DE2212696A1

DE2212696A1 - Bituminoese Mischung einstellbarer Verfestigungszeit,insbesondere zur Bodenbefestigung

Info

Publication number: DE2212696A1
Application number: DE19722212696
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Travaux et Produits Routiers
Current assignee: Travaux et Produits Routiers
Priority date: 1971-03-17
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1972-09-28
Also published as: CH565285A5; FR2129168A5; OA03980A; ES400838A1

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. MARTIN LICHT

Dr. REINHOLD SCHMIDT

Pitentanwalt Dr. R. SCHMIDT, 7603 OPPENAU, PostfaA 25

Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

Oppenau, den 15. MärZ 1972

Mein Zeichen: 5244

Dr.Sch/H

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Ihr Zeidien: ™"

TRAVAUX ET PRODUITS ROUTIERS

Soci§t£ a Responsabilite" Limitee

Paris (Frankreich)

Bituminöse Mischung einstellbarer Verfestigungszeit, insbesondere zur Bodenbefestigung

Gegenstand der Erfindung ist eine bituminöse Mischung einstellbarer Verfestigungszeit, welche für verschiedene industrielle Anwendungszwecke benutzt werden kann, insbesondere zur Erzeugung dichter Decken, zur Bodenbefestigung, zur Erhöhung niedrigen Bodens durch künstliche Anschwemmung und für Schutzbauteno

Es ist aus zahlreichen technischen Konstruktionen bekannt, daß man angemachten Gips oder Mörtel für die oben genannten Zwecke benutzt, aber die Dauer des Erhärtens oder Verfestigens solcher Anschwemmungen beschränkt sehr wesentlich die Verwendungsmöglichkeiten und die Wirksamkeit der Mischungen„

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Andererseits hat man seit langem vorgeschlagen, das Verschweißen oder Verkleben zweier Konstruktionsteile miteinander durch ein Klebemittel, leim oder Kitt vorzunehmen, gebildet aus einer an Ort und Stelle bereiteten Mischung verschiedener Pestbestandteile, Flüssigkeiten oder Pasten, welche, sowie sie miteinander in Berührung gebracht sind, sehr schnell erhärten und sich mit den zu vereinigenden Stücken fest verbinden·

Wenn diese Mischungen an der Luft verwendet werden, so haben sie den Vorteil, daß sie nur gerade die zum Abbinden in einem Arbeitsgang notwendige Menge von Material erfordern und dabei Verluste vermeiden, die unweigerlich eintreten, wenn die Mischung schon vorher vorbereitet und in einem vollkommen dichten Gefäß aufbewahrt wurde. Wenn solche Mischungen, die oft als "Sofortkleber¹¹ bezeichnet werden, verhältnismäßig kurze Zeit lagern, so erfüllen sie die ihnen gestellte Aufgabe nicht mehr und werden ZoB. erst nach Verlauf von mehreren Stunden vollkommen hart.

Wenn diese Mischungen aber unter Wasser verwendet werden, so können sie entweder teilweise oder sogar vollständig durch die Strömung fortgeführt werden, wenn eine solche herrscht.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, die genannten Mängel der bisher verwendeten Verfestigungsmittel zu beseitigen mittels

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eines sofort festwerdenden flüssigen Produktes.

Ausgehend von der bekannten Eigenschaft gewisser als Emulsions-Brecher bekannten Produkte, die das sofortige Abbinden und Festwerden gewisser Emulsionen hervorrufen, besonders von bituminösen Emulsionen, hat die Erfindung erfolgreich nach einem flüssigen Produkt gesucht, welches gleichzeitig die vorteilhaften Eigenschaften der angerührten Gips- oder Mörtelmischungen und der sogenannten Sofortkleber vereinigt, ohne die oben geschilderten Nachteile dieser Mischungen und Kleber zu zeigen«,

Erfindungsgemäß wird das Produkt einstellbarer Verfestigungszeit dadurch erhalten, daß man eine bituminöse Emulsion und einen der oben genannten "Brecher" zusammenbringt, welcher beispielsweise aus einer wässrigen Lösung von Soda oder Pottasche, einem Schlamm kalkhaltiger Abfälle, einem Zement brei, einem Brei basischer Flugaschen, einer wässrigen Lösung eines Salzes schwacher Säuren und starker Basen bestehen kann, wenn es sich um eine kationische Emulsion handelt. Andererseits besteht die Mischung für anionische Emulsionen aus einer wässrigen Lösung von Aluminiumsulfat, einer wässrigen Lösung von Kalziumchlorid, einer wässrigen Säure, einer wässrigen Lösung eines Salzes einer starken Säure und einer schwachen Base. Die Mengenverhältnisse

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der Emulsion und des brechenden Agenz werden durch einfaches Ausprobieren derart festgelegt, daß jede gewünschte Erhärtungsgeschwindigkeit, sowie jede gewünschte Geschmeidigkeit des erhaltenen Produktes beim gegenseitigen Kontakt erreicht wird,.

