DE19961633A1 - Production of fire-resistant tunnel construction made of concrete, especially spray concrete, comprises applying flexible sliding and water-impermeable sealing layer and inner layer made of concrete mixture - Google Patents

Production of fire-resistant tunnel construction made of concrete, especially spray concrete, comprises applying flexible sliding and water-impermeable sealing layer and inner layer made of concrete mixture

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Abstract

Production of a fire-resistant tunnel construction made of concrete, especially spray concrete, comprises applying a flexible sliding and water-impermeable sealing layer and then an inner layer made of a concrete mixture having high carbonate fine components in the binder, carbonate additives and fine pore-forming materials as a multiple layer composite system after a first outer layer made of spray concrete is applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer brandbeständigen Tunnelkonstruktion aus Beton, insbesondere aus Spritzbeton.The invention relates to a method for producing a fire-resistant Tunnel construction made of concrete, especially of shotcrete.

In den vergangenen Jahren haben sich eine Reihe von aufsehenerregenden Bränden in Verkehrstunnel ergeben, wie z. B. Eurotunnel, Leinebuschtunnel, Mont-Blanc-Tunnel, Tauerntunnel, St. Gotthar-Tunnel, die das Problem der Brandsicherheit in Verkehrstunnel sehr stark in den Vordergrund gerückt hat. Die Auswirkung von Bränden in Verkehrstunnelbauwerken ist somit nicht nur ein hypothetisches, sondern auch ein höchst realistisches Risiko. Neben den wirtschaftlichen Problemen, die durch die Zerstörung der Konstruktion entste­ hen, treten auch Probleme auf, die ein hohes Risiko für Personen selbst dar­ stellen. Im Zuge der Fernstraßenverbindungen und Eisenbahnstrecken ist es unentbehrlich, sichere Verbindungswege zu haben. Andererseits ist unbestrit­ ten, daß diese Brände in der Vergangenheit der Konstruktion einige Fragen aufgeworfen hat. So sind eine Reihe von Lösungsvorschlägen aufgezeigt wor­ den, um die Brandsicherheit von Tunnel zu erhöhen.Over the past few years there have been a number of sensational ones Fires in traffic tunnels result, e.g. B. Eurotunnel, Leinebuschtunnel, Mont Blanc tunnel, Tauern tunnel, St. Gotthar tunnel, which is the problem of Fire safety in traffic tunnels has come to the fore very strongly. The impact of fires in traffic tunnel structures is not just that a hypothetical, but also a highly realistic risk. In addition to the economic problems that arise from the destruction of the construction There are also problems that pose a high risk to people themselves put. In the course of the trunk road connections and railway lines it is indispensable to have secure connection paths. On the other hand, it is undisputed ten that these fires in the past construction some questions posed. A number of proposed solutions are shown to increase the fire safety of tunnels.

In den neueren Straßen- und Eisenbahntunneln besteht der Ausbau (einschalig mit Spritzbeton oder Stahlbeton-Tübbingen sowie zweischalig mit Ortbetonin­ nenschale), die Zwischendecke bei Anordnung von Lüftungskanälen über dem Verkehrsraum und die Fahrbahnplatte über dem Sohlgewölbe aus bewehrtem Beton. Auch für die Fahrbahn für die Kraftfahrzeuge und die Feste Fahrbeton (FF) für den Schienenverkehr sowie die Rand- und Fluchtwege wird Beton ver­ wendet. Gleiches gilt für Rettungsstoffen und -schächte.In the newer road and rail tunnels there is an expansion (single-shell with shotcrete or reinforced concrete segments as well as double-skin with in-situ concrete shell), the false ceiling when ventilation ducts are arranged above the Traffic space and the carriageway slab above the base vault made of reinforced Concrete. Also for the carriageway for motor vehicles and solid concrete (FF) for rail traffic as well as the edge and escape routes, concrete is ver turns. The same applies to rescue materials and shafts.

