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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum
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Einbringen einer dem Volumen eines zunächst luftgefüllten Hohlraumes
volumenmäßig entsprechenden Masse eines Injektionswerkstoffes in den Hohlraum bei
einer Stahlbetonkonstruktion, wobei aus dem Hohlraum die Luft mit Hilfe einer Vakuumpumpe
bis zu einem vorgegebenen Evakuierungsdruck abgesaugt und eine Luftvolumenmessung
durchgeführt sowie nach Maßgabe der Luftvolumenmessung die Injektionsmasse in den
Hohlraum injiziert wird. Es versteht sich, daß der Hohlraum ausreichend luftdicht
sein muß, um eine entsprechende Evakuierung zuzulassen und den Evakuierungsdruck
ausreichend lange zu halten. - In vielen Bereichen der Bautätigkeit stellt sich
die Aufgabe, einen Hohlraum, dessen Volumen nicht oder nur sehr ungenau quantifizierbar
ist, mit einem Injektionswerkstoff auszufüllen. Das gilt insbesondere für das Spannrohr
eines Vorspannaggregates mit in dem Spannrohr angeordneten, vorgespannten Spannstählen.
Die Injektionsmasse kann eine Abdichtungsmasse, ein Verfüllmörtel oder ein anderer
Füllstoff sein. Um eine Aussage darüber zu machen, ob der Hohlraum von dem Injektionswerkstoff
vollständig ausgefüllt ist, ist eine Volumenermittlung des Hohlraumes vor der Injektion
erforderlich.
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Im Rahmen der bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen (DE-PS 22 10 226)
wird zunächst die Luft aus dem Hohlraum mit Hilfe einer Vakuumpumpe bis zu einem
vorgegebenen Evakuierungsdruck abgesaugt. Danach wird die Luft in den Hohlraum wieder
eingeleitet, wobei das Volumen der einströmenden Luftmenge gemessen wird.
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Dabei geht man davon aus, daß dieses gemessene Luftvolumen mit dem
Volumen des Hohlraumes in der Stahlbetonkonstruktion ausreichend
genau
übereinstimmt. Das ist jedoch nicht der Fall, so daß die Ausfüllung des Hohlraumes
mit dem Injektionswerkstoff häufig nur unvollständig ist, woraus erhebliche Nachteile
resultieren. Insbesondere dann, wenn es sich darum handelt, ein Spannrohr mit darin
angeordneten, vorgespannten Spannstählen mit dem Injektionswerkstoff auszufüllen,
kann eine unvollständige Injektion zu schweren Schäden führen, weil nicht mit dem
Injektionswerkstoff ausgefüllte Hohlräume Korrosionsnester bilden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren
so zu führen, daß eine sehr genaue Ermittlung des Volumens des Hohlraumes in der
Spannbetonkonstruktion erfolgt und im Anschluß daran diesem Volumen genau entsprechende
Masse des Injektionswerkstoffes in den Hohlraum eingebracht werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das über die Vakuumpumpe
abgesaugte, unter Außenluftdruck pO stehende Luftvolumen gemessen sowie daraus ein
dem vorgegebenen Evakuierungsdruck PE im Hohlraum entsprechendes Expansionsvolumen
zE ermittelt wird, und zwar bei isothermer Expansion, und daß danach eine dem Volumen
V = PE VE/(Po pE) volumenmäßig entsprechende Masse des Injektionswerkstoffes in
den Hohlraum injiziert wird. - Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unterstellt,
daß bei der Evakuierung die Temperatur in dem Hohlraum und in der evakuierten Luft
konstant bleibt, der Vorgang also isotherm und nicht adiabatisch verläuft. Das ist
zwar in physikalischer Strenge nicht zutreffend, führt jedoch, wie die Praxis gezeigt
hat, im Rahmen der Erfindung zu überraschend genauen Werten. Ausgehend von der vorstehenden
Annahme,
daß der Vorgang der Evakuierung isotherm verläuft, wird der Vorgang grundsätzlich
der Gleichung pV = constant beherrscht. Dann benötigt man zur Bestimmung des Hohlraumvolumens
V in der Stahlbetonkonstruktion nicht das abgepumpte Luftvolumen unter Außenluftdruck,
sondern unter dem Evakuierungdruck, bis zu dem der Hohlraum evakuiert wird. Das
abgepumpte Luftvolumen unter Außenluftdruck läßt sich unter Berücksichtigung der
Beziehung pV = constant in das Expansionsvolumen VE umrechnen, was über einen Mikroprozessor
ohne Schwierigkeiten geschehen kann. Dann gilt mit pO für den Außenluftdruck und
po für den Evakuierungsdruck die angegebene Formel. - Für die Praxis arbeitet man
im allgemeinen ausreichend genau, wenn in den Hohlraum eine Masse des Injektionswerkstoffes
injiziert wird, deren Volumen V etwa der Formel V = pOVEO /tpo-pE) entspricht, wobei
VEO das über die Vakuumpumpe abgesaugte, unter Außendruck stehende, gemessene Luftvolumen
bezeichnet. Dieses Volumen ergibt sich, wenn man unterstellt, daß VEO puder Größe
VE PE gleichgesetzt werden kann und folglich VE als VEB PO IPE in die vorher angegebene
Beziehung eingesetzt werden kann.
