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Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten von nassen oder wasserbeaufschlagten
Fugen durch Einspritzen einer Dichtungsmasse Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten von nassen oder wasserbeaufschlagten
Fugen durch Einspritzen einer Diohtungsmasse.
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Es ist bekannt, die nassen Fugen von Spundwänden
oberhalb
und unterhlab der Wasseroberfläche mit einer Dichtungsmasse abzudichten, die in
die Fuge unter hohem Druck eingespritzt wird. Es kann sich dabei um dauerelastisch
in der Fuge erstarrende oder um relativ steife dauerplastische Massen handeln.
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In jedem Fall sind sowohl Dichtigkeit als auch die Festigkeit, mit
der die Masse in der Fuge gegenüber dem Druck des anstehenden Wassers gehalten ist,
von der Adhäsion der Masse an der Fugenoberfläche abhängig. Die in freiem Strahl
ohne weitere Hilfsmittel in die Fuge eingespritze Masse erreicht aber nicht mit
gleicher Sicherheit jedes Oberflächenelement in einer Fuge, wenn diese eine wechselnde
Weite und wechselnde Verschmutzung durch Rost, Algen, Schlamm, Lebewesen etc. aufweist.
Der Strahl wird vielmehr den Weg des geringsten Widerstands zu nehmen versuchen,
so daß die engeren und stärker verschmutzten Bereiche der Fuge weniger leicht von
der Masse erreicht werden als die weiteren.
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Ferner ist dann, wenn die Masse unter Verdrängung der Wasserftillung
einen bestimmten Fugenbereich erreicht hat, noch nicht ohne weiteres sichergestellt,
daß
sich eine ausreichende Adhäsion der Masse an den Oberflächen
dieses Bereichs ergibt. Diese Adhäsion setzt vielmehr voraus, daß der an der Oberfläche
haftende Wasserfilm hinreichend entfernt wird.
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Welche Qualität diese Adhäsion besitzen muß, erkennt man daran, daß
die noch weiche, nicht ausgehärtete Masse in der Lage sein muß, gegebenenfalls dem
Druck mehrerer Meter Wassersäule, heftigem Wellenschlag und starker Wasserströmung
entlang der Spundwand in der Fuge standzuhalten, ohne wieder herausgepreßt zu werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, die eine gleichmäßige Adhäsion der in eine Fuge eingespritzten Masse
an den Fugenwänden gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Fuge mit einer
solchen Fortschreitungsgeschwindigkeit ausgespritzt wird, daß der Spritzstrahl hinter
der Front der in Fortschreitungsrichtung vordringenden Masse in die Fuge eindringt.
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Durch dieses verhältnismäßig einfache Mittel wird
erstens
sichergestellt, daß die dem Spritzstrahl vorauseilende Welle der Spritzmasse die
Wasserfüllung der Fuge ( soweit vorhanden ) zumindest in den weiteren Bereichen
der Fuge weitgehend verdrängt.
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Zweitens wird dadurch erreicht, daß in demjenigen Verfahrensbereich,
in welchem der Strahl in die Fuge eindringt, und' in welchem daher sehr hohe Strömungsgeachwindigkeiten
und Turbulenzkräfte wirken, nur noch ein verhältnismäßig dünner Wasserfilm an den
Oberflächen vorhanden ist, der infolge dieser starken Bewegung und Turbulenzkräfte
weitgehend fortgerissen wird, so daß unmittelbarer Kontakt zwischen der Masse und
den Fugenoberflächen zustandekommt. Ferner werden in diesem Bereich selbstverständlich
durch die kinetische Energie des Strahls auch noch weitere Fugenbereiche erreicht,
in die die vorauseilende Welle der eingespritzten Masse noch nicht vorgedrungen
war.
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Vorteiinafter Weise wird die Einspritzung unter einer Eugenabdeckung
vorgenommen. Diese Abdeckung soll einerseits bewirken, daß die dem Spritzstrahl
vorauseilende Welle der Spritzmasse nicht ohne
weiteres aus der
Fugenöffnung auf dem Weg des geringsten Widerstands entweicht sondern unter einem
gewissen Druck in der Fuge zurückgehalten wird und somit die Wasserfüllung der Fuge
vor dem Spritzstrahl beseitigen kann. Ähnliches gilt für den Bereich der Abdeckung
hinter dem Spritzstrahl, durch den die eingespritzte Masse in der Fuge zurückgehalten.
werden soll, damit sie nicht unter dem im Einspritzbereich wirkenden Druck nach
hinten entweicht. Andererseits hat die Abdeckung die Aufgabe, Wasser oder Luft aus
der Umgebung vom Einspritzbereich fernzuhalten, da diese Medien sonst möglicherweise
unter der Injektionswirkung des Strahls in den Einspritzbereich eingesaugt werden
könnten.
