DE2205041C3 - Verfahren zur Herstellung von zum maschinellen Abdichten von Fugen geeignetem Dichtungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zum maschinellen Abdichten von Fugen, insbesondere gegen Sickerwasser, geeignetem Dichtungsmaterial unter Verwendung von Kalziumaluminat, Gipsstein und Kalziumhydroxyd.

An den Stoßstellen vorfabrizierter Bauelemente oder der an Ort und Stelle aus Beton, Eisenbeton oder Stahl hergestellten Baukonstruktionen müssen die dabei entstehenden Fugen, die Paßfugen, in den meisten Fällen 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.

Besonders wichtig ist die Güte der Abdichtung bei den unter dem Rasenniveau angelegten Bauobjekten, da dort Wasserdrücke von mehreren Atmosphären auftreten und an den Montagefugen ein Einsickern des Wassers, manchmal auch konzentrierte Wasserziiflüsse 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. Außerdem sind solche Operationen auch sehr arbeitsintensiv.

Paß-, Montage- bzw. Arbeitsfugen 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 ausgefüllt. Bei der Verwendung von vorfabrizierten Beton- und Eisenbetonelementen sowie von bearbeitetem Baustein wird die Hälfte des Nutenprofils in den Elementen vorher ausgestaltet, dann die zwischen den zusammengepaßten Elementen entstehende Nut von Hand aus gesäubert und mit Dichtungsstoff ausgefüllt.

Schließlich werden Stahl- und Gußeisenkonstruktionen vor dem Ausfüllen der Fugen mit Chemikalien behandelt und danach in Handarbeit entrostet. Zum Entfernen des Rostes können Sandstrahlgebläse nicht angewendet werden, da sich bei solchen Arbeiten wegen der Silikose-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.

Als Abdichtungsstoffe kamen Substanzen auf Blei-, Bitumen-, Kunststoff-, Zementbasis zur Anwendung. Bleidichtungen erfordern eine kostspielige, diffizile Handarbeit 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 schrumpft das Bitumen, so daß die Dichtung vom Wasserdruck aus der Paßfuge entfernt wird. Schließlich besteht der Nachteil der Kunststoffdichtung darin, daß anhaftendes Wasser einerseits das Haften der Dichtung an den Konstruktionsteilen, andererseits die Polymerisation verhindert.

Die bisher am meisten angewandten Dichtungsstoffe gehören zu den Substanzen auf Zementbasis; sie bestehen aus Portlandzement, welchem Komponenten zugegeben sind, die das Schrumpfen verhindern bzw. ein Quellen bewirken. Für Portlandzement sind solche die Schrumpfung verhindernde und das Quellen fördernde Zuschläge Gemische, die aus ternärem Sulfoaluminat, Kalk und Gipshydrit (OE-PS 2 72 927), aus Kalk, Schwefeltrioxid und Sequioxyd (OE-PS 2 74 647), aus gebranntem Gips, Kalkhydrat und reaktionsfähigen Aluminium-Verbindungen (OE-PS 1 62 637) oder Calcium-Aluminiumsulfat (DT-AS 14 71 285) bestehen.

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, noch bevor dieser zum Binden kommt. Außerdem ballen sich solche Zemente wegen der hygroskopischen Wirkung des Chlorkalziums rasch zusammen; sie können also unter industriellen Gegebenheiten nicht verwendet werden.

Bei Zuschlägen aus Sulfoaluminat — das z. B. als Mischung aus 25% Gipsstein, 25% Bauxit und 50% Kalkstein durch Brennen bei 1400°C hergestellt werden kann — läßt sich 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. Bei Wassersickerung kann also auch dieses Bindemittel nicht benutzt werden.

Von den unterirdischen Bauobjekten sind in der Praxis die Qualitätsansprüche 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 10 Minuten beendet sein. Die Festigkeit muß dabei nach 12 Stünden mindestens 75 kp/cm², nach drei Tagen aber den Wert von mindestens 300 kp/cm² erreichen.

