DE19609902A1 - Injektionsschlauch für die Abdichtung von Arbeitsfugen an Betonbauwerken - Google Patents

Description

Injektionsschläuche dienen zum eintragen von pumpbaren, organischen oder anorganischen Medien, die aushärten oder abbinden können (Injektionsmittel), in Anschlußfugen an Betonbauwerken. Durch das einbringen des Injektionsmittels in die Fugen werden vorhandene Undichtigkeiten beseitigt, der Durchtritt von Wasser oder anderen Medien durch die Fugen verhindert und ggfs. die Fugenflanken kraftschlüssig miteinander verbunden. Um diese Aufgabenstellung zu erfüllen, werden die Injektionsschläuche vor dem Betoniervorgang in den Bereich eingebaut, in dem die Undichtigkeiten zu erwartet sind. Sie werden also einbetoniert.

Um die angestrebte Funktion erfüllen zu können, müssen die Injektionsschläuche so beschaffen sein, daß das Dichtungsmittel an der Oberfläche des Injektionsschlauches ungehindert und gleichmäßige austreten kann; die Verteilung des injizierten Dichtungsmittels im abzudichtenden Bereich muß über die gesamte Schlauchlänge gewährleistet sein. Allerdings muß gleichzeitig auch verhindert werden, daß beim Betoniervorgang Beton oder Betoninhaltsstoffe (z. B. Zementschlempe) in den Schlauch eindringen, diesen verstopfen und unbrauchbar machen.

Der Stand der Technik kennt verschiedene Ausgestaltungen von Injektionsschläuchen für die beschriebene Anwendung. Die geschilderten technischen Vorgaben werden durch diese bekannten Injektionsschläuche nicht - oder nicht vollständig - oder nur mit sehr hohem technischen Aufwand bei der Herstellung dieser Schläuche gelöst. Die nach dem Stand der Technik bekannten Injektionsschläuche sind also entweder nicht absolut funktionssicher oder aber wegen Ihrer aufwendigen Ausgestaltung sehr teuer in der Herstellung.

So ist ein Injektionskontaktschlauch bekannt, der aus einem runden Schlauchkörper besteht, der mit einem zweiten Schlauch aus einer dünnen Folie mit geringer Festigkeit und dichter Oberfläche überzogen ist. Der innere Schlauchkörper ist gelocht. Bei der Injektion soll das unter Druck stehende Medium über den Löchern die weiche Folie aufreißen, wodurch dann ein austreten des Injektionsmittels in den Fugenspalt möglich wird.

Dieser bekannte Injektionsschlauch ist erfahrungsgemäß nicht funktionssicher, weil nicht gewährleistet werden kann, daß das notwendige aufreißen der Folienhülle unter allen Bedingungen auch erfolgt. Wie auch dem Nichtfachmann leicht einsichtig, muß dazu ausreichend Raum in der Fuge vorhanden sein, da sonst die dünne Folienhülle nicht über ihre Streckgrenze hinaus überdehnt werden und aufreißen kann.

Weitere bekannte Injektionsschläuche bestehen aus stützenden Körpern aus aus gewendeltem Draht oder Kunststoff, ggfs. zusätzlichen Innenschläuchen und einem ein- oder mehrlagigen Überzug aus Faservliesen oder Geweben (DE-OS 31 03 041 und DE-OS 33 20 875). Die Umhüllung aus den Vliesen oder Geweben soll dabei zwar den Durchtritt des Injektionsmittels nach außen ermöglichen, aber durch die gewählte Maschengröße das Eindringen von flüssigem Beton verhindern.

Auch diese nach dem Stand der Technik bekannten Injektionsschläuche haben sich nicht bewährt. Durch die bekannte Eigenschaft der Vliese und Gewebe, Feuchtigkeit aufzusaugen, entzieht ein solches System dem flüssigen Beton eine gewisse Menge seiner Anmachflüssigkeit, wobei darin fein verteilte und/oder kolloidal gelöste Teile des Zementes mit in das Vlies/Gewebe eingebracht werden. Dies führt zu einer Versinterung und damit zur Versiegelung des Porenraums im Vlies/Gewebe.

Die DE 35 12 470, EP 0199 108 und das Deutsche Gebrauchsmuster G 84 25 518 beschreiben Injektionsschläuche aus einem zylindrischen ( runden ) Schlauchkörper, der bei der Extrusion so ausgeformt ist, daß in der Wandung ein oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Kanäle entstehen, die über Bohrungen/Schlitze mit dem Schlauchinneren verbunden sind. In diese Kanäle werden passend ausgeformte Streifen aus einem kompressiblen Kunststoffschaum oder Moosgummi eingelegt und durch umhüllen des Schlauchkörpers mit einem Geflecht in den Kanälen fixiert. Die Schaumstoffstreifen dichten das Schlauchinnere gegen eindringende Betoninhaltsstoffe ab und lassen durch ihre durch Druck von innen mögliche Volumenveränderung das Austreten des Injektionsmittels aus dem Schlauch zu.

