DE2724599C3

DE2724599C3 - Hydraulisch aushärtbare und aufblähbare Masse zum Verfüllen von mit Grubenbauen in Verbindung stehenden Hohlräumen

Info

Publication number: DE2724599C3
Application number: DE19772724599
Authority: DE
Inventors: Karl August Dr.-Ing. 6145 Lindenfels Ullrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-01
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2724599B2; DE2724599A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch aushärtbare Masse zum Verfüllen von mit Grubenbauten in Verbindung stehenden Hohlräumen, die in die Hohlräume einpumpbar ist und die sich vor dem Erhärten, den Hohlraum in seinem ganzen Querschnitt ausfüllend, aufbläht.

Es ist bereits bekannt (DE-PS 1091963), leere Räume in Grubenbauten mit einem aufblähbbaren Werkstoff in der Weise auszufüllen, daß in die Hohlräume der Werkstoff eingepumpt und vor dem Erhärten aufgebläht wird, bis er sich der Querschnittsform der Hohlräume und des Ausbaus angepaßt hat. Dieses Verfahren gestattet es, hinter dem Ausbau und im Ausbau vorhandene Hohlräume auszufüllen, die als unkontrollierte Hohlräume, insbesondere in Steinköhlerizechen wegen der Möglichkeit von Schlagwetteransammlungen, eine Gefahr darstellen, weil sie el· nerseits vom Wetterstrom nicht oder nicht genügend durchspült werden Und weil andererseits dort keine laufenden Wetterkontrollen stattfinden.

Zum Ausfüllen der Hohlräume kamen bisher aus^ schließlich geschäumte Werkstoffe auf organischer Grundlage zur Anwendung. So bestanden die Massen beispielsweise aus geschäumten Harnstoffharzen, Polyurethan u. a. Derartige organische Stoffe sind für ϊ den vogesehenen Zweck zwar geeignet und lassen sich leicht verarbeiten, jedoch ist ihnen gemeinsam, daß sie elektrostatisch aufladbar und brennbar sind. Die Brennbarkeit bzw. Entflammbarkeit läßt sich zwar durch geeignete Zusätze herabsetzen, jedoch konnte

ίο eine absolute Unbrennbarkeit bisher nicht erzielt werden. Hinzu kommt, daß diese Stoffe im Falle eines Brandes, zu erheblicher und gefährlicher Rauchentwicklung neigen. Beide Eigenschaften - die elektrostatische Aufladbarkeit und die Brennbarkeit -

π setzen der Anwendung unter Tage Grenzen. Außerdem sind die genannten Stoffe vergleichsweise teuer. Ferner ist es bekannt, für den Ausbau von Grubenbauten mit kreisförmigem Querschnitt Blähbeton zu verwenden, und zwar entweder selbsttragend oder als

>n druckaufnehmender Verzug hinter Stahl- oder Betonbrigen (FR-PS QOQ 330), Der Blähbeton ist hierbei Teil des tragenden Ausbaus; sein Einsatz in unverfüllten Hohlräumen, in denen eine Druckaufnahme nicht erforderlich ist, wäre zu aufwendig und kostspielig.

r> Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Masse der eingangs genannten Art anzugeben, die zum Einsatz in Grubenräumen geeignet ist, sich elektrostatisch nicht auflädt, unbrennbar und billig ist. Hierzu setzt sich die Masse erfindungsgemäß zu-

iii sammen aus:

50 bis 90 Gew.-'ft Flugasche eines fossilen Brennstoffes

10 bis 25Gew.-% Kalk und
0,05 bis 1,0 Gew.-'Jf Aluminiumpulver,

Γι die mit Wasser in einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 0,5 bis 0,8 gemischt werden.

Als Flugasche kommen vorzugsweise Steinkohlcnflugasche oder Braunkohlenflugasche zur Anwendung. Die aus den Feststoffen Flugasche, Kalk und

•in gegebenenfalls Sand bestehende Masse kann als Stabilisator auch Portlandzement enthalten.

Die erfindungsgemäße Masse besteht nur aus anorganischen Bestandteilen und weist alle für den vorgesehenen Anwendungszweck erforderlichen Eigen-

r. schäften auf; sie ist durch einfaches Mischen der einzelnen Komponenten herstellbar; sie lädt sich nicht elektrostatisch auf und ist unbrennbar; die erforderlichen Grundstoffe sind billig; bei der Flugasche, die den größten Anteil bildet, handelt es sich um einen

-,ο Abfallstoff.