Bei Bränden in Verkehrstunneln können rasch Temperaturen bis 1300°C ent­ stehen. Wenn diese bei der meist begrenzten Brandlast nur kurzzeitig wirken, so bedeuten sie doch eine Schockwirkung auf den Beton. Durch die Hitze ver­ dampft das bei der Hydratation in Kristallform gebundene Wasser im Beton. Das führt zu Abplatzungen und Rissen im Beton, wodurch die Standfestigkeit beeinträchtigt wird. Besonders davon betroffen sind feingliedrige Bauteile mit geringen Abmessungen, wie z. B. die Zwischendecke über dem Verkehrsraum oder die Tübbinge bei einschaligem Einbau. Um diese Auswirkung des Feuers zu verringern, wird die Betondeckung der Bewehrung besonders armiert (fein­ maschige Netzbewehrung) oder gegen zu starke Erwärmung durch Brand ge­ schützt (Feuerschutzputz: Vermiculite- oder Perlite-Spritzputz im Elbtunnel; Brandschutzplatten, Stahlfaserbetone usw.). In the event of fires in traffic tunnels, temperatures can quickly rise to 1300 ° C stand. If these only work for a short time with the mostly limited fire load, so they mean a shock effect on the concrete. Ver by the heat the water bound in crystal form during hydration evaporates in the concrete. This leads to flaking and cracks in the concrete, which increases the stability is affected. Delicate components are particularly affected small dimensions, such as B. the false ceiling above the traffic area or the segments with single-layer installation. Around this impact of fire to reduce the reinforcement concrete reinforcement (fine mesh reinforcement) or against excessive heating due to fire protects (fire protection plaster: vermiculite or perlite spray plaster in the Elbe tunnel; Fire protection panels, steel fiber concrete, etc.).  

Die Tunnelkonstruktion wird im Brandfall durch extrem hohe Temperatur mehr oder weniger punktuell belastet. Die baulichen Brandschutzmaßnahmen müs­ sen nach dem bisherigen Überlegungen so dimensioniert werden, daß sie den Kriterien für den Angriffsfall geeignet sind und für den jeweiligen definierten Objektschutz ausreichen. Dies bedeutet, daß die Tunnel so konstruiert sein müssen, daß bei einem Brand keine Schäden auftreten, die die Tragfähigkeit oder Konstruktion des gesamten Bauwerkes gefährden. Darüber hinaus darf die Funktion nicht gestört werden. So z. B. dürfen langfristig z. B. keine Undichtig­ keiten oder Verformungen usw. eintreten. In Deutschland wird für die Bemes­ sung der baulichen Brandschutzmaßnahmen der Tunnel die sogenannten RABT-Kurve als Temperaturkurve ausgegangen. Diese Kurve basiert auf ver­ schiedenen meßtechnischen Erkenntnissen, die in der letzten Zeit gesammelt worden sind. Dabei wird ausgegangen, daß sehr rasch eine hohe Temperatur, nämlich von 1200°C, erreicht wird, die dann nach einer halben Stunde abklingt.In the event of a fire, the tunnel construction increases due to the extremely high temperature or less punctual. The structural fire protection measures must sen are dimensioned according to the previous considerations so that they the Criteria for the attack are suitable and defined for the particular case Object protection is sufficient. This means that the tunnels are constructed this way must ensure that there is no damage to the load capacity in the event of a fire or endanger the construction of the entire structure. In addition, the Function will not be disturbed. So z. B. may in the long term z. B. no leaking or deformation etc. occur. In Germany, for the Bemes solution of the structural fire protection measures of the tunnels, the so-called RABT curve assumed as a temperature curve. This curve is based on ver various metrological findings that have been collected recently have been. It is assumed that a high temperature, namely of 1200 ° C, is reached, which then subsides after half an hour.