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Das alles hat sich bewährt, wenn zum Beispiel mit einem Evakuierungsdruck
von etwa 400 mbar gearbeitet wird.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens in den Hohlraum bei einer Stahlbetonkonstruktion (insbesondere also in
ein Spannrohr eines Vorspannaggregates mit in dem Spannrohr angeordneten vorgespannten
Spannstählen) ein Injektionswerkstoff eingebracht wird, dessen Masse sehr genau
dem Volumen des Hohlraumes entspricht. Nicht verfüllte Nester können in dem Hohlraum
praktisch nicht verbleiben, was insbesondere dann gilt, wenn der Hohlraum grundsätzlich
unter Evakuierung mit dem Injektionswerkstoff verfüllt wird (DE-AS 16 84 437). Hinzu
kommt, daß das erfindungsgemäße Verfahren einfach
und funktionssicher
ist. Das gilt insbesondere deshalb, weil ein Absaugen der Luft aus dem Hohlraum
bis zu einem bestimmten Druck und ein nachträgliches Einleiten von Luft in den Hohlraum
unter Messung des Volumens der einströmenden Luftmenge nicht mehr erforderlich ist.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit sehr einfachem
Gerät gearbeitet werden. An den zu evakuierenden Hohlraum wird über einen Vakuumschlauch
die Vakuumpumpe angeschlossen, und zwar unter Vorschaltung eines Schnellschlußventils,
gegebenenfalls eine Belüftungsventils, und eines Luftdruckmessers mit Druckwächter
r für die Messung des Evakuierungsdruckes.
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Es versteht sich, daß die Vakuumpumpe ein Staubabscheider vorgeschaltet
wird. Hinter der Vakuumpumpe befindet sich zweckmäßigerweise ein Ölabscheider, während
die von der Vakuumpumpe abgehende Leitung über einen Gaszähler geht, der das abgepumpte
Volumen unter Außenluftdruck mißt. Angeschlossen ist zum Beispiel ein Mikroprozessor,
der aus diesem Luftvolumen, welches unter Außenluftdruck gemessen wurde, das Expansionsvolumen
VE ermittelt, welches entstehen würde, wenn man dieses Luftvolumen auf den Evakuierungsdruck
im Hohlraum expandiert. - Um nunmehr den Injektionswerkstoff einzubringen, wird
der Injektionswerkstoff volumenmäßig nach Maßgabe der Formel V = PE sE /(Po - PE
) bzw. nach Maßgabe der Formel V = pO VEO /(pO - po ) dosiert, so daß das Volumen
des Injektionswerkstoffes einer dieser Größen V entspricht, und danach wird diese
Masse an Injektionswerkstoff in den Hohlraum injiziert.
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Es versteht sich, daß der Hohlraum ausreichend vakuumdicht sein muß.
Das ist im allgemeinen der Fall, und zwar insbesondere in
bezug
auf das Spannrohr bei Vorspannaggregaten. Wo dieses nicht der Fall ist, wird eine
entsprechende Abdichtung durchgeführt.
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Gelingt dieses nicht, so kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
die sogenannte Leckrate ohne Schwierigkeiten berücksichtigt werden. Sie wird so
bestimmt, wie es bei physikalischen Vakuumapparaten üblich ist. In ihre Bestimmung
geht der Quotient aus dem Druckanstieg wegen Undichtigkeit und selbstverständlich
das Volumen des Hohlraumes selbst ein. Bezeichnet man die Leckrate mit , so ergibt
sich das durch die Leckrate bestimmte, gleichsam zuviel gemessene Volumen zu DeltaV
= Q dt/dp, wobei dt die Pumpzeit für einen Druckabfall dp beim Abpumpen der Luft
aus dem Hohlraum bezeichnet. Dieses zuviel gemessene Volumen wird beim Bestimmen
der Masse des Injektionswerkstoffes berücksichtigt, nämlich abgezogen.
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Von besonderem Vorteil ist, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
ein Wassereinschluß erkannt und beseitigt werden kann: Ein Wassereinschluß im Hohlraum
verfälscht das Meßergebnis. Um hierüber schlüssige Aussagen machen zu können, wird
zunächst bei geöffnetem Gasballastventil der Vakuumpumpe der Luftdruck im Hohlraum
auf Evakuierungsdruck abgesenkt. Fällt der Druck hierbei sofort auf Werte unter
den Dampfsättigungsdruck (z. B.
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bei 200 Temperatur im Hohlraum ( 23 mbar), so ist im Hohlraum kein
Wasser vorhanden. Verharrt der Luftdruck im Hohlraum bei Senkung unter den Evakuierungsdruck
auf dem Wert des Wasserdampfsättigungsdruckes (z. B. 23 mbar bei 200 Temperatur
im Hohlraum) und ist diese Druckkonstanz bei laufender Vakuumpumpe trotz Dichtheit
des Hohlraumes gegeben, so liegt ein Wassereinschluß im Hohlraum vor. Es ist nun
so lange weiter zu evakuieren, bis der Druck unter diesen Wert abfällt. Erst dann
liegt ein vollständiges Verdampfen des eingeschlossenen Wassers vor. Danach wird
nach der Lehre der Erfindung weiter verfahren.