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Bitumin~se quwllfõhige Dichtung Die bitumin~sen Stoffe sind bekanntlich
thermoplastisch. Sie haben bei normales Temperatur je nach Erweichungspunkt eine
mehr oder weniger ausgeprägte FlieBneigung. Durch Zusats von Füllstoffen kann diese
Eigenschaft verringert werden und bei richtigen Einsatz von kornabgestuften Gesteinsmaterialien
kann man standfests Balõge unter Verwendung bitumin~ser Bindemittel heratellen,
via as beispielsweise bel don Stra#endecken or Fall zist.
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Bei der in Wasserbau viel verbreiteten Verwendung bitumin~ser Stoffe
f³r die Beratellung von Dichtungsbelõgen tritt die Flie#neigung der bitumin~sen
Stoffe hõufig unangenehm in Erscheinung, denn solobe Dichtungsmassen m³ssen hohlraumfrei
und bindemittelreich sein und nttssen auch vielfach in schmelsfl³ssigen Zustand
verarbeitet verden. reahalb ist eine hohe FUllung mit standfestem Gesteinsmaterial
vielfach nicht m~glich und es verbleibt duit eine mehr oder weniger ausgeprägte
Flie#neigung der Dichtungsmassen.
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Dies führt in der Praxis des Wasserbaus hOutlg su Schwierigkeiten,
welche der Anlass waren, da# Professor Tersaghi auf der Baugrundtagung 1958 in Bamburg
die Ansicht verrat, daB bitumin~se Massen nir mit Einsehrõnkung als Diohtungsmaterialien
In Wasserbau gebraucht werden k~nnen, weil es as'
eine Frage der
Zeit sei, wann sich ihre FlieBneigung bemerkbar ache.
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So können sich z. B. mit Bitumenmassen vergossens Hohlrõume in Felsspalten
usw. wieder ~ffnen, wenn das Dichtungsmaterial in dem Spalt weiterwandert. Ferner
können Dammdichtungen undicht werden, wenn das zwischen gebrochenem Gestein befindliche
Dichtungsmaterial in andere Hohlrõume abwandert.
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Es wurde gefunden, daß man dièse 8chwierigkeiten durch folgendes Terfahren
beheben kann. Don bituminösen Bindemittel, also beispielsweise dem Bitumen, wird
anstelle der ³blichen Mineralf³ller, wie z.B.
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Kalksteinmehl, Schiefermehl usw., in Füller zugesetzt, welcher stark
hygroskopische Eigenschaften besitzt und deshalb die Neigung hat, Wasser aus der
Umgebung in die bituminöse Dichtung aufzunehmen. Dadurch verliert diese ihre FlieBneigung.
Durch die Quellung dehnt sich das Diohtungsmaterial aus, wodurch die Dichtungswirkung
sich verbessert.
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Ala wasserabsorbierende F³llstoffe für bituminöse Dichtungsmassen
kommen versugsweise Quelltone, bekannt als cogenannter Bentonit, in Frage.
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Es handelt sich dabei um wasserhaltige Aluminiumsilikate, welche bis
zur 5-fachen Mange ihr* Gewichts an Wasser aufnehmen und dabei ihren Rauminhalt
bis aug das Zehmfache ausdehnen k~nnen.
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Wons derartige bentonithaltige Dichtungsmassen unter Wasser gelagert
werden, quellen sis in Lauf der Zeit ebetrõchtlich, weil der Bentonit Wasser aus
der Umgebung in die Dichtungsmasse aufnimmt. Diese Wirkung tritt sehr anschaulich
in Erscheinung, wenn man beispielsweise auf nasse Filterschichten aus Quarzsand
bituminöee Dichtungsschichten auflegt und dann darauf Waserdruck einwirken lest,
ein Prüfverfahren, wie es zur Erprobung ton Dichtungsbelõgen hõufig verwendet wird.
Wenn unter Verwendung des gleiche Bitumens eine Dichtungsmasse mit normalen Steinsehlt
beispielweise Schieformehl, gef³llt wird und eine andere Dichtungsmasse mit Bentonit
unter Einhaltung desselben Erweichungspunkts, dann boa man beobachten, daß die mit
gew~hnlichen Mineralmehl gef³llte Masse
durch den angesetsten Wasserdruck
allmõhlich in die Filterschioht abwandert. Dieser Vorgang vird zwar allmõhlich langsamer,
kommt aber praktisch nicht sun Stillstand. Die bentonihaltige Diohtungsmasse dringt
anfõglich ebenfalls infolge des auf sie wirkenden Wasserdrucks in die Filterschict
ein, jedoch wesentlich langsamer. Besonders wichtig ist aber, daß der FlieBvorgang
bald zum Stilletand kommt. Die Masse erweist sich dann auch bei hohem Waerdruok
als standfest.