Die zur Zeit gültigen Bemessungsgrundlagen "Zusätzliche technische Vertrags­ bedingungen und Richtlinien für den Bau von Straßentunnel Teil 1", die in Deutschland vertraglicher Bestandteil sämtlicher Tunnelbauausführungen ist; zeigt, daß zur Sicherstellung des baulichen Brandschutzes die Innenschale des Tunnels eine Dicke von mehr als 30 cm und die Bewehrung eine Betondeckung von mind. 6 cm haben muß. Dadurch wird angenommen, daß durch die Einhal­ tung dieser Konstruktionsregel im Brandfall die Temperatur an der Bewehrung der Innenschale unter 300°C bleibt und plastische Dehnungen in der Beweh­ rung weitgehend ausgeschlossen wird. In verschiedenen theoretischen Unter­ suchungen wurde zunächst rein rechnerisch berechnet, welche Temperatur­ verteilungen in einer Tunnelinnenschale auftritt. Dabei zeigt sich, daß nach 30 Minuten in einer Tiefe von 5 cm ungefähr 120°C, in einer Tiefe von etwa 3 cm 500°C und an der Oberfläche 1200°C auftreten. Somit ist die Erkenntnis ab­ zuleiten, daß sehr hohe Temperaturen nur in oberflächennahen Zonen auftre­ ten.The currently applicable assessment bases "Additional technical contract conditions and guidelines for the construction of road tunnels part 1 ", which in Germany is a contractual component of all tunnel construction designs; shows that to ensure structural fire protection, the inner shell of the Tunnels with a thickness of more than 30 cm and the reinforcement a concrete cover of at least 6 cm. This assumes that the Einhal this construction rule, the temperature at the reinforcement in the event of a fire the inner shell stays below 300 ° C and plastic stretches in the movement largely excluded. In various theoretical sub searches was first calculated purely arithmetically, what temperature distributions occur in an inner tunnel shell. It turns out that after 30 Minutes at a depth of 5 cm approximately 120 ° C, at a depth of approximately 3 cm 500 ° C and 1200 ° C on the surface. Thus the knowledge is off to ensure that very high temperatures only occur in near-surface zones ten.

In DIN V ENV 1982-1-2: Eurocode 2, Teil 1-2: "Planung von Stahlbeton - und Spannbetontragwerken - allgemeine Regel - Tragwerksbemessungen für den Brandfall, deutsche Fassung ENV 1992-1-2; 1995" und Hack, Sever und Krampf, deutscher Ausschuß für Stahlbeton, Heft 352, Seite 35-65, 1984, geht hervor, daß bei schockartiger Abkühlung bei einer Temperaturerreichung von ca. 300°C ein Resttragverhalten von 65-70% vorhanden ist. In DIN V ENV 1982-1-2: Eurocode 2, part 1-2: "Planning of reinforced concrete - and Prestressed concrete structures - general rule - structural design for the Fire, German version ENV 1992-1-2; 1995 "and Hack, Sever and Krampf, German Committee for Reinforced Concrete, No. 352, pages 35-65, 1984, shows that shock-like cooling when the temperature is reached of approx. 300 ° C there is a residual load-bearing behavior of 65-70%.  

Bekannt ist es, eine Spritzbetonmischung für Tunnelkonstruktionen aus Stahl- und Kunststoffasern mit speziellen Kunststoffdispersionen zu kombinieren, die eine bessere Haftbindung dieser Fasern im Beton zum Ziel haben (DE-OS 22 21 373). Einen wirkungsvollen Temperaturschutz von Tunnelkonstruktionen kann man hiermit jedoch nicht erreichen.It is known to use a shotcrete mix for tunnel constructions made of steel and combine plastic fibers with special plastic dispersions that aiming for a better adhesive bond of these fibers in the concrete (DE-OS 22 21 373). Effective temperature protection for tunnel constructions however, you cannot achieve this.

Aus DE 33 43 212 ist ein Verfahren zum Auskleiden von Bauräumen, insbeson­ dere von Schächten, Strecken, Tunneln und dgl. bekannt, bei dem ein Zwei­ schichtensystem verwendet wird. Als erste Schicht wird eine Dichtungsschicht aus schnellreagierenden Zweikomponenten-Kunststoff im Zweikomponenten- Spritzverfahren aufgetragen. Danach wird eine herkömmliche Spritzbeton­ schicht auftorkretiert. Auch diese Auskleidung kann keinen effektiven Tempe­ raturschutz der Konstruktion im Brandfall gewährleisten. Außerdem ist der Kos­ tenfaktor des Zweikomponenten-Kunststoffes in großen Tunnelkonstruktionen erheblich und die Verarbeitung kompliziert zu bewerkstelligen.DE 33 43 212 describes a method for lining construction spaces, in particular known from shafts, lines, tunnels and the like, in which a two layer system is used. The first layer is a sealing layer made of fast-reacting two-component plastic in two-component Spray applied. After that, a conventional shotcrete layer opened up. Even this lining cannot be an effective temp Ensure protection of the construction in the event of fire. In addition, the Kos factor of the two-component plastic in large tunnel constructions considerably and the processing complicated to accomplish.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Falle eines Tunnelbrandes einer­ seits den Temperatureinfluß von ca. 1200°C niedrig zu halten und eine maxi­ male Eindringtiefe der die Betonmatrix schädigenden hohen Temperaturen von wenigen Zentimetern zu erreichen und andererseits ein Abschalen von größe­ ren Betonteilen zu vermeiden.The invention is based, in the event of a tunnel fire the task hand to keep the temperature influence of about 1200 ° C low and a maxi Male penetration depth of the high temperatures damaging the concrete matrix to reach a few centimeters and on the other hand a scaling of size avoid concrete parts.

Im Rahmen einer Vielzahl von Versuchen wurde überraschenderweise gefun­ den, daß die Lösung dieser Aufgabenstellung nur durch ein System von mehre­ ren Komponenten herbeigeführt werden kann.Surprisingly, a large number of experiments were carried out that the solution of this task only by a system of several components can be brought about.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Mehrschichten- Verbundsystem nach einer ersten äußeren Schicht aus Spritzbeton eine flexible Gleit- und wasserundurchlässige Dichtschicht und danach eine innere Schicht aus einem Beton-Gemisch mit hohem karbonatischen Feinanteilen im Binde­ mittel und karbonatischen Zuschlagstoffen sowie feinstporenbildenden Sub­ stanzen aufgebracht wird.This is achieved according to the invention in that as a multi-layer Composite system after a first outer layer of shotcrete a flexible Slidable and waterproof layer and then an inner layer made of a concrete mixture with high carbonate fractions in the bandage medium and carbonate additives as well as fine pore forming sub punching is applied.

Dabei kann die äußere Spritzbetonschicht sowie die Gleit- und Dichtschicht in einem Arbeitsgang, jedoch nacheinander auf das Deckgebirge aufgetragen werden, wobei die äußere Spritzbetonschicht eine Dicke von max. 40 cm und die Gleit- und Dichtschicht eine Dicke von 0,3-0,8 cm aufweist. The outer shotcrete layer as well as the sliding and sealing layer can one operation, but applied one after the other to the overburden be, the outer shotcrete layer a thickness of max. 40 cm and the sliding and sealing layer has a thickness of 0.3-0.8 cm.  

Es ist auch möglich, die Gleit- und Dichtschicht in einem separaten Arbeitsgang auf die äußere Spritzbetonschicht aufzubringen.It is also possible to apply the sliding and sealing layer in a separate operation to apply to the outer shotcrete layer.

Die Gleit- und Dichtschutzschicht wird dabei aus einem zementgebundenen kunststoffmodifiziertem Mörtel mit einem Kunststoffanteil von max. 12 M-% her­ gestellt, wobei der Kunststoffanteil aus Polysterolkugeln, geschredderten PVC und/oder Polyäthylen- und/oder Polypropylen- und/oder Polybuten, z. B. Micro­ hohlkugeln, oder dgl. besteht.The anti-slip and sealing layer is made of a cement-bound plastic-modified mortar with a plastic content of max. 12% by mass the plastic part made of polystyrene balls, shredded PVC and / or polyethylene and / or polypropylene and / or polybutene, e.g. B. Micro hollow spheres, or the like.

Die Innenschale kann entweder als Spritzbeton oder über eine Schalung als Ortbeton aufgebracht werden. Als Bindemittel wird ein Portlandzement mit ei­ nem Anteil von mind. 20 M-% feinstgemahlenem Kalkstein verwendet. Dem Bindemittel wird je m3 Beton mindestens ein weiterer Anteil an 60 kg Kalk­ steinfüller zugegeben.The inner shell can either be applied as shotcrete or via formwork as in-situ concrete. Portland cement with a content of at least 20% by weight of finely ground limestone is used as a binder. At least a further proportion of 60 kg of limestone filler is added to the binder per m 3 of concrete.

Als feinstporenbildende Substanzen werden dem Gemisch für die innere Schicht anorganische feinste Zusatzstoffe mit einem Schmelzpunkt unter 1100°C in Anteilen von max. 5 M-% und/oder organische Zusatzstoffe in An­ teilen von max. 2 kg/m3 Beton bei Korngrößen von durchschnittlich 200-250 µm zugegeben. Bei Verwendung von Fasern hat sich eine Länge von < 1 mm bewährt.As fine pore-forming substances, the mixture for the inner layer contains inorganic, finest additives with a melting point below 1100 ° C in proportions of max. 5% by mass and / or organic additives in parts of max. 2 kg / m 3 of concrete with grain sizes of 200-250 µm on average. When using fibers, a length of <1 mm has proven itself.