Diese bekannten Injektionsschläuche sind funktionssicher, aber wegen ihrer aufwendigen Konstruktion teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, diese aus der Praxis bekannten anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Nachteile der bekannten Injektionsschläuche nach dem Stand der Technik, zu beseitigen und einen sehr preiswerten, einfachen und trotzdem absolut funktionssicheren Injektionsschlauch bereitzustellen.

Diese Aufgabenstellung ist anspruchsgemäß gelöst.

Es sind seit längerem Produkte bekannt, die durch Coextrusion von granuliertem Elastomer - vorzugsweise Gummi aus alten Autoreifen - als Füllstoff und thermoplastischen oder chemisch härtenden Polymeren als Bindemittel hergestellt werden. In dieser Technik können Formteile beliebiger Geometrie - z. B. Folien, Bänder, Platten, Profile und auch Schläuche hergestellt werden. Je nach Typ und Menge des verwendeten Bindemittels entstehen dabei harte, elastische, homogene oder poröse Körper, die vielfältig, z. B. als Dämpfungselemente, Bodenbelag, Schutzfolie und weitere mehr verwendet werden.

Nach dieser bekannten Technik werden auch poröse Schlauchkörper hergestellt und für Bewässerungszwecke eingesetzt. Die Schläuche werden dazu im Erdreich verlegt und Wasser durch die poröse Schlauchwandung direkt in den Wurzelbereich der Pflanzen transportiert.

Es war naheliegend, ein solches System auch für die Injektion von Harzen in Betonierfugen zu verwenden. Alle entsprechenden Feldversuche waren aber negativ, es war nicht möglich, Injektionsmittel in der notwendigen Menge und gleichmäßig über solche Schläuche in Fugen einzubringen. Bei Erforschung der Ursachen war festzustellen, daß die Porenstruktur der Schläuche durch eingedrungene und erhärtete (gesinterte) Feinbestandteile des Betons so verfüllt/verstopft waren, daß das eingepreßte Injektionsmittel nicht mehr oder nicht gleichmäßig aus dem Schlauch austreten konnte.

Es wurde weiter festgestellt, daß die poröse Struktur dieser Schläuche durch ein gewissen kapillaren Saugeffekt das eindringen dieser für die Schlauchfunktion schädlichen Betonbestandteile zusätzlich unterstützt.

Es ist in diesem Zusammenhang wichtig zu wissen, daß das ausinjizieren solcher Injektionsschläuche erst dann sinnvoll ist, wenn Erhärtung und Abbinden des Betons weitestgehend abgeschlossen sind und kein weiteres, nennenswertes lineares Schwinden des Betons zu erwarten ist. Wie der Fachmann weiß dauert diese Abbindephase etwa 6 Monate. In dieser Zeit ist - wie der Fachmann auch weiß - der überwiegende Teil des überschüssigen Anmachwassers aus dem Beton ausgetreten, so daß auch Krustenbildung aus den abgetrennten Feinstanteilen, Sintererscheinungen etc. auftreten, die Ursache für das versagen der Bewässerungsschläuche für diese Anwendung sind.

Nach umfangreichen Versuchen und Erprobungen wurde jetzt ein einfaches, kostengünstiges und sehr wirksames Verfahren gefunden, um mit einer Nachbehandlung der Oberfläche solcher poröser Schlauchkörper die geschilderten Nachteile zu beseitigen und aus diesen, technisch leicht verfügbaren, Schläuchen funktionssichere, einfache und damit preiswerte Injektionsschläuche herzustellen.

Das gefundene Verfahren nutzt die jedem Fachmann gut bekannte Eigenschaft bestimmter Stoffe, in pastöser oder strukturviskoser Modifikation aufzutreten, wobei dieser Aggregatzustand entweder in der chemischen Struktur des Stoffes selbst begründet sein kann oder durch geeignete Zusatzmittel erreicht wird. Das Verfahren nutzt auch die Eigenschaft vieler dieser Stoffe, durch das fehlen flüchtiger und/oder reaktiver Inhaltsstoffe, auch bei längerer Lagerung und in dünnen Schichten keinen zusammenhängenden Film zu bilden.

Nur als Beispiel für diese, dem Fachmann aus der Chemie der Fette, Öle, Schmierstoffe und Anstrichmittel allgemein bekannten Stoffe sind zu nennen höhere Kohlenwasserstoffe wie z. B. die unter der Trivialbezeichnung Paraffine bekannten Alkane, die unter der nicht systematischen Bezeichnung Wachse bekannten und zusammengefaßte Stoffgruppen oder durch Zusatzstoffe in ihrem fließverhalten veränderte Stoffe wie Mineralöle, Siliconöle, Weichmacheröle, Polyglykole, Fettsäureester oder Fettsäuren. Typische, allgemein bekannte Verdickungsmittel für solche Stoffe sind feinteiliges Siliciumdioxyd, Metallseifen, organisch modifizierte Tone (Bentonite, Hectorite, Attapulgite und ähnliche, dem Fachmann gut bekannte Additive).

Bei der Auswahl geeigneter Stoffe zur Herstellung der Schutzüberzüge sind solche Produkte bevorzugt, die gegenüber Beton ,insbesondere der typischen Betonalkalität, inert sind. Ganz besonders bevorzugt sind Stoffe, die über eine ausgeprägte Trennwirkung gegenüber Beton verfügen und die nicht wasserlöslich sind.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Injektionsschlauches werden die ausgewählten Stoffe bevorzugt mechanisch so auf die Oberfläche des Schlauchkörpers aufgetragen, daß die Poren in der Schlauchstruktur mit dem Überzugsmittel verfüllt sind und das eindringen von Wasser und von im Wasser gelösten und/oder suspendierten feinen Feststoffen verhindert wird. Eine hohe Schichtdicke oder ein geschlossener Film an der Schlauchoberfläche sind dazu nicht notwendig.

Es ist auch möglich, daß an sich nicht fließfähige Mittel durch zugesetzte ,flüchtige Lösemittel oder durch die Einwirkung erhöhter Temperatur so weit zu verflüssigen, daß es entweder durch Eintauchen des Schlauches in das verflüssigte Mittel oder durch Einpressen (ähnlich einem Injektionsharz) in den Schlauch und anschließendes freiblasen des Schlauchkanales mit Druckluft zur temporären Dichtung/Imprägnierung des Schlauchkörpers appliziert werden kann.

Diese Ausgestaltung der Erfindung wird aber nicht bevorzugt.

Es ist auch denkbar, die Schlauchoberfläche mit ganz oder teilweise in Wasser - bevorzugt in alkalischem Milieu - löslichen, filmbildenden Überzügen zum Schutz gegen Betoninhaltsstoffe zu versehen. Der Fachmann kennt diese Stoffe aus der Chemie der Farben, Lacke und Kunststoffe. Sie müssen hier deshalb nicht besonders beschrieben werden. Nur als typische Vertreter dieser Spezies werden genannt Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, teilvernetzte Gelatine. Dieses Ausgestaltung der Erfindung wird aber nicht bevorzugt.

Schließlich können die Überzugs- und Imprägniermittel auch noch Stoffe enthalten, die das Erhärten des Zementes an der Grenzfläche zwischen Schlauchoberfläche und Beton verhindern. Der Betontechnologe kennt solche Produkt. Als typische Vertreter solcher Stoffe sind nur als Beispiel die unter der Trivialbezeichnung Zucker bekannten Verbindungen zu nennen, die das Erhärten von Zement auf Dauer verhindern.

Das nachfolgende Beispiel verdeutlicht den Erfindungsgedanken, ohne ihn zu beschränken oder einzuengen:

Beispiel 1

Es wird ein Schlauchkörper aus 70 Teilen feinteiligem Gummigranulat, Korngröße im Mittel 1 mm und 30 Teilen handelsüblichem Polyethylen durch Extrusion hergestellt. Wanddicke 2 mm, Durchmesser des Innenkanals 6 mm. Die Schlauchwandung dieses Schlauches ist porös und unter Druckbeaufschlagung gleichmäßig über die Oberfläche verteilt durchlässig für handelsübliche Injektionsharze.

Der Oberfläche des Schlauches wird durch eine Applikationsvorrichtung dünn und gleichmäßig mit einer Paste aus einem strukturviskosen, nicht mehr fließfähigen Siliconöl überzogen. Zur Herstellung dieser Paste wurde in ein handelsübliches Siliconöl (Baysilon-M der Bayer AG) mit einem Dissolver ein handelsübliches Stellmittel auf Basis Siliciumdioxyd (Aerosil-200 der Degussa AG) eingearbeitet.

Dieser Schlauch wurde in einen Prüfkörper aus Beton mit den Abmessungen 2000 × 400 mm eingebaut, mit 50 cm frischem Beton B-35 unter Zusatz eines sogen. Superverflüssigers überschichtet und dieser Beton durch intensives Bearbeiten mit einem handelsüblichen Rüttlers intensiv verdichtet.

Nach 3 Monaten wurden in den Schlauch insgesamt 1500 gr eines handelsüblichen PU- Injektionsharzes (HydroBloc-PU 500 der Arcan AG) eingepreßt. Das Harz ist gesamten Fugenbereich beidseitig aus der Schwindfuge zwischen Neu- und Altbeton ausgetreten. Nach Aushärten des eingepreßten Harzes wurde der Prüfkörper mit einer Diamantsäge mehrfach zertrennt. Deutlich sichtbar war das Injektionsmittel über die gesamte Schlauchoberfläche ausgetreten und hatte den entstandenen Schwindspalt vollständig verfüllt.

Vergleichsbeispiel

Es wurde genau wie im Beispiel 1 beschrieben verfahren, der einbetonierte Schlauch war aber nicht oberflächenbehandelt. Es war unter den gleichen Bedingungen und mit dem gleichen Injektionsharz nicht möglich, den Fugenspalt (Schwindspalt) mit Injektionsharz zu verfüllen. Aus durch aussägen gewonnenen Prüflingen wurden Stücke des eingebauten und mit Harz gefüllten Schlauches gewonnen. Deutlich sichtbar war die Schlauchoberfläche und ein Teil der Porenstruktur des Schlauches mit Betonbestandteilen verstopft.

Claims (10)

1. Injektionsprofil zur Injektion von flüssigen Medien in Anschluß- und Bewegungsfugen von Betonkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundform des Profilquerschnittes rund, dreieckig, trapezförmig, rechteckig oder quadratisch oder eine daraus abgeleitete Form ist, die einen Schlauchkanal mit beliebigem Profilquerschnitt umschließt. Injektionsprofil nach diesem Anspruch weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchkörper aus einem in sich nicht homogenen, flüssigkeitsdichten Werkstoff besteht, sondern aus einem Granulat so hergestellt wird, daß eine poröse, für den Durchtritt von Flüssigkeit offene Struktur entsteht und die durch eine Beschichtung oder Imprägnierung aus nicht filmbildenden oder einem filmbildenden, in Wasser löslichen Werkstoff so behandelt werden kann, daß das Eindringen von flüssigem Beton oder Betoninhaltsstoffen in die Porenstruktur und in den inneren Schlauchkanal sicher verhindert wird.

Das Prinzip dieser Ausgestaltung zeigt Fig. 1 der Anlage. Dort bezeichnet Pkt. 1 den Schlauchkörper, Pkt. 2 den inneren Schlauchkanal, Pkt. 3 die poröse Schlauchwandung aus miteinander verbundenen Granalien und Pkt. 4 die Beschichtung der Oberfläche.

2. Injektionsprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchwandung aus einem granulierten Elastomer oder einem granulierten, elastischen und thermoplastischen Polymer besteht.

3. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als granuliertes Elastomer Gummigranulat verwendet wird.

4. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel für das Granulat ein mit diesem verträgliches thermoplastisches Polymer in einer solchen Menge verwendet wird, daß die Granalien zwar von dem aufgeschmolzenen Polymer umhüllt und dadurch miteinander verklebt, aber nicht so homogen in das umhüllende Polymer eingebunden werden, daß keine poröse Struktur mehr entsteht.

5. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht filmbildende oder filmbildende Beschichtung oder Imprägnierung der Granalienoberfläche aus einem Stoff besteht oder Stoffe enthält, die trennend auf erhärtenden Beton wirken.

6. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht filmbildende oder filmbildende Beschichtung oder Imprägnierung der Granalienoberfläche aus einem Stoff besteht oder Stoffe enthält, die bei direktem Kontakt das erhärten von Zementen und daraus hergestellten Betonen verhindern.

7. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Injektion mit in Längsrichtung dichten, flexiblen Anschlußenden aus handelsüblichen Schläuchen versehen werden kann.

8. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Injektion von Medien mit unterschiedlicher Viskosität, vorzugsweise von reaktiv härtenden Kunstharzen, silikatischen Kolloiden oder Zementsuspensionen verwendet werden kann.

9. Injektionsprofil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ohne Mitverwendung von Polymeren gefertigt werden kann, die bei der Beseitigung oder im Brandfalle toxische Nebenprodukte erzeugen; insbesondere daß es ohne Mitverwendung halogenierter Polymere hergestellt werden kann.