Das Quellen muß in Wasser nach Ablauf eines Tages mindestens 0,2% und höchstens 1% betragen. Das

Wachquellen - in Prozent des Einlage-Wertes - darf 'ach 3 Tagen höchstens 20%, nach 28 Tagen höchstens 60% betragen. Schließlich muß das Wasserdurchsickern _i wenn der Zementstein 1 Stunde nach der Wasserzu- *abe unter einen Wasserdruck von i atü gesetzt und der 5 Wasserdruck stündlich um 1 at erhöht wird - nach 6 Stunden (also bei einem Wasserdruck von 6 atü) aufhören. Aus obigem geht hervor, daß diese Bedingungen von Quellzementen auf Portlandzement-Basis nicht erfülii werden können. ·ο

Aus »Zement-Chemie« (Hans K ü h 1. Bd. H. 1958, S. 760/1) sind Bindemittel bekannt, die Gips und Tonerdezemeni enthalten, wobei die Erhärtung durch Bildung von Kalziunnaluminatsulfat zustande kommt. Ein derartiger »Gipstonerdezement« kann beispielswei- 15 se auch in Drehofen aus 50% Gips, 25% rotem Bauxit und 25% Kalk hergestellt werden.

Diese Produkte sind aber für sich nicht brauchbare, nicht schnelibindende und bei Wassersickerung nicht verwendbare Dichtungsmaterialien. Sie dienen lediglich 20 dazu, die Schrumpfung beim Portlandzement zu verhindern bzw. ein Quellen zu fördern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsmaterials zu schaffen, das sich zur maschinellen Abdichtung eignet, 25 schnell abbindet und nach kurzer Zeit jegliches Eindringen von Sickerwasser in die Fugen verhindert.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein Mahlgut von 75 bis 85 Gev ichtsprozent Kalziumaluminat und 20 bis 25 Gewichtsprozent Gipsstein, dessen Kornfraktion über 90 Mikron etwa 20% beträgt sowie 1,5 bis 4 Gewichtsprozent Kalziumhydroxyd in ihrem ursprünglichen Zustand mit 0 bis 3 Gewichtsprozenit flüssigem Kohlenwasserstoff von 1 bis 5 E^c Viskosität vermischt werden, und dazu höchstens in gleicher Menge wie das Gemisch selbst, Kunststoff und/oder Gummi und/oder Kalkstein und/ oder Metallteilchen in maximaler Korngröße von 5 mm, zugegeben werden, wonach die Mischung homogenisiert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungsmaterial beginnt das Binden 4 Minuten nach der Wasserzugabe und endet nach weiteren 5 bis 10 Minuten, wobei seine Festigkeit nach 12 Stunden mindestens 100 bis 150 kg/( m² nach 3 Tagen wenigstens 300 bis 500 kg/cm², sein Quellen in Wasser aber 0,2 bis 0,6% beträgt. 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.

Die für das maschinelle Einbringen günstigeren, insbesondere elastischen Eigenschaften, entstehen durch die Zuschlagstoffe, wobei hierfür in Frage kommen: Kunststoff-Mahlgut, Granulat oder Emulsion, Gummi, gekörnte mineralische Stoffe, wie Kalkstein Quarz, Metallkorb flüssige Kohlenwasserstoffe, und zwar in solchen Mengen, die höchstens der Hälfte des Gesamt-Dichtungsstoffes entsprechen.

Es wurde festgestellt, daß bei dem Abdichten von Eisen- und Stahlkonstruktionen das Entrosten mit Sandstrahlgebläse sehr wirksam und ohne Silikose-Gefahr noch vor dem Einbringen des Dichtungsstoffes durchgeführt werden kann, wenn den Quarzkörnern je m> mindestens 50 Liter von an sich bekannten Entrostungschernikalien beigemischt "^nd d'«**¹'- ^6< schung mit etwa 5 atü Druck auf die Fugenfläche geschossen wird Bei monolithischen Betonkonstruktionen und vorfabrizierten Bauelementen kann der Effekt dadurcB gesteigert werden, daß die Herstellung bzw. Säubering der Nuten mit an sich bekannten Kleinmaschinen der Bauindustrie erfolgen kann.

Nachstehend soll das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung in einer als Beispiel angeführten Ausführungsform beschrieben werden. Die Figur zeigt einen Schnitt der als Ausführungsbetspiel dargestellten Einrichtung gemäß der Erfindung.

Beispiel 1

Der Abdichtungsstoff wird in der Weise hergestellt, daß aus 76% Aluminatzement, 20% Gipsstein-Mahlgut, 2% Kalziumhydroxyd und 2% flüssigem Kohlenwasserstoff ein Gemisch hergestellt wird. Dabei wird ein Gipsstein-Mahlgut verwendet, bei welchem 75 bis 80% der Menge eine Korngröße unter 90 Mikron besitzen soll. Als Träger- und Verdichtungssubstanz werden höchstens 20% des fertigen Abdichtungsstoffes als Kalksteinkorn von solcher Kornverteilung beigemischt, daß die maximale Korngröße 3 mm, die Kornfraktion unter 2 mm 75% und die Kornfraktion unter 1 mm 30% beträgt.

Beispiel 2

Es wird nach Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß als Träger- und Verdichtungssubstanz ein Zuschlag von 40% Quarzkorn verwendet wird.

Beispiel 3

Es wird nach Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß als Träger- und Verdichtungssubstanz ein Zuschlag von 25% Metallkorn verwendet wird.

Beispiel 4

Es wird nach irgendeinem der vorherigen Beispiele verfahren mit dem Unterschied, daß zur Erhöhung der Elastizität als Zuschlag weitere 10% der fertigen Abdichtungssubstanz Gummi-Mahlgut zugesetzt werden.

Beispiel 5

Es wird nach Beispiel 4 verfahren, mit dem Unterschied, daß als Zuschlag zur Erhöhung der Elastizität Kunststoffkorn verwendet wird.

Verfahren gemäß jedes der oben angeführten Beispiele, wobei das Auftragen und Einbringen des Dichtungsstoffes mit der in der Figur dargestellten Einrichtung durchgeführt wird.

Hierbei gelangt das trockene Dichtungsmaterial über den Aufgabetrichter t in den Aufgabeschlund 2, vjn da aber in den zwischen den Gummischeiben 3 und 4 rotierenden, mit vielen Bodenöffnungen versehenen Rotor 5, und iwar in den unter dem Aufgabeschlund 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.

Der Lufteinführungsstutzen 12 der Abdichtungseinrichtung ist an das PreBluftnetz angeschlossen. Wenn beim Rotieren des Rotors 5 die Bodenöffnung 14 über die Eintrittsöffnung des Austragraums 13 gelangt, so wird das in der Unterteilung 14 befindliche Dichtungsmaterial vom Preßluftdruck in den Austragraum 13 gepreßt, danach von hier mit der Transportluft über die Rohrleitung 16 in den Mischkopf befördert, wo der Mischung das Bindewasser beigegeben wird. Der

Preßluftdruck beträgt 6 atü, die Drehzahl des Rotors 6 bis 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.

Bei der Abdichtung von Paßfugen von Tunneltübings müssen die Paßflächen zunächst von Rost gesäubert

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werden. Zu diesem Zweck wird eine Mischung angesetzt, die z. B. aus Quarzsand und aus derr Entrostungsmittel besteht. Zu 1 m³ Quarzxand werder 50 Liter Entrostungsmittel gemischt Diese Mischung wird der Einrichtung gemäß der Erfindung aufgegeber und darin mit 5 atü Preßluftdruck auf die Flächen dei Paßfuge geschossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von zum maschinellen Abdichten von Fugen, insbesondere gegen Sicker- S wasser, geeignetem Dichtungsmaterial unter Verwendung von Kalziumaluminat, Gipsstein und Kalziumhydroxyd, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mahlgut von 75 bis 85 Gewichtsprozent Kalziumaluminat und 20 bis 25 Gewichtsprozent Gipsstein, dessen Kornfraktion über 90 Mikron etwa 20% beträgt sowie 1,5 bis 4 Gewichtsprozent Kalziumhydroxyd in ihrem ursprünglichen Zustand mit 0 bis 3 Gewichtsprozent flüssigem Kohlenwasserstoff von 1 bis 5 E° Viskosität vermischt werden, und dazu höchstens in gleicher Menge wie das Gemisch selbst, Kunststoff und/oder Gummi und/ oder Kalkstein und/oder Metallteilchen in maximaler Korngröße von 5 mm, zugegeben werden, wonach die Mischung homogenisiert wird.