Die Zusatzstoffe brennen bei Hitzeeinwirkung aus und bilden feinste Poren, die bei den hohen Temperaturen ein besseres Dämmverhalten bewirken und die Eindringtiefe der Hitze vermindern, so daß keine tiefgründigen Matrixschäden entstehen.The additives burn out when exposed to heat and form the finest pores achieve better insulation behavior at high temperatures and Reduce the penetration depth of the heat so that there is no deep matrix damage arise.

Der spezielle Verbund-Schichtaufbau verhindert ein Aufschüsseln der Innen­ schale, der bei herkömmlichen Konstruktionen infolge Temperaturdehnung auf­ tritt.The special composite layer structure prevents the inside from being broken up shell, which in conventional constructions due to thermal expansion occurs.

Erfindungsgemäß gleitet bei Hitzeeinwirkung die Innenschale über Gleit- und Dichtschicht auf der Außenschale ohne abzuplazten.According to the invention, the inner shell slides over gliding and heat Sealing layer on the outer shell without flaking off.

Um im Grenzflächenbereich zwischen Zuschlagstoff und Bindemittelmatrix die Bildung von Mikrorissen zu vermeiden, die aufgrund der Stauung von Wasser­ dampf bei einer Brandeinwirkung aus dem Hydratwasser anstehen würden, werden Kunststoffkugeln und/oder -fasern (auch Stahlfasern möglich) beige­ fügt, um Abplatzffekte zu vermeiden. To the in the interface area between aggregate and binder matrix Avoid formation of microcracks due to the damming of water steam would be present in the event of a fire from the hydrate water, plastic balls and / or fibers (steel fibers also possible) become beige inserts to avoid flaking effects.  

Wegen der Brandgefahr in Tunneln und den geschilderten Schäden wurde er­ findungsgemäß aus diesen Erkenntnissen ein Beton entwickelt, der einerseits genügend Festigkeit und Dichtheit aufweist, andererseits aber so duktil ist, daß bei Brandbelastung keine oder nur geringe Abplatzungen und Risse entstehen, die Zerstörung von Bauteilen (Zwischendecken usw.) vermieden werden.Because of the risk of fire in tunnels and the damage described, he was According to the invention, a concrete is developed from these findings that has sufficient strength and tightness, but on the other hand is so ductile that no or only slight flaking and cracks occur when exposed to fire, the destruction of components (false ceilings, etc.) can be avoided.