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Bei der praktischen Ausübung des Verfahrens arbeitet man zweckmäßiger
Weise so, daß zunächst im Oberwasserbereich der Spundwandfuge die Vorrichtung angesetzt
wird und auf eine solche Fortschreitungsgeschwindigkeit eingestellt wird, daß sich
vor dem Einspritzbereich unter der Abdeckung eine den Hauptteil der Fuge bis zur
Abdeckung
füllende Vorrauswelle des eingespritzten Materials bildet,
die den Einspritzbereich von dem davor befindlichen Umgebungswasser bzw. der Atmosphäre
völlig abschließt. Die Arbeitslänge im leicht kontrollierbaren Überwass-.e ~r,bereich
reioht normalerweise zur Einregulierung der Gestalt, daß die Vorauswelle konstant
bleibt, aus. Unter Wasser kann dann mit konstanter Gesohwindigkeit weitergefahren
werden.
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Eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens weist als Fugenabdeckung
zweckmäßiger Weise eine starre Leiste auf, die mit geringst möglichem Spiel über
der Fuge gehalten ist. Zur Anpassung an unterschiedliche Fugenarten kann sie in
der Höhe verstellbar sein. Sie kann auch durch Federkraft oder eine sonstige nachgiebige
Kraft gegen die Fuge bzw. deren Ränder gedrückt sein.
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Die Einrichtung kann auch, insbesondere bei unebenem Verlauf der Fugenränder,
in sich nachgiebig ausgebildet sein, beispielweise aus einem Kautschuk-oder Schaumstoffstreifen
gebildet sein, der unter elastischer Verformung gegen die Fugenränder gedrückt ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mündet die Spritzdüse
in der Abdeckeinrichtung.
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Die Abdeckeinrichtung hat nicht etwa den Zweck, die Masse so lange
in der Fuge festzuhalten, bis sie durch Fortschreiten der Aushärtung genügende Festigkeit
erlangt hat. Wemr dies angestrebt werden sollte, müßte nämlich jedes Fugenelement
zumindest mehrere Minuten abgedeckt seiht was bei üblichen Fortschreitungsgeschwindigkeiten
der Vorri-ohtung, die variabel in der Größenordnung von 0,3 bis 3,0 m/min liegen,
mit einer unmittelbar an die Einspritzvorrichtung angeschlossenen Abdeckeinrichtung
völlig ausgeschlossen ist. Es genügt vielmehr, wenn die Abdeckeinrichtung bei Anwendung
von Fortschreitungsgeschwindigkeiten der angegebenen Größe eine Länge von einigen
Zentimetern bis Dezimetern, alo beispielsweise 5 - 50, vorzugsweise 20 - 30 Zentimetern,
besitzt, was einer Abdeckdauer von einigen Sekunden je nach Fortschreitungsgeschwindigkeit
entspricht. Die Fortsehreitungsgeschwindigkeit ist abhängig von dem zu füllenden
Fugenvolumen
und der Menge der je Zeiteinheit gespritzten Dichtungsmasse. Diese ist wiederum
abhängig von dem Querschnitt der verwendeten Spritzdüse und der Austrittsgeschwindigkeit.
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Die Austrittsgeschwindigkeit wird so hoch gewählt, daß im Spritzbereich
die gewünschte starke Bewegung in der Fuge auftritt, die zur Auflösung der an den
Fugenoberflächen anhaftenden Wasserschichten notwendig ist. Diese Geschwindigkeit
liegt vorzugsweise über 0,4, weiter vorzugsweise über 0,7 m/sek.
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Da die Abdeckeinrichtung nur verhältnismäßig kurzzeitig wirkt, ist
offensichtlich, daß ihre Wirkung nicht darin besteht, daß sie die Masse in der Fuge
gegenüber den von außen wirkenden Kräften festhält.
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Ihre Wirkung muß vielmehr darin gesehen werden, daß sie einerseits
das sofortige Abfließen der Masse neben dem Spritzbereich verhindert, wodurch ein
Staudruck aufgebaut wird, der die gleichmäßige Füllung auch engerer Bereiche bewirkt,
und daß sie andererselts bei nicht zu hoher Wahl der Vorschubgeschwindigkeåt dafür
sorgt, daß der Einspritzbereich selbst ringsum von Masse umgeben ist, so daß
die
kinetischeSEnergie des eingespritzten Strahls zur Entfernung des Wasserfilms von
den Fugenoberflächen zur Verfügung steht. Die Erfindung wird im folgenden näher
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die eine vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung in ihrer Fortschreitungs
richtung und Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Wagen 1, der die allgemein mit 2
bezeichnete Spritzvorrichtung trägt.