Das Aufblähen der Masse erfolgt auf Grund der Reaktion des Al-Pulvers mit dem Kalk. Die bei diesem Prozeß entstehende Wärmemenge ist beherrschbar und läßt sich leicht ableiten. Nach dem Aushärten

Vi bildet die Masse einen Porenkuchen mit einem spezifischen Gewicht von etwa 4 g/cm' von fester Konsistenz, jedoch ohne besondere Druckfestigkeit. Eine solche ist auch nicht erforderlich, da die Masse nur zum Ausfüllen der Hohlräume dient, nicht dagegen

Wi als tragender Ausbau. Im Bedarfsfall läßt sich die Fe- · stigkcit durch Zusatz von Portlandzement als Stabile sator erhöhen,

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von drei Beispielen naher erläutert,

Beispiel 1

Als Ausgangsstoffe einer hydraulisch aUshärtbarerl Masse dienen 66 Gew.-% Braunkohlenflugasche, 16

Gew.-% Kalk (CaO) und 18 Gew.-% Sand, die mit Wasser in einem Verhältnis Wasser/Feststoff = 0,7 aufgeschlämmt sind. Nach Zusatz von 0,15 Gew,-% feinem Al-Pulver, bezogen auf die eingesetzte Feststoffmenge, beginnt die Masse sich nach wenigen Minuten unter BlasenentwickJung aufzublähen. Sie kann dann in die Hohlräume gepumpt werden. Nach der Aufblähung auf etwa das Zweieinhalbfache des ursprünglichen Volumens erstarrt die Masse innerhalb 30 Minuten und bildet dann einen stabilen Porenkuchen von geringer Druckfestigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 0,42 g/cm³.

Beispiel 2

Die Feststoffmenge besteht aus 71 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 14,5 Gew.-% Kalk und 14,5 Gew.-% Sand, aufgeschlämmt in einem Verhältnis Wasser/Feststoff = 0,6. Nach Zugabe von 0,13 Gew.-% AI-Pulver, bezogen auf die Feststoffmenge, tritt innerhalb 9 Minuten die Blasenbildung und das Aufblähen ein. Der erstarrte Porenkuchen entspricht dem von Beispiel 1.

Beispiel 3

An Feststoff werden 83 Gew.-% Steinkohlenflugasche und 17 Gew.-% Kalk ohne Sandzusatz eingesetzt; das Wasser/Feststoffverhältnis beträgt 0,7 und der Al-Zusatz 0,15 Gew.-% der Feststoffmenge. Die

ίο Reaktion setzt dabei bereits nach 4 Minuten ein. Der aufgeblähte, erstarrte Porenkuchen hat ein spezifisches Gewicht von 0,38 g/cm³.

Die erfindungsgemäße hydraulisch aushärtbare Masse kann außer als Füllstoff auch als Isoliermaterial

ι > gegen Temperatur und Schall Anwendung finden, und zwar sowohl in Grubenbauten als auch in anderen Bereichen, z. B. im Bauwesen. Sofern für eine Isolierschicht, beispielsweise auf Beton, eine höhere Festigkeiterforderlich ist, läßt sich diese durch einen Zusatz

ίο von Portlandzement erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisch aushärtbare Masse zum Verfüllen von mit Grubenbauen in Verbindung stehenden Hohlräumen, die in die Hohlräume einpumpbar ist und die sich vor dem Erhärten, den Hohlraum in seinem ganzen Querschnitt ausfüllend, aufbläht, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich zusammensetzt aus:

50 bis 90 Gew.-% Flugasche eines fossilen Brennstoffes

10 bis 25 Gew.-% Kalk und
0,05 bis 1,0 Gew.-% Aluminiumpulver,
die mit Wasser in einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 0,5 bis 0,8 gemischt werden.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Steinkohlenflugasche enthält.

3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Braunkohlenflugasche enthält.

4. Masse nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 0,25 Gew.-% Aluminiumpulver enthält.

5. Masse nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0 bis 20 Gew.-% Sand enthält.

6. Masse nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Mischung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, 65 bis 75 Gew.-% Flugasche und 25 bis 35 Gew.-'ft Sand und Kalk zu etwa gleichen Teilen enthält.

7. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, 75 bis 85 Gew.-% Flugasche und 15 bis 25 Gew.-% Kalk enthält.

8. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, 5 bis 15 Gew.-W₁ Portlandzement beigefügt sind.