Eigene aufwendige Untersuchungen haben folgendes Bild ergeben. Wird der herkömmliche Zuschlagstoff gänzlich durch karbonitische Zuschläge ersetzt, geht der Abplatzungseffekt um etwa 50% zurück. Das heißt, bei einer defi­ nierten Temperatureinwirkung (1200°C, 30 min. an der Oberfläche) ergeben sich deutlich geringere Abplatzungserscheinungen als zu Betonen mit silikati­ schem Zuschlag. Diese lagern im vorliegenden Fall bei einem B 55 ohne Kunst­ stofffasern bei etwa 50 mm. Werden von der Bindemittelseite her höhere Ge­ halte eingesetzt, so geben unter ähnlichen Bedingungen geringe Abplatzungen. Eine Erhöhung des Bindemittelanteiles verbesserte bei den eigenen Versuchen sehr deutlich die Abplatzungserscheinungen. Fast keine Abplatzungserschei­ nungen treten auf, wenn karbonatische Zuschläge mit einem erhöhten Feinst­ anteiles (Ersatz bzw. Ergänzung des Feinanteils) verwendet werden. Wie im Beispiel 1 gezeigt wird, geht bei dieser Wahl in Verbindung mit Füllstoffen, die eine Schaffung eines Feinstporenanteiles erzeugt, stark zurück. Dieser Feinstporenanteil kann, wie eigene Versuche zeigen, durch die Zugabe von herkömmlichen Verfahrenstechniken, wie Feinstluft durch Additive, erzeugt werden. Es ergeben aber auch zusätzlich zugegebene organische Anteile bzw. anorganische Zusätze, wie Mikrohohlkugeln (Polysterol) Kunststoffasern, ge­ mahlener Vermiculite bzw. Perilte, gemahlen in feinster Form gute Ergebnisse. Eine Erhöhung der Beweglichkeit durch eine gleichzeitige Gleit- und Dichtungs­ bahn zwischen Außen- und Innenschale verhindert, wie Berechnungen erge­ ben, das Abschüsseln im Endbereich der Blockfugen.Own complex investigations have shown the following picture. Will the conventional aggregate completely replaced by carbonite aggregates, the chipping effect decreases by about 50%. That is, with a defi temperature effect (1200 ° C, 30 min. on the surface) there are significantly fewer signs of flaking than when stressed with silicate surcharge. In the present case, these are stored on a B 55 without art fabric fibers at about 50 mm. Are higher Ge from the binder side if used, there is little spalling under similar conditions. An increase in the proportion of binder improved in our own experiments the spalling phenomena very clearly. Almost no flaking This occurs when carbonate supplements with an increased fineness portion (replacement or supplement of the fine portion) can be used. Like in Example 1 shown goes with this choice in connection with fillers creates a fine pore fraction, strongly back. This As shown by our own experiments, very fine pores can be added by adding conventional process technologies, such as fine air through additives become. However, additionally added organic fractions or inorganic additives, such as hollow microspheres (polysterol) plastic fibers, ge ground vermiculite or perilte, ground in the finest form good results. An increase in mobility through simultaneous sliding and sealing prevents the path between the outer and inner shell, as calculations have shown ben, the decoupling in the end of the block joints.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: In the following, the invention is intended to be based on several exemplary embodiments are explained in more detail:  

Beispiel 1example 1 Aufbauconstruction TunnelauskleidungTunnel lining

  • - Spritzbeton 25 cm
    B 35 mit 60 kg/m3 Stahlfasern
    - Shotcrete 25 cm
    B 35 with 60 kg / m 3 steel fibers
  • - zementgebundene, kunststoffvergütete Gleitschicht mit Dichteigenschaften (beständig 5-8 mm gegen 100 bar Überdruck; kein Ablösen der Gleit- und Dichtschichten bei Zugbeaufschlagung)- cement-bound, plastic-coated sliding layer with sealing properties (resistant 5-8 mm against 100 bar overpressure; no detachment of the sliding and Sealing layers when train is applied)
  • - Innenschalen, Dicke 22 cm B 45
    Betonzusammensetzung m3
    1850 kg karbonatischer Zuschlagstoff
    420 kg Zement PKZ (CEM II/A - L 42,5 R)
    80 kg Steinmehl
    0,8 kg Kunststofffasern
    60 kg Stahlfasern
    4 kg Mikrohohlkugeln (Feinluft)
    W/Z = 0,42
    Ausbreitmaß mit Fließmittel auf 70 cm
    - Inner shells, thickness 22 cm B 45
    Concrete composition m 3
    1850 kg carbonate aggregate
    420 kg cement PKZ (CEM II / A - L 42.5 R)
    80 kg of stone flour
    0.8 kg plastic fibers
    60 kg steel fibers
    4 kg hollow micro spheres (fine air)
    W / Z = 0.42
    Spread with superplasticizer to 70 cm

Eine solche Tunnelauskleidung hat folgende Vorteile:
Such a tunnel lining has the following advantages:

  • - Bei Brandeinwirkung von z. B. 1200°C Spitze und 60 min. Einwirkungsdau­ er treten zwar Umwandlungen bei Zuschlagstoff bzw. Füller von CaCO3 → CaO auf, die Tunnelinnenschale ist jedoch in der Lage, ohne wesentliche Abplatzungen mindestens 24 Std. erhalten zu bleiben.- In the event of fire from e.g. B. 1200 ° C peak and 60 min. The duration of action does occur in the case of aggregates or fillers of CaCO 3 → CaO, but the inner shell of the tunnel is able to remain in place for at least 24 hours without significant spalling.
  • - Es tritt kein Ablösen der Innenschale auf.- There is no detachment of the inner shell.
Beispiel 2Example 2

  • - Spritzbeton 32 cm, B 40, ohne Fasern- Shotcrete 32 cm, B 40, without fibers
  • - Gleit- und Dichtschicht 3-5 mm zementgebunden- Sliding and sealing layer 3-5 mm cement-bound
  • - Innenschale 18 cm B 55
    1820 kg 400 kg PKZ (CEM II/A - L 42,5 R)
    100 kg Steinmehl
    0,6 kg Kunststoff
    5,2 gemahlene Perlite
    20 kg Flugasche
    W/F = 0,62
    (Wasser/Feststoffe)
    Ausbreitmaß 58 cm
    - Inner shell 18 cm B 55
    1820 kg 400 kg PKZ (CEM II / A - L 42.5 R)
    100 kg stone powder
    0.6 kg plastic
    5.2 milled perlite
    20 kg fly ash
    W / F = 0.62
    (Water / solids)
    Spread 58 cm

Diese Tunnelauskleidung weist folgende Vorteile auf:
This tunnel lining has the following advantages:

  • - Bei Brandeinwirkung von z. B. 1200°C Spitze und 60 min. Einwirkungsdau­ er treten zwar Umwandlungen bei Zuschlagstoff bzw. Füller von CaCO3 → CaO auf, die Tunnelinnenschale ist jedoch in der Lage, ohne wesentliche Abplatzungen mindestens 24 Std. erhalten zu bleiben.- In the event of fire from e.g. B. 1200 ° C peak and 60 min. The duration of action does occur in the case of aggregates or fillers of CaCO 3 → CaO, but the inner shell of the tunnel is able to remain in place for at least 24 hours without significant spalling.
  • - Es tritt kein Ablösen der Innenschale auf.- There is no detachment of the inner shell.
  • - Die Konstruktion weist jedoch ein wesentlich längeres Tragverhalten auf.- However, the construction has a much longer load-bearing behavior.
Beispiel 3Example 3

Beton für die Zwischendecke, wie Betoninnenschale, z. B. Beispiel 1.Concrete for the false ceiling, such as concrete inner shell, e.g. B. Example 1.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer brandbeständigen Tunnelkonstruktion aus Beton, insbesondere aus Spritzbeton, der auf das Deckgebirge aufgebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß als Mehrschichten-Verbundsystem nach einer ersten äußeren Schicht aus Spritzbeton eine flexible Gleit- und wasserundurchlässige Dichtschicht und da­ nach eine innere Schicht aus einem Beton-Gemisch mit hohem karbonatischen Feinanteilen im Bindemittel und karbonatischen Zuschlagstoffen sowie feinstpo­ renbildenden Substanzen aufgebracht wird.1. A method for producing a fire-resistant tunnel construction made of concrete, in particular shotcrete, which is applied to the overburden, characterized in that as a multilayer composite system after a first outer layer made of shotcrete, a flexible sliding and water-impermeable sealing layer and then an inner layer is applied from a concrete mixture with a high carbonate content in the binder and carbonate aggregates as well as substances with fine pores. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere Spritz­ betonschicht sowie die Gleit- und Dichtschicht in einem Arbeitsgang jedoch nacheinander auf das Deckgebirge aufgetragen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the outer spray concrete layer as well as the sliding and sealing layer in one step can be applied to the overburden one after the other. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Gleit- und Dichtschicht in einem separaten Arbeitsgang auf die äußere Spritzbeton­ schicht aufgetragen wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the sliding and sealing layer in a separate operation on the outer shotcrete layer is applied. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere Spritzbetonschicht in einer Dicke von max. 40 cm - Überprofil nicht enthalten - aufgebracht wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the outer Shotcrete layer with a thickness of max. 40 cm - over profile not included - is applied. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Gleit- und Dichtschicht in einer Dicke von 0,3-0,8 cm aufgebracht wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the sliding and sealing layer is applied in a thickness of 0.3-0.8 cm. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Gleit- und Dichtschicht aus zementgebundenen kunststoffmodifiziertem Mörtel mit einem Kunststoffanteil von max. 12 M-% hergestellt wird.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the sliding and sealing layer made of cement-bonded plastic-modified mortar a plastic content of max. 12 M% is produced. 7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß als Kunststoffan­ teil Polysterolkugeln, geschredderte faserige PVC- sowie Polyäthylen- und/oder Polypropylen- und/oder Polybuten-Rückstände, z. B. Microhohlkugeln, und dgl. verwendet werden. 7. The method according to claim 6, characterized in that as Kunststoffan some polystyrene balls, shredded fibrous PVC and polyethylene and / or Polypropylene and / or polybutene residues, e.g. B. hollow microspheres, and the like. be used.   8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Innenschale als Spritzbeton oder als Ortbeton aufgebracht wird.8. The method according to claim 1, characterized in that the inner shell is applied as shotcrete or as in-situ concrete. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß als Binde­ mittel ein Portlandzement mit mindestens 20 M-% feinstgemahlenem Kalkstein verwendet wird.9. The method according to claim 1 and 8, characterized in that as a bandage medium a Portland cement with at least 20 M% finely ground limestone is used. 10. Verfahren nach Anspruch 1, 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß dem Bindemittel mindestens 60 kg/m3 Beton Kalksteinfüller als karbonatischer Feinanteil zugegeben wird.10. The method according to claim 1, 8 and 9, characterized in that the binder at least 60 kg / m 3 concrete limestone filler is added as a carbonate fine fraction. 11. Verfahren nach Anspruch 1, 8, 9, 10, 11, gekennzeichnet dadurch, daß als feinstporenbildende Substanzen anorganische feinste Zusatzstoffe mit einem Schmelzpunkt unter 1100°C in Anteilen von max. 5 M-% und/oder organische Zusatzstoffe in Anteilen von max. 2 kg/m3 Beton bei Korngrößen von im Durch­ schnitt 200-250 µm zugegeben werden.11. The method according to claim 1, 8, 9, 10, 11, characterized in that inorganic fine additives with a melting point below 1100 ° C in proportions of max. 5% by mass and / or organic additives in proportions of max. 2 kg / m 3 of concrete with grain sizes of on average 200-250 µm are added.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10339153A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-31 Hunkemöller, Paul Granulated material for cladding tunnel walls and process to apply the material using an adhesive typically made of mineral matter
FR2860788A1 (en) * 2003-07-29 2005-04-15 Sossah Andre Paul Concrete with the addition of mineral charges to confer improved thermal and sound insulation properties for construction works
WO2014122085A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 Promat Research and Technology Centre NV Fire protection mortar
CN115680715A (en) * 2022-11-01 2023-02-03 石家庄铁道大学 Active fire-resistant tunnel system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3127453C2 (en) * 1981-07-11 1991-04-25 Bauunternehmung E. Heitkamp Gmbh, 4690 Herne, De
DE19501100A1 (en) * 1995-01-16 1996-07-18 Pro Mineral Ges Setting regulator-contg. gypsum-based binder mixt.
DE19751257A1 (en) * 1997-08-15 1999-03-11 Koester Bauchemie Gmbh Process for sealing underground cavities against water ingress

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3127453C2 (en) * 1981-07-11 1991-04-25 Bauunternehmung E. Heitkamp Gmbh, 4690 Herne, De
DE19501100A1 (en) * 1995-01-16 1996-07-18 Pro Mineral Ges Setting regulator-contg. gypsum-based binder mixt.
DE19751257A1 (en) * 1997-08-15 1999-03-11 Koester Bauchemie Gmbh Process for sealing underground cavities against water ingress

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Bauingenieur Bd.73 (1998), Nr.1-Januar, S.29-34 *
DE-Z.: Beton- und Stahlbeton 94 (1999), H.9, S.369-376 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2860788A1 (en) * 2003-07-29 2005-04-15 Sossah Andre Paul Concrete with the addition of mineral charges to confer improved thermal and sound insulation properties for construction works
DE10339153A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-31 Hunkemöller, Paul Granulated material for cladding tunnel walls and process to apply the material using an adhesive typically made of mineral matter
WO2014122085A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 Promat Research and Technology Centre NV Fire protection mortar
US9034097B2 (en) 2013-02-05 2015-05-19 Promat Research and Technology Centre NV Fire protection mortar
CN115680715A (en) * 2022-11-01 2023-02-03 石家庄铁道大学 Active fire-resistant tunnel system
CN115680715B (en) * 2022-11-01 2023-07-18 石家庄铁道大学 Active fire resistant tunnel system

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