteht.
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Das Verfahren kann ein elektrisches Verbinden einer Mehrzahl von Anoden oder Kathoden miteinander durch eine Anzahl von elektrischen Verbindern umfassen. Wenn mehrere Anoden und/oder Kathoden elektrisch miteinander verbunden sind, kann dadurch ein großes Bauteil oder mehrere Bauteile mit den verbundenen Anoden und/oder Kathoden gleichzeitig fixiert werden, ohne dass jede der Kathoden und/oder Anoden einzeln mit der Gleichspannungsquelle verbunden werden muss.
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Die Verbinder können beispielsweise als Steckverbinder oder Rastverbinder ausgestaltet sein, um eine einfache und sichere Verbindung zu ermöglichen. Ferner können die Verbinder an jeweils einer Kathode oder Anode vormontiert sein, um das Verbinden weiter zu vereinfachen. Ist das Bauteil beispielsweise ein Rohr, kann jeweils ein Verbinder an den Enden des Rohrs angeordnet sein, sodass sich die Verbinder zweier Rohre miteinander verbinden, sobald diese zwei Rohre zu einer Rohrleitung zusammengesteckt werden.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst zumindest
- a) eine an einem Bauteil angeordnete Anode,
- b) eine Kathode,
- c) einen fließfähigen, Wasser und zumindest ein Tonmineral umfassenden, insbesondere erfindungsgemäßen, Verfüllbaustoff und
- d) eine Gleichspannungsquelle,
wobei
- e) der Verfüllbaustoff in den das Bauteil enthaltenden Hohlraum einfüllbar ist, sodass der Verfüllbaustoff zumindest das Bauteil, die Kathode, die Anode, und eine Begrenzung des Hohlraums miteinander verbindet,
- f) die Kathode mit dem negativen Pol und die Anode mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle elektrisch verbindbar ist, und
- g) mit der Gleichspannungsquelle eine elektrischen Gleichspannung zwischen der Kathode und der Anode zur Verfestigung des Verfüllbaustoffs anlegbar ist.
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Die Komponenten können vorteilhafterweise so wie zum erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben ausgestaltet sein und das System kann weitere zum erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene Komponenten umfassen, woraus sich die dort dargestellten Vorteile ergeben.]
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung und anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Gegenstände dargestellt sind. Merkmale, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Merkmale nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Fig.1
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems 200 zur Fixierung eines Bauteils BT, beispielsweise einer Rohrleitung, in einem Hohlraum H, beispielsweise einem Kanalisationsgraben, mit einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das System 200 umfasst eine an dem Bauteil BT angeordnete Anode 210, die beispielsweise von einer Oberfläche des Bauteils BT gebildet ist. Das System 200 umfasst eine Kathode 220, beispielsweise eine Verbauplatte, die einen Teil einer Begrenzung BG des Hohlraums H bilden kann. Das System 200 umfasst eine Gleichspannungsquelle 250, deren positiver Pol mit der Anode 210 und deren negativer Pol mit der Kathode 220 elektrisch leitend verbunden ist. Das System 200 umfasst einen Wasser und zumindest ein Tonmineral enthaltenden Verfüllbaustoff 230, der in den Hohlraum H eingefüllt ist und diesen insbesondere im Wesentlichen vollständig ausfüllt.
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Wenn durch die Gleichspannungsquelle 250 eine elektrische Spannung zwischen der Anode 210 und der Kathode 220 angelegt wird, kommt es dadurch zu einer Verfestigung des Verfüllbaustoffs 230, insbesondere in einem Anodenbereich AB (nur schematisch schraffiert dargestellt) nahe der Anode 210, und zu einem Wasserfluss WF in oder aus dem Verfüllbaustoff 230 zur Kathode 220.
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Fig.2
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems 200 zur Fixierung eines Bauteils BT, beispielsweise einer Rohrleitung, in einem Hohlraum H, beispielsweise einem Kanalisationsgraben, mit einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das dargestellte System 200 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten System 200 dadurch, dass der Verfüllbaustoff 230 nur in einen Auflagebereich ALB zwischen dem Bauteil BT und einem Boden B des Hohlraums H eingefüllt ist. Ferner ist eine Anzahl von, beispielsweise zwei, Kathoden 220 in dem Auflagebereich ALB angebracht.
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Wenn durch die Gleichspannungsquelle 250 eine elektrische Spannung zwischen der Anode 210 und der Kathode 220 angelegt wird, kommt es auch hierzu einer Verfestigung des Verfüllbaustoffs 230, insbesondere in einem Anodenbereich AB (nur schematisch schraffiert dargestellt) nahe der Anode 210, und zu einem Wasserfluss WF in oder aus dem Verfüllbaustoff 230 zur Kathode 220. Dabei bildet der verfestigte Verfüllbaustoff 230 insbesondere im Anodenbereich AB eine mechanisch stabile Auflagerbank für das Bauteil BT, die insbesondere zugfest und schubfest mit dem Bauteil BT verbunden sein kann.
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Fig.3
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Fixierung zumindest eines Bauteils BT in einem Hohlraum H. Das Verfahren 100 umfasst beispielsweise folgende Schritte:
- a) Anordnen 110 zumindest einer elektrisch leitfähigen Anode 210 an dem Bauteil BT,
- b) Anbringen 120 zumindest einer elektrisch leitfähigen Kathode 220 an oder in dem Hohlraum H,
- c) Einfüllen 130 eines fließfähigen, Wasser und zumindest ein Tonmineral umfassenden Verfüllbaustoffs 230 in den Hohlraum H, sodass der Verfüllbaustoff 230 zumindest das Bauteil BT, die Kathode 220, die Anode 210, und eine Begrenzung BG des Hohlraums H miteinander verbindet,
- d) elektrisches Verbinden 140 der Kathode 220 mit dem negativen Pol einer elektrischen Gleichspannungsquelle 250 und der Anode 210 mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 250 und
- e) Anlegen 150 einer elektrischen Gleichspannung zwischen der Kathode 220 und der Anode 230 mit der Gleichspannungsquelle 250 zur Verfestigung des Verfüllbaustoffs 230.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verfahren
- 110
- Anordnen
- 120
- Anbringen
- 130
- Einfüllen
- 140
- Verbinden
- 150
- Anlegen
- 200
- System
- 210
- Anode
- 220
- Kathode
- 230
- Verfüllbaustoff
- 250
- Gleichspannungsquelle
- AB
- Anodenbereich
- ALB
- Auflagebereich
- B
- Boden
- BG
- Begrenzung
- BT
- Bauteil
- H
- Hohlraum
- WF
- Wasserfluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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