Es ist möglich, Sand oder andere Füllstoffe dem einen oder dem anderen der miteinander in Berührung zu bringenden Mischungsbestandteile zuzusetzen. Die Wahl des verwendeten Brechers muß auf die gewünschte Eigenschaft des erzielten Produktes Rücksicht nehmen, wie es weiter unten im einzelnen beschrieben werden wird. Je nach der Bestimmung und der Rolle, für welche die mit vorbestimmter Verfestigungszeit nach der Erfindung hergestellten Mischungen bestimmt sind, können die Mischungsbestandteile durch verschiedene Mittel miteinander in Berührung gebracht werden, so daß das erhärtete Endprodukt schließlich an den Stellen und Zonen oder besonderen Punkten entsteht, an denen es seine Wirkung ausüben soll.

Die Mischung einstellbarer Verfestigungszeit nach der Erfindung kann beispielsweise einerseits benutzt werden für das Abdichten durchlässiger Erdschichten (Anschwemmungen oder Sandmassen), mit Wasserströmungen großer Menge und hoher Geschwindigkeit, andererseits zur Herstellung dichter Wandungen, die dazu bestimmt sind.,

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die Wassereinwirkungen auf eine bestehende oder anzulegende Konstruktion abzuschirmen, beispielsweise dünne Wände, welche in die Böden eingelassen werden, wo sie dazu dienen, das Eintreten von Wasser in Arbeitsfundamente zu verhindern, oder Dichtungsmembranen, die dazu bestimmt sind, Wassereinbrüche in Dämmen oder aufgeworfenen Wegen zu vermeiden, und endlich, um die Krümelbildung vor dem Einsumpfen sicherzustellen oder um die richtige Unterlage für eine Offenstallhaltung herzustellen usf ο

Ganz allgemein kann das Anbringen der Mischung mit erfindungsgemäß einstellbarer Verfestigungszeit erfolgen durch Injektion, Einstäuben oder durch Einschwemmen der Bestandteile nach den jeweils geeigneten Arbeitsverfahren«

Das Injizieren der Bestandteile erfolgt mittels eines Rohres, durch welches die wässrige Lösung des Brechers und dann die bituminöse Emulsion langsam hindurchgeschickt wird, indem das Rohr zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang der Bestandteile gereinigt wird₀ Umgekehrt kann man auch zuerst die bituminöse Emulsion und anschließend die wässrige Breeherlösung zuführen. Ein anderes Verfahren besteht in der Benutzung von zwei Rohren zur Injektion, die konzentrisch gelegen sein können, und mehr

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oder weniger nahe nebeneinander liegen.

Im allgemeinen ist es vorteilhaft, dem Produkt und dem aus der oder den Röhren austretenden Bestandteilen eine turbulente Bewegung nach der Austrittsseite zu zu erteilen, wobei diese Turbulenz praktisch immer vorzusehen ist, wenn eine Gharge dem Brecher zugeführt wurde_o

Das Verfahren, die Mischung durch Injektion an Ort und Stelle zu bringen, eignet sich ebenso für die Herstellung von Membranen, wie für die Herstellung dichter Sohutzwände gegen Wasserzutritt, gleicherweise aber auch für den Fall der Abdichtung durchlässigen Brdreiches. In dem ersten Falle wird die notwendige Schutzwand unmittelbar gebildet, und im zweiten Falle wird erfindungsgemäß an der Stelle oder an den Stellen, wo es notwendig ist, ein plastisches und zusammenhängendes Material angebracht, welches nicht mehr durch strömendes Wasser abgetragen werden kann.