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Der Wagen besitzt schematisch bei 3 angedeutete Räder, die mit einem
zur Fuge gerichteten Schräglauf -ausgerüstet sind, der eine ständige Anlage der
Vorrichtung am Fugenrand gewährleistet. per Wagen wird durch Magnetpole 4 an der
zu bearbeitenden Spundwand 5 gehalten, deren Spundwandschloß 6 die abzudichtendej
Fuge 7 enthält. An dem Wagen 1 können Zusatzeinrichtungen befestigt sein, die ein
gleichzeitiges Reinigen der auszuspritzenden Fuge von losem Rost,
Algen,
Tieren oder dergl. gestatten Die Spritzeinrichtung besteht aus einem leistenartigen
Teil 8, dessen Unterfläche 9 dicht über die Ränder der Fuge 7 geführt ist. Außerdem'liegt
die Leiste mit ihrer kante 10 an einem die Fuge begrenzenden Rand des Schlosses
an. Bei geeigneter Einstellung der Leiste am Wagen 1 und solcher Führung des Wagens
1, daß die Kante 10 am Schloß anliegt, dichtet die Unterseite 9 der Leiste 10 die
Fuge auf deren offener Seite mehr oder weniger dicht ab. Der Dichtheitsgrad hängt
ab vorn der Genauigkeit der Führung und der Einstellung der Leiste 8. Er kann ferner
beeinflußt werden durch elastische Pressung der Leiste 8 gegen die Fugenränder,
Ein gewisses Spiel zwischen der Leiste und den Fugenrändern kann jedoch normalerweise
in Kauf genommen werden, da die verhältnismäßig hohe Viskosität handelsüblicher
Dichtungsmassen so groß ist, daß sie nicht oder nur im geringen Maße durch enge
Spalte zwischen der Leiste und den Fugenrändern entweichen kann. Im übrigen brauoht
ein geringfügiges Entweichen der Masse auch nicht verhindert zu werden,
da
es im Rahmen der- Erfindung lediglich darauf ankommt, daß unterhalb der Leiste in
der Fuge ein ausreichender Druck zur Füllung derselben erzeugt wird.
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In der Unterfläche 9 der Leiste 8 mündet eine Bohrung 11, die mit
einer Schlauchleitung 12 in Verbindung steht, die an eine Hochdruckpumpe für die
Zufuhr der Dichtungsmasse angeschlossen ist. Die Mündung der Bohrung ii hat einen
Durchmesser, der kleiner als die Offnungsweite der schmalsten zu erwartenden Fuge
ist, nämlich zwischen 1 und 5 mm, vorzugsweise bis 2 mm, liegt. Die Mündung der
Bohrung 11 ist derart nahe dem äußeren Rand der Leiste 10 angeordnet, daß der Drüsenstrahl
stets in unmittelbarer Nähe der entsprechenden Fugenseite entlangstreicht, und zwar
auch bei weiten Fugen.
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Die die Fuge abschließende Leiste erstreckt sich sowohl in Fortschreitungsrichtung
(Pfeil 13 in Fig.2) vor der Düsenbohrung als auch dahinter. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel liegt die Länge des
jeweils vor und hinter
der Düsenbohrung sich erstreckenden Teils der Leiste 8 über fünf Zentimeter.
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Vorteilhafterweise ist diese Strecke auch größer als das Zwanzigfache
des Durchmessers der Düsenbohrung.
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Die Vorrichtung wird in der Weise betrieben, daß sie magnetisch haftend
zunächst an einer Spundwand so angesetzt wird, daß sich die Leiste 8 und die Düse
ii in korreker Stellung über dem Anfang der abzudichtenden Fuge befinden. Zunächst
wird die Massenzufuhr eingeschaltet, bis am vorderen Ende der Abdeckleiste die die
Fuge füllende Masse hervorzudringen beginnt. Dann setzt man den Vorschub des wagens
in der Arbeitsrichtung 13 in Betrieb,.wobei die stufenlos regelbare Größe der Arbeitsgeschwindigkeit
so eingestellt wird, daß die Fuge unter der Abdeckeinrichtung vor dem Einspritzbereich
mit Masse gefüllt bleibt, jedoch nicht in einem solchen Maße vorne hervorquillt,
daß Massenverluste eintreten.