DE3629768C2 - - Google Patents

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Klaus Dipl.-Ing. 6702 Bad Duerkheim De Krubasik
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Bilfinger SE
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Bilfinger und Berger Bau AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
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    • E02D19/06—Restraining of underground water
    • E02D19/12—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water
    • E02D19/16—Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water by placing or applying sealing substances
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/18—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ

Description

Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise wasserhaltiges, abbindbares Stoffgemisch mit einem Gehalt an Abbindemitteln zur Verwendung als Baustoff bei der Erstellung von Bauelementen, insbesondere von Dichtwänden, insbesondere von Schlitzwänden und Abdichtungssohlen, vorzugsweise für Deponien auf der Basis von gelbildenden Gemischen.
Gelbildende Gemische aus einem Alkalimetallsilikat, Wasser und einem Geliermittel, die als Geliermittel ein Trialkoxysilan enthalten und ferner als zusätzliche Mittel zur Einstellung der Gelzeit und/oder der Gel­ festigkeit, Hydroxyde und/oder alkalisch reagierende Salze der Alkalimetalle oder des Ammoniums enthalten und die ferner gegebenenfalls als zusätzliches Gelier­ mittel Ethylen- oder 1,2-Propylencarbonat enthalten können, gehören zum Stand der Technik. Hier sei insbe­ sondere auf die DE-PS 31 51 680 hingewiesen.
Die Nomenklatur dieser gelbildenden Gemische aus der DE-PS 31 51 680 einschließlich der Definition des Fach­ ausdrucks "Synärese" wird übernommen.
Zum nächstkommenden Stand der Technik ist auf die DE-OS 33 13 034 und die DE-PS 33 29 403 hinzuweisen.
Die DE-OS 33 13 034 betrifft ein Verfahren zur Isolierung grundwassergefährdender Schadstoffe in wasserdurchlässigen Böden durch Einbringen abdichtenden Materials, um den gefährdeten Bereich, wobei die den Schadstoffbereich umgebenden, bis in das Grundwasser führenden Bodenschichten hinabreichenden eingebrachten vertikalen, die Zufuhr von ausströmendem Grundwasser weitgehend unterbindenden Abdichtungen im Grundwasserbereich durch eine horizontale, nach unten abschließende Injektionssohle verbunden werden, die sowohl gegen Wasser, als auch gegen flüssige Schadstoffe abdichtet. Es wird also stets eine Injektionssohle gebildet und zwar vorzugsweise durch Injektion eines gelbildenden Gemisches auf Alkali-Metall-Silikat-Basis.
Mit der Injektion eines gelbildenden Gemisches auf Alkali-Metall-Silikat-Basis hat der Gegenstand vorliegender Erfindung keine Berührungspunkte.
Die DE-PS 33 29 403 beschreibt ebenfalls Bodeninjektionsmittel auf Alkali-Metall-Silikat-Basis, die als Geliermittel Trialkoxisilane enthalten, mit einem zusätzlichen Mittel zur Einstellung der Gelzeit und/oder Gelfestigkeit, wobei dieses zusätzliche Mittel ein saures Alkalimetall- oder Ammoniumphosphat und/oder Phosphorsäure ist.
Dieses gelbildende Mittel soll durch Injektion der flüssigen Gemische in durchlässige, rollige Böden eingeführt werden, um diese abzudichten und zu stabilisieren.
Diese Bodeninjektionsmittel haben mit dem abbindbaren Stoffgemisch zur Verwendung als Baustoff bei der Erstellung von Bauelementen keine Berührungspunkte, wobei insbesondere auch die spezielle Kornzusammensetzung in der DE-PS 33 29 403 nicht erwähnt oder nahegelegt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei Stoffgemischen der eingangs genannten Gattung eine sprunghafte Erhöhung des Feststoffgehaltes, eine bedeu­ tende Verbesserung der Erosionsstabilität, ein möglichst hohes Raumgewicht und bei der Erstellung von Schlitzwänden, einen optimalen Austausch der Stützflüssigkeit gegen die Dichtmasse und auch eine Kostenreduzierung zu bewirken, wobei sich die obigen verbesserten Eigenschaften auf die Beurtei­ lungskriterien der zu erstellenden Bauelemente be­ ziehen.
Bezüglich des optimalen Austausches der Stützflüssig­ keit bei Schlitzwänden gegen die Dichtmasse ist daraufhinzuweisen, daß die Stützflüssigkeit einen hydrostatischen Druck auf die Schlitzwandungen ausübt, wenn durch Filterkuchenbildung, verbunden mit einer Abdichtung des Bodens, ein solcher Druck aufgebaut werden kann.
Bekanntlich besteht die Stützflüssigkeit aus Wasser und Bentonit, wobei in der Regel der Bentonit in ge­ ringer Konzentration zugemischt wird.
Eine weitere Teilaufgabe ist auch die Optimierung der Synärese der Gele.
Erfindungsgemäß wird die oben dargelegte Gesamtaufgabe dadurch gelöst, daß das abbindbare Stoffgemisch der eingangs genannten Gattung durch einen Gehalt an Zuschlagstoffen mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlag­ stoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045 gekennzeichnet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Stoffgemisch dadurch gekennzeichnet, daß es als Abbindemittel Alkali-Metall-Silikat (Wasserglas) und/oder organisches Bindemittel z. B. Polyesterharz und/oder hydraulisches Bindemittel z. B. Zementgel enthält.
Bevorzugtermaßen enthält das Stoffgemisch mineralische Zuschlagstoffe.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße Stoffgemisch einen Gehalt an organischen abbindbaren (härtbaren, polymerisierbaren) Bindemitteln gegebenenfalls bei Abwesenheit hydraulischer Bindemittel, aufweist.
Ferner kann das Stoffgemisch vorzugsweise kalkfreie Zuschlagstoffe mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlagstoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045 enthalten.
Bevorzugtermaßen ist ferner die maximale Korngröße der Zuschlagstoffe 63 mm.
Vorliegender Erfindung liegt ferner die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die erfindungsgemäßen Stoff­ gemische durch ihren Gehalt an Zuschlagstoffen mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung, entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlagstoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045, eine Optimierung der Synärese der Gele be­ wirken, wobei unter dem Begriff "Optimierung der Synärese" insbesondere eine Minimierung der Synärese dahingehend verstanden wird, daß eine Volumenver­ ringerung der zu erstellenden Bauelemente weitgehend vermieden wird.
Mit der Synärese-Minimierung wird ein unerwünschter Schwindungsprozeß der zu erstellenden Bauelemente ver­ mieden.
Unter dem Begriff "Synärese" wird bekanntlich die Volumen­ verkleinerung der Gele unter Abscheidung einer wässrigen Phase, die Synärese-Wasser genannt wird, definiert.
Die Nachteile der Synärese sind dem Durchschnittsfach­ mann bekannt, so daß im Rahmen dieser Offenbarung hierzu keine weiteren Ausführungen erforderlich sind.
Mit vorliegender Erfindung wird ferner vorteilhafter­ weise auch dadurch eine zusätzliche Synärese-Minimie­ rung bewirkt, daß der Einsatz der Synärese bewirkenden Gele mengenmäßig reduzierbar ist.
Die Erfindung eignet sich beispielsweise in hervorragen­ derweise bei der Lösung des Problems, Sondermülldeponien durch die nachträgliche Erstellung von Dichtungsschlitz­ wänden zu sanieren.
Gegenüber den bisher verwendeten Bauelementen bei der Sanierung von Sondermülldeponien, die bekanntlich in vielfältiger Weise aggressive Inhaltsstoffe enthalten, weisen die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoff­ gemisches erstellten Bauelemente zwei sprunghaft fort­ schrittliche Eigenschaften auf:
  • 1. Die Bauelemente sind resistent gegen die aggressiven Inhaltsstoffe der Sondermülldeponien;
  • 2. die Dichtigkeit der Bauelemente gegenüber diesen aggressiven Inhaltsstoffen ist erhöht.
Dahingehende Messungen haben ergeben, daß der Durch­ lässigkeitswert gegenüber kontaminiertem Sickerwasser nur 1×10-11 m/Sek. beträgt, wohingegen der Durchlässig­ keitswert von zementgebundenen Dichtwänden gegenüber kontaminiertem Sickerwasser 1×10-9 m/Sek. beträgt.
Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt die quantita­ tive Zusammensetzung eines wasserhaltigen, abbindbaren Stoffgemisches gemäß vorliegender Erfindung:
Beispiel
Ein wasserhaltiges, abbindbares Stoffgemisch zur Ver­ wendung als Baustoff bei der Erstellung von Bauelementen gemäß vorliegender Erfindung setzt sich aus den folgenden Inhaltsstoffen zusammen:
  • a) Sand 3000 g - Korngröße 0 - 2 mm
  • b) Feinkies 3000 g - Korngröße 2-8 mm
  • c) Mittelkies 3000 g - Korngröße 8-16 mm
  • d) Tonmehl 4500 g
  • e) Natronwasserglas (d 1,35) 350 g
  • f) wäßrige Natriumortho-phosphat-Lösung 25 g
  • g) Geliermittel, Trialkoxysilan 50 g
  • h) Wasser 1755 g
Als abbindbarer Inhaltsstoff des erfindungsgemäßen Stoffgemisches ist Alkalimetallsilikat (Wasserglas) und/oder organisches Bindemittel z.B. Polyesterharze und/oder hydraulisches Bindemittel z.B. Zementgel zu nennen.

Claims (7)

1. Vorzugsweise wasserhaltiges, abbindbares Stoffgemisch mit einem Gehalt an Abbindemitteln zur Verwendung als Baustoff bei der Erstellung von Bauelementen, insbesondere von Dichtwänden, insbesondere von Schlitzwänden und Abdichtungssohlen, vorzugsweise für Deponien auf der Basis von gelbildenden Gemischen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zuschlagstoffen mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlagstoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045.
2. Abbindbares Stoffgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Abbindemittel Alkali-Metall-Silikat (Wasserglas) und/oder organisches Bindemittel, z. B. Polyesterharz und/oder hