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Verfahren und Einrichtung zum maschinellen Abdichten von Fugen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum maschinellen Abdichten
von Fugen.
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An den Sto@stellon v rfabriziertor Bauelemente, oder der an Ort und
Stelle aus Eoten, Eisonbeton oder Stahl hergestellten Baukonstruktionen müesen die
dabei entatehenden Fugen, die Passfugen, in den meisten Fällon gegen Flüssigkeiten
und Gase abgedichtet werden. Infolge des starken Vordringens
der
Vorfabrikation in der Bauindustrie nimmt auch die Anzahl und der Abdichtungsbedarf
der Passfugen ständig zu.
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Besonders wichtig ist die Güte der Abdichtung bei den unter dem Rasenniveau
angelegten Bauobjekten, da dort Wasserdrücke vom mehreren Atmosphären auftreten,
und an den Montagefugen ein Einsickern des Wassers, manchmal auch konzentrierte~Wasserzufltisse
verursachen können. Der durch das eindringende Wasser verursachte Schaden wird durch
gelöste oder schwebende Schmutzstoffe noch vergrössert. Das Abdichten der Montagefugen
kann während der Montage oder unmittelbar danach nicht in zuverlässiger Güte durchgeführt
werden.
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Ausserdem sind solche Operationen auch sehr arbeitsintensiv.
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Pass-, Montage- bzw. Arboitsfugen treten Je nach der konstruktiven
Lösung des Objektes auf dreierlei Weise in Erscheinung Bei Monolit-Betonkonstruktionen
entstehen die Fugen beim Unterbrechen der Betonierarbeiten, an der Stelle des Wiederbeginns.
Solche Fugen werden manuell als Nuten von Schwalbenschwanzprofil ausgebildet und
mit einem Dichtungsstoff ausgefillt. Bei der Verwendung von vorfabrizierten Beton-
und Eisenbetonelementen, sowie von bearbeltatem Baustein wird die Hälfte des Nutenprofils
in den Elementen vorher ausgestaltet, dann die zwischen den susammengepassten Elementen
entstehende Nut von Hand aus gesäubert und mit Dichtungsstoff ausgefAllt.
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Schlissslich werden Stahl- und Gusseisenkonstruktionen von dem Ausfüllen
der Fugen mit Chemikalien behandelt und danach mit Handarbeit entrostet. Zum Entfernen
des Rostes können Sandstrahlgebläse nicht angewendet werden, da sich bei solchen
Arbeiten wegen der Sili;ove-Gefahr im Arbeitsraum Menschen nicht aufhalten dürfen.
Die Abdichtungsarbeiten wurden deshalb - besonders bei Wassereinbrüchen von mehreren
Atmosphären Druck - von Hand aus durchgeführt, da sie grosse Aufmerksamkeit und
sorgfältiges Arbeiten erfordern. Die Güte der Abdichtung ist daher von subjektiven
Bedingungen abhängig.
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Als Abdichtungsstoffe kamen Substanzen auf Blei-, Bitumen-, Kunststoff-,
Zementbasis zur Anwendung. Bleidichtungen erfordern eine kostspielige, diffizile
Handarbeit.
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Sie sind im Beisein von Kalk sehr korrosiv, deswegen ist ihre Verwendung
auf die Abdichtung von Rohren mit verhältnismässig kleinem Durchmesser beschränkt.
Bitumen-Dichtungen sind nicht genügend zeitbeständig; ausserdem schumpft das Bitumen,
so dass die Dichtung vom Wasserdruck aus der Passfuge entfernt wird. Schliesslich
besteht der Nachteil der Kunststoffdichtung darin, dass zusitzendes Wasser einerseits
das Haften der Dichtung an den Konstruktionsteilen, andererseits die Polymerisation
verhindert.
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Die bisher am meisten angewandten Dichtungsstoffe gehören zu den
Substanzen auf Zementbasis; sie bestehen aus Partlandzement, welchem Komponenten
zugegeben sind, die das Schrumpfen verhindern bzw. ein Quellen bewirken. Ftir Portlandzement
sind solche Schrumpfungverhindernde und Quellenfördernde Zuschläge Gemische, die
aus ternärem Sulfoaluminat, Kalk und Gipsanhydrit (Österreichische Patentbeschreibung
Nr. 272 927), aus Kalk, Schwefeltrioxyd, und Sequioxyd (Österreichische Patentbeschreibung
NrO 274 647), sowie aus gebranntem Gips, Kalkhydrat und reaktionsiähigen Alumlnlum-Verbindungen
(Österreichische Patentbeschreibung Nr. 162 637> bestehen.
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Die Anwendung dieser bekannten Zementarten ist jedoch von zahlreichen
Nachteilen begleitet. Eine grössere Zugabe von Gips bewirkt zwar ein Quellen der
Substanz, gleichzeitig aber auch eine Bindungsverzögerung; sie verlängert also die
Bindezeit. Deswegen kann dieses Mittel zur Abdichtung von einsickerndem Wasser nicht
benützt werden, da das Wasser den Dichtungsstoff wegspült, bevor noch dieser zum
Binden kam. Ausserdem ballen sich solche Zemente wegen der hygroskopischen Wirkung
des Chlorkalziums rasch zusammen; sie können also unter industriellen Gegebenheiten
nicht verwendet werden.
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Bei Zuschlägen aus Sulfoaluminium - das z.B. als Mischung aus 25
X Gipsstein, 25 % Bauxit und 50 % Kalkstein durch Brennen bei 14000C hergestellt
werden kann - lässt eich die Bindezeit auf den gewünschten Wert nicht einstellen.
Zwar wird die Zeit zwischen Bindungsbeginn und Bindungsende verkürzt, doch ist das
Quellen zu stark, und selbst bei gleicher Zusammensetzung zu schwankend. Der Hauptfehler
von Portlandzement, die solche Zuschläge enthalten, besteht Jedoch darin, dass der
Zementstein trotz verkürzter Bindezeit zerfällt, wenn er mit Wasser innerhalb von
6 Stunden ab Bindungsbeginn in Berührung kommt. flei Wassersickerung kann also auch
dieses Bindemittel nicht benützt werden.
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Von den untertägigen Bauobjekten sind in der Prnxis die Quslitätsansprüche
für jene Dichtungsstoffe konzipiert worden, die für Wasserabschlussarbeiten beim
Bau von Tunnels geeignet sind. Nach diesen Vorschriften muss das Binden 4 Minuten
nach der Wasserzugabe einsetzen und innerhalb von 1.0 Minuten beendet sein. Die
Festigkeit muss dabei nach 12 Stunden mindestens 75 kp/m2, nach drei Tagen aber
den Wert von mindestens 300 kp/m2 erreichen.
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Das Quellen muss in Wasser nach Ablauf eines Tages mindestens 0,2%
und höchstens 1% betragen, Das Nachquellen - in Prozent des Eintage-Wertes - darf
nach 3 Tagen höchstens 20 X, nach 28 Tagen höchstens 60 X betragen. Schliesslich
muss das Wasserdurchsickern - wenn der Zementstein 1 Stunde nach der Wasserzugabe
unter einen Wasserdruck von 1 attl gesetzt, und der Wasserdruck stündlich um 1 at
erhöht wird -nach 6 Stunden (also bei einem Wasserdruck von 6 atü) aufhören. Aus
obigem geht hervor, d ss diese Bedingungen von Quellzementen auf Portlandzement-Basis
nicht erfüllt werden können.
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Unsere Erfindung beruht auf der Erkonntnis, dass aus Bauxitzement
Gipsstein-Mahlgut und Kalkhydrat ein solcher quellender Zement hergestellt werden
kann, dessen f3inden 4 Minuten nach erfolgter Wasserzugabe beginnt und nach
weiteren
5-10 Minuten endet, wobei seine Festigkeit nach 12 Stunden mindestens 100-150 kp/cm2
nach 3 Tagen wenigstens 300-500 kp/cm2, sein Quellen in Wasser er aber 0,2-0,6 %
beträgt.
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Nach der oben beschriebenen Wasserabschlussprobe hört die Wassersickerung
innerhalb von 5 Stunden auf, und nach 24 Stunden ist die Abdichtung auch gegenüber
einem Wasserdruck von 10 atü völlig wasserdicht.
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Ferner erkannten wir, dass der in dieser Weise hergestellte Quellzement
elastischer und für das maschinelle Einbringen günstiger gestaltet werden kann,
wenn er Substanzen enthält, die ihm Elastizität verleihen, seine Einbringbarkeit
und Verdichtung verbessern, ausserdem einen Zuschlagstoff erhält, der das beim Verarbeiten
verursachte Stäuben vermindert.
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Als Zuschlagstoffe kommen in Frage: Kunststoff-Mahlgut, Granulat oder
Emulsion, Gummi, gekörnte mineralische Stoffe, wie, Kalkstein, Quarz, Metallkorn,
flüssige Kohlenwasserstoffe, u.zw. in solchen Mengen, die höchstens der Hälfte des
Gesamb-Dichtungsstoffes entsprechen.
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Schliesslich erkannten wir, dass bei dem Abdichten von Eisen- und
Stahlkonstruktionen das Entrasten mit Sandstrahlgebläse sehr wirksam und ohne Silikose-Gefahr
noch vor dem Einbringen des Dichtungsstoffes durchgeführt werden kann, wenn wir
den Quarzkörnern je m) mindestens 50 Liter von an sich bekannten Entrostungs-Chemikalien
beimischen, und diese Mischung mit etwa 5 atü Druck auf die Fugenfläche schiessen.
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Zu diesem Zweck kann die ansonst zum Auftragen des Dichtungsstoffes
dienende Einrichtung gemäss der Erfindung verwendet werden. Bei Betonkonstruktionen
aus Monolit und vorerzeugten Bauelementen kann der Effekt dadurch gesteigert werden,
dass die Herstellung bzw. Säuberung der Huten mit ansich bekannton Kleinmaschinen
der Bauindustrie erfolgen kann.
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Das Wesen des Abdichtungsstoffes gemäss der Erfindung besteht domnach
darin. dass es als Bindemitt@l 75-85 % Aluminatzement, 20-25 % Gipsstein-Mahlgut
enthält und das Dichtung@m@terial hächstens mit 50 % en Zuschlagatoffen versehen
viird.
Diese Zusebläge können sein: Kunststoff, Gummi, Kalkstein, bzw. Quarz, sowie flüssiger
Kohlenwasserstoff.
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Die halbe Menge an Zuschlagstoffen soll zweckmässig eine Korngrösse
von 1-2 mm besitzen Das Wesen des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht also darin,
dass durch Mischen ein für maschinelles Einbringen geeignetes Dichtungsmaterial
mit hydraulischen Eigenschaften hergestellt wird, das 75-85 % Aluminatzement bzw.
Kalziumaluminat von geringem Kalkgehalt, ferner 20-25 tv Gipsstein-Mahlgut, 1,5-4
% Kalkhydrat und 0-3 X flüssigen Kohlenwasserstoff enthalt. Bei diesem Verfahren
wird ein Gipsstein-Mahlgut verwendet, dessen Kornfraktion über 90 mikron etwa 20
% beträgt, ferner das Quellen des Dichtungsstoffes durch den Einklang zwischen der
Mahlfeinheit des Gipssteins und der Menge an Kalkhydrat eingestellt wird.
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Die Viskosität des flüssigen Kohlenwasserstoffes beträgt bei 20 0C
Temperatur 1-5 E°. Dem Dichtungsstoff von hydraulischen Eigenschaften werden als
TrRger- und Verdichtungssubstanzen Karbonatgestein, Quarzgestein, bzw. Metall in
Kornform, als Elastizitätserhöchungsmittel Gummi bz, Kunststoffkörner in einer Menge
zugemischt, die höchstens 50 B des gesamten Dichtungsmaterials beträgt. Die Hälfte
der Träger- und Verdichtungs-, bzw Elastizitätsteigerungs-Zuschläge soll zweckmässig
eine Korngrösse von 1-2 mm, bei 5 mm maximaler Korngrösse betragen.
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Die dem Einbringen des Dichtungsstoffes von hydraulischen Eigenschaften
dienende Einrichtung besteht im wesentlichen darin, dass sie einen Aufgabetrichter,
einen an die Pressluftleitung anschliessenden Rohrstutzen, einen zwischen Gummischeiben
rotierenden, mit Bodenöffnungen versehenen Rotor, unter der Bewegungsbahn der Öffnungen
aber den Schiessra@m, daran anschliessend Ünd im Mischkopf endend ein Transportrohr,
und schliesslich am Mischkopf einen Flüssigkeits-Eintrittstuzen und eine Diese besitzt.
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Bei der Abdichtung von Monolit- oder aus Bauelementen
zusammengesetzten
Baukonstruktionen besteht das Wesen des Verfahrens gemäss der Erfindung darin, dass
an der Passfuge mit Benützung von Bau-Kleinmaschinen eine Fuge von Schmal benschwanzprofil
hergestellt, bzw. die etwa vorhandene Fuge in gleicher Weise ausgesäubert wird.
Hiernach wird eine Menge von höchsten 50 % Kunststoff Gummi, Kalksteingriess, bzw.
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Quarzsand und flüssigem Kohlenwasserstoff als Dichtungsmaterial mit
Pressluft in die Fuge geschossen. Bei Konstruktionen aus Stahl oder Gusseisen-Elementen
wird das Entrosten der Passfugenflächen mit einer Mischung durchgeführt, bei welcher
zu jedem m an Quarzkörnern mindestens 50 Liter Entrostungs-und Korrosionsschutz-Chemical
zugegeben wird, wonach dann diese Mischung, zweckmässig mit der Einrichtung gemäss
der Erfindung und mit Hilfe von Pressluft in die Diohtungsfuge geschossen wird.
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Nachstehend soll das Verfahren und die Einrichtung gemäss der Erfindung
in einer als Beispiel angeführten Ausführungsform beschrieben werden. Fig. 1. zeigt
einen Schnitt der als Ausführungsbeispiel dargestellten Einrichtung gemäss der Erfindung.
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Beispiel 1.
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Der Abdichtungsstoff wird in der Weise hergestellt, dass aus 76 %
Aluminatzement, 20 % Gipsstein-Mahlgut, 2 % Kalziumhydroxyd und 2 X flüssigem Kohlenwasserstoff
ein Comisch hergestellt wird. Dabei wird ein Gipsstein-Mahlgut vorwendet, bei welchem
75-80 % der Menge eine Korngrösse unter 90 mikron besitzen soll. Als Treer- und
Verdichtungssubstanz werden höchstens 20 S des fertigen Abdichtungsstoffes als Kalksteinkorn
von solcher Kornver eilung beigemischt, dass die maximale Korngrösse 3 mm, die Kornfraktion
unter 2 mm 75 % und die Kornfraktion unter 1 mm 90 ab beträgt.
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Beispiel 2.
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Es wird nach Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, dass als Träger-
und Verdichtungssubstanz ein Zuschlag von 40 % Quarzkorn verwendet wird.
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Beispiel 3, Es wird nach Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied,
dass als Träger- und Verdichtungssubstanz ein Zuschlag von 25 % Metallkorn verwendet
wird.
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Beispiel 4.
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Es wird nach irgendeinem der vorherigen Beispiele verfahren mit dem
Unterschied, dass zur Erhöhung der Elastizitrat als Zuschlag weitere 10 % der fertigen
Abdichtungssubstanz Gummi-Mahlgut zugesetzt werden.
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Beispiel 5.
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Es wird nach Beispiel 4 verfahren, mit dem Unterschied, dass als
Zuschlag zur Erhöhung der Elastizität Kunststoffkorn verwendet wird.
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Verfahren gemss Jedes de oben angeführten Beispiele, wobei das Auftragen
und Einbringen des Dichtungsatoffes mit der in Fig. 1. dargestellten Einrichtung
durchgeführt wird.
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Hierbei gelangt das trockene Dichtungsmaterial über den Aufgabetrichter
1 in den Aufgabeschlung 2, von da aber in den zwischen den Gummischeihen 3 und ß
rotierenden, mit viele Bodenöffnungen versehenen Rotor 5, und zwar in den unter
dem Aufgobeschlund 2 befindlichen Raum 6 des Rotors, den es völlig ausfüllt. Der
Rotor 5 wird von dem Vierkantstück 9 auf der mit dem Antrieb 7 verbundenen Welle
8 angetrieben. Auf dem Vierkantstück 10 der Welle 8 sitzt das Rührwerk 11, das den
im Aufgabetrichter befindlichen Abdichtungsstoff umwälzt.
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Der Lufteinführungsstutzen 12 der Abdichtungseinrichtung ist an das
Pressluftnetz angeschlossen. Wenn beim Rotieren des Rotors 5 die Bodenöffnung 14
über die Eintríttsöffnung des Austragraums 17 gelangt 90 wird das in der Unterteilung
14 befindliche Dichtungsmaterial vom Pressluftdruck in den Austragraum 13 gepresst,
de-nach von hier mit der Trans portluft über die Rohrlettung mg in den Miachkopf
befördert, wo der Mischung das Bindewasser beigegeben wird. Der Pressluftdruck beträgt
6 atü, die Drehzahl des Rotors 6-10 Umdrehungen pro Minute. Mit dieser Maschine
kann das Abdichtungsmaterial
auf 50 m Entfernung befördert werden.
Die Menge an Bindewasser lässt sich am Mischkopf reguLieren.
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Bei der Abdichtung von Passfugen von Tunneltübings müssen die Passflächen
zunächst von Rost# gesäubert werden.
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Zu diesem Zweck wird eine Mischung angesetzt, die zum Beispiel aus
Quarzsand und auA dem Entrostungsmittel besteht Zu 1 m3 Quarzsand werden 50 Liter
Entrostungsmittel gemischte Diese Mischung wird der Einrichtung gemäss der Erfindung
aufgegeben, und dann mit 5 atü Pressluftdruck auf die Flächen der Passfuge geschossen.