Das Anbringen an Ort und Stelle kann auch erfolgen durch Aufstäuben der Bestandteile entweder mittels zweier getrennter Laderampen, oder mittels einer einzigen Laderampe,.die gebildet wird aus zwei konzentrischen Röhren, die jeweils mit Austrittsj löchern für einen der Mischungsbestandteile versehen sind,

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vorzugsweise in Abmessungen, daß sich beim Aufbringen und Erzeugen der Mischung dann schon von selbst die richtigen Mischungsverhältnisse zwischen Emulsion und Brecher einstellen«

In dem besonderen Falle von Kanalwänden oder Böschungen oder anderen aus gebrochenen Steinen gebildeten Wandungen, die mit einer Bekleidung versehen werden sollen, muß diese möglichst undurchlässig und sehr widerstandsfähig gegen Stöße sein₀ In Fällen, in denen zahlreiche und verhältnismäßig große Zwischenräume zu schließen sind, empfiehlt es sich, einen Brecher mit einer Aufschwemmung auf der Grundlage von Flugaschen zu verwenden, und der Emulsion eine solche Festigkeit zu verleihen, daß die Mischung bis auf den Grund aller Hohlräume durchdringen kann, ohne jedoch auszufließen. Bei gebrochenen Steinen kann es am schnellsten gehen, wenn man die Mischung unmittelbar mit einer Einrichtung zum Aufstäuben mittels koaxialer Rohre, wie oben angegeben, aufbringt.

Das Injizieren der Produkte kann entweder fortlaufend mit Hilfe von Dosierpumpen erfolgen, oder absatzweise mit Hilfe einer Vorrichtung, wie sie unter Bezeichnung JOHNY bekannt ist« In dem letzten Falle ist es überflüssig, einen höheren Druck als von einigen Bar zu benutzen₀

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Die Verwendung zweier konzentrischer Rohre ist unbedingt nötig, wenn man mit einer Aufschwemmung von Gips oder Mörtel als Brecher arbeitete

Im folgenden werden anhand der Figuren einige Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zum Aufbringen der Mischung einstellbarer Verfestigungszeit nach der Erfindung beschrieben«, Es stellen dar:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer einfachsten Aufbringungsart für erhärtende Mischungen nach der Erfindung, bei welcher die Emulsion und der Brecher jeweils getrennt von besonderen Röhren geliefert werden,

Fig. 2 eine im Längsschnitt gezeigte Einrichtung mit zwei konzentrischen Röhren, die das gleichzeitige Aufbringen eines Brechers und der Emulsion an einem bestimmten Punkt ermöglicht,

Fig. 3 eine im Längsschnitt gezeigte Anordnung eines Teiles eines Gerätes mit zwei konzentrischen Röhren, die nach Art einer Aufbringungsrampe, also hintereinander zum Aufbringen einer Mischung geeignet ist, die aus einer Emulsion und einem Brecher nach der Erfindung besteht,

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Fig. 4 eine Aufsicht auf das Röhrenende innerhalb der Figuren 2 und 3, welche die Austrittsöffnungen des einen der Mischungsbestandteile zeigen, und

Fig₀ 5 die Gesamtanordnung einer Vorrichtung zum Aufbringen der erhärtenden Mischung unter Verwendung der Doppelröhren nach Figur 2_O

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 1 sieht man die Böschung A eines Flusses Bo Am Ufer sind eine gewisse Anzahl von Röhren 1 und 2 angebracht, von denen die Röhren 1 im ersten Glied parallel zur Böschung und die Röhren 2 dahinter im zweiten Glied gleichfalls parallel zur Böschung angebracht sind. Diese beiden Gruppen von Röhren sind im übrigen schachbrettartig gekreuzt angelegt. Jede der Röhren 1 ist durch eine biegsame Zuleitung 3 mit einem sogenannten JOHNY-Behälter 4 verbunden, der den Brecher enthält und durch eine Leitung 5 unter Druckesetzt ist, die an eine nicht dargestellte geeignete Druokquelle angeschlossen ist. Die Röhren 2 des zweiten Gliedes sind an einen anderen JOHNY-Behälter 5 angeschlossen, der die einzuspritzende Emulsion enthält und gleichfalls an eine nicht dargestellte Druokquelle angeschlossen ist.

Die geschilderte Einrichtung dient zum Verschließen von Unebenheiten und dergleichen. Man arbeitet dabei also mit zwei Reihen

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von Röhren 1 und 2 von 40 mm Durchmesser. An der Arbeitsstelle wird die Reihe der Rohre 1 in den Boden geschlagen in einer bestimmten Schräglage zur Vertikalen,, Man läßt das Ende der Röhre bis zu der zu behandelnden Maximaltiefe herabgehen, in dem dargestellten Falle z.B. bis zu einer Tiefe von 10m. Man hat ebenso die Röhren 2 auf einer parallel zur Reihe der Röhren 1 liegenden Linie in den Boden eingeführt, wobei der Abstand der beiden Linien etwa 3 m beträgt und der seitliche Abstand zwischen den Röhren der einen und der anderen Gruppe etwa 2 m beträgt» Wie gesagt sind die Rohre 1 und 2 schachbrettartig gekreuzt angeordnete Nachdem das Eintreiben beendet ist, werden alle Röhren um einige zehn Zentimeter angehoben· Nunmehr werden gleichzeitig die Mischungsbestandteile in die Röhren eingeblasen, wobei der Brecher in der unteren Röhrengruppe 1 und die bituminöse Emulsion in der oben Röhrengruppe eingeführt wird.

Als Mischungsbestandteile verwendet man im Verhältnis drei Teile Emulsion zu zwei Teilen Brecher folgende Bestandteile»

Eine wässrige Lösung von Pott-Asche, die auf der Baustelle bereitet wird durch Auflösen von einem Teil konzentrierter 47 #iger Pott-Asohe in 15 Teilen Wasser, und

eine kationische Emulsion, die bereitet wird mit

. einem Emulgator aus einem Fett-PoIyamin und

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Salzsäure im Verhältnis von 1 Teil des Amins und 1 bis 3 Teilen HGl.

Zu Beginn der Arbeit überzeugt man sich, daß die Geschwindigkeit des Brechens, also die Zeit der Verfestigung der Emulsion für den angestrebten Zweck richtig ist·

Man hat festgestellt, daß es zweckmäßig ist, die Emulsion bis auf etwa 3O⁰O abkühlen zu lassen.

Auf jedem Niveau hat man die Produkte in drei Röhren 1 und drei Röhren 2 injiziert bis zu dem Augenblick, in dem der Druck so weit ansteigt, daß dies als ein Zeichen der wirksamen Füllung anzusehen ist, ohne daß es nötig gewesen wäre, bis zu dem Überdruck von 1 Bar zu gehen. Dann würde die Injektion in demselben Niveau weitergeführt, und zwar in den anderen Röhren 1 und 2. Schließlich werden alle Röhren 1 und 2 um 1 m angehoben, worauf eine neue Reihe von Einspritzungen vorgenommen wird. Diese Arbeiten werden bis zur Maßbezeichnung 4 m fortgesetzt.

Die in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Einrichtungen erlauben das Verfestigen mit den gleichen zufriedenstellenden Ergebnissen wie mit der bisher geschilderten Vorrichtung· Dazu dient nun

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eine aus zwei konzentrischen Röhren bestehende Vorrichtung, die besonders vorteilhaft ist, wenn man als Brecher eine Zementauf schwemmung verwendet. Die Vorrichtung besteht einerseits aus einem äußeren Rohr 7, welches an einem seiner Enden 8 an die Pumpe oder an das "JOHNY"-Speisegerät angeschlossen ist, und deren anderes Ende 9 konisch zuläuft. In der Nähe seines oberen Endes ist die Rohrwandung 7 durchbrochen von einer öffnung 10« In dem Rohr 7 ist koaxial ein Innenrohr 11 gelagert, dessen oberes Ende 12 abgebogen und an den Zuführungsschlauch 16 (Fig. 5) angeschlossen ist. Das untere Ende des Innenrohres ist durch eine Scheibe 13 abgeschlossen. Darüber sind im unteren Ende des Rohres 11 eine bestimmte Anzahl von Öffnungen 13' ringsum gleichmäßig verteilt angebracht.

Eine Blechwende H, deren äußerer Durchmesser gleich ist dem inneren Durchmesser des Rohres 7 ist auf dem Innenrohr 11 angebracht und erstreckt sich von der Gegend des Rohrendes 13 bis zu einer gewiesen Entfernung unterhalb des Rohrknies 12. Das mit dieser Wende 14 ausgerüstete Innenrohr 11 wird in das Außenrohr 7 so eingesetzt, daß die Scheibe 13 im wesentlichen in der Höhe des kegeligen Endes 9 des Außenrohres 7 zu liegen kommt. Der Schutz der Austrittsoffnungen 13' wird hieyöurch einen kegelförmigen Ring 15 gebildet, der auf der Außenseite des Rohres 11 aufgesetzt oder aufgeschweißt ist«

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Das. Kniestück 12 geht durch die seitliche Öffnung 10 des Außenrohres 7, und die Dichtheit zwischen den Rohren 7 und 11 wird durch beliebige Mittel hergestellt, z_oB. durch Einschweißen,, Das obere Ende 8 des Rohres 7 ist wie gesagt verbunden mit einer Zuleitung 16, welche zu einem "Johny"-Apparat 17 führt, während das freie Ende 18 des Außenrohres 7 durch eine biegsame Leitung 18 mit einem weiteren "Johny"-Apparat 19 verbunden ist. Beide Speiseapparate 17 und 19 enthalten einen der Bestandteile der einzubringenden Mischung und sind jeweils durch eine Druckleitung 20 und 21 an eine Druckwelle angeschlossen. 3?ür die beweglichen Anschlüsse werden vorzugsweise Schnellkupplungen verwendet, welche die Verbindungen zwischen den Zuleitungen 16 und 18 zu den beiden Rohren 11 und 8 herstellen«, Die Zentrierung des Innenrohres 11 im Außenrohr 7 wird durch den äußeren Umfang der Schraubenspindel 14 hergestellt, und der durch das Innenrohr 11 zugeführte Mischungsbestandteil tritt radial durch die öffnungen 13' aus«. Auf diese Weise bildet sich eine homogene Mischung, die dann durch das konische Unterende 9 des Außenrohrea 7 austritt, und zwar mit einer durch die Schraubenwende 14 hergestellten starken Umlaufbewegung.

Bei der in fig. 3 dargestellten abgeänderten Darstellungsform enthält die Zerstäubungseinrichtung mit den konzentrischen

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Röhren einerseits ein äußeres Rohr 7, welches mit mehreren Abzweigungen 7 und 7p ausgerüstet ist, welche unten wiederum in konische Öffnungen 9h und 9p auslaufen. Innerhalb dieser Zweigleitungen sind innere Rohre 11^ und 11₂ angebracht, welche ober* in das Sammelrohr 11 münden und unten durch Abschlußscheiben 13 abgeschlossen sind, über welchen dann wiederum die radialen Austrittaschlitze wie in Pig. 4 gezeigt, angebracht sindo Die Zentrierung erfolgt auch hier jeweils durch eine Wende 14* und H₂»

Durch geeignete Dimensionierung der Verzweigungen lässt sich bei dieser Ausgestaltung des Gerätes nach Figo 3 sehr leicht ein Gerät zur gleichzeitigen Zerstäubung von Mischungen nach der Erfindung durch mehrere konzentrische Rohrteile herstellen.

Da die Abmessungen von auszufüllenden Hohlräumen eine gewisse Bedeutung hat, kann es wichtig sein, einen Brecher zu benutzen, der bei der Ausfüllung solcher Hohlräume wesentlich mitwirkt und die Kosten niedrig hält. Dazu hat sich ein Brecher aus ! basischen Flugaschen bewährt, der beispielsweise in den Verhältnissen von 2 bis 6 Teilen handelsmäßiger Asche auf einen Teil Emulsion angewendet wird. In diesem Falle muß die Injektion mit Hilfe konzentrischer Röhren erfolgen. Die Bedienung iat er-

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leichtert, wenn man die verwendeten Aschenteile mit einem Teil Wasser auf 2 bis 3 Teilen Aschen je nach dem Feuchtigkeitsgrad der zur Verfügung stehenden Asche benetzt.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

ο Bituminöse Mischung zur Bodenbefestigung und zu Abdichtungszwecken, dadurch gekennzeichnet, daß eine bituminöse Emulsion mit einer Brechersubstanz in abgestimmten Mengenverhältnissen zur Erzielung einstellbarer Verfestigungszeit und gewünschter Geschmeidigkeit in innige Berührung gebracht sind»

Bituminöse Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für kationische bituminöse Emulsionen als Brecher eine wässrige Lösung von Soda oder Pottasche mit einem Schlamm kalkhaltiger Abfälle, einem Zementbrei, einem Brei basischer Plugasche und einer wässrigen Lösung eines Salzes schwacher Säuren und starker Basen dient.

Bituminöse Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für anionische bituminöse Emulsionen als Brecher eine wässrige Lösung von Aluminiumsulfat, eine wässrige Lösung von Kalziumchlorid, eine wässrige Lösung einer Säure und eine wässrige Lösung eines Salzes einer starken Säure und einer schwachen Base dient»

4» Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Mischung einstellbarer Verfestigungszeit nach einem oder mehreren der

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vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulsions "be standteil und die Brechersubstanz durch Einspritzen beider Bestandteile in die Zone der Verwendung des zu bildenden Mischungsproduktes zusammengegeben werdenc

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