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Dies rWhrt daher, daB in hall der bentonithaltigen Diohtungemasse
bei ihren Eindringen in die Filtersohioht Wasser von Bentonit in die Dichtungsmasse
aufgenommen wird. Der Bentonit quillt dadurch und vergr~#ert das Volumen des Dichtungsmaterials
in dem Filterger³st, woduroh sich die Diohtungsmasse in diesel verspannt. Gleichseitig
vird auoh die Flie#neigung der bitumin~sen Dichtingsmasse durch die Quellung des
in ihr enthaltenen Bentonits außerordentlioh verringert.
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Demit hõngt es susammen, da# de bentonithaltige Dichtungsmasse trots
anfänglicher Flie#neigung beim Hinsukommen von Wasser stabil wird und eine verbesserte
Dichtungswirkung zeigt, wahrend die auf Ubliche Weise mit Steinmehl gef³llte bituminöse
Dichtungsmasse ihren Flüssigkeitscharakter behõlt.
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Is sei in dièses Zutu zenhang darauf hingewiesen, da8 Tondiohtungen
im Wasserbau bekannt sind. Dabei wird jedoch der Ton als alleiniges Dichtungsmaterial
verwendet, gegebenfalls in Verbindung mit Wasserglas und anderen anorganischen Zusõtzen,
jedoch nicht in Verbindung mit bituminösen Stoffen und vor alles nicht eingeh³llt
in bituminöse Stoffe, vie es bei dem erfundungsgemõ#en Verfahren der Fall ist. Bei
der üblichen Tondichtung wird der Ton in angequollenem Zustand eingebaut. Dadurch
ergibt sich die Gefahr, da8 bei Verarbeitung in trookener Luft duroh Austrooknung
des Tons nachtrõglich Schwindrisse und Undichtigkeiten auftreten. Weiterhin kann
der duroh kein Bindemittel festgehaltene Ton bei Bindringen von Wasser in Hohlrkume
weggeschwemmt und so die Dichtung zerst~rt werden.
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Bei dem erfindungsgemißen Verfahren dagegen ist der Quellton in praktisch
wasserfreiem Zustand von Bitumen umhüllt. Er kann bei der Verarbeitung nicht austrocknen
und auch nicht durch Wasser weggespült werden. Er wirkt dort, wo kein Wasser hinzukommt,
als mineralischer Füllstoff, wie die bisher üblichen Füller in Bitumen, quillt aber
dort, wo Wasser hinzutritt und schließt dadurch entstehende Undichtigkeiten, wobei
gleichzeitig eine Festigung der Dichtungsmasse im Steingerüst bewirkt wird. Praktisch
ist auf der dem Wasser zugekehrten Seite einer Dichtung stets, wenn auch nur an
der Oberfläche, mit dem Eindringen von Wasser zu rechnen, so daB dort stets der
erwünschte Verfestigungseffekt auftritt, der an Lockerstellen gegebenenfals in die
Tiefe fortschreitet.
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Beispiel Es wurden 2 bituninöse Massen derselben Penetration (27 bei
25°C) hergestellt, bestehend aus a) 50 Teilen Bitumen 45 und 50 Teilen Quarzmehl
und b) aus 48, 5 Teilen Bitumen 45 und 51, 5 Teilen Bentonit. Aus diesen Massen
wurden runde Platten von 2cm Stärke hergestellt. Diese wurden in Druckfiltern über
einer wassergesättigten Filterschicht aus Quarssand 2-4 mm dicht eingebaut. Unter
einem Wasserdruck von 6 Atmosphären ergaben sich bei den beiden Dichtungsmassen
folgende Eindringtiefen des Belags : Prüfdauer in Tagen 10 30 60 100 Masse a) quarzmehlgefullt
3, 55,56,58cm Masse b) bentonitgefullt 2, 5 3, 5 4 4 cm.
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Man ersieht daraus, daß 1. die bentonitgefüllte Masse trotz gleicher
Plastizität langsamer eindringt und da# 2. die Eindringung zu einem Stillstand kommt,
wõhrend die mit Quarzmehl gefüllte Dichtungsmasse schneller eindringt ; dieser Vorgang
kommt praktisch nicht zur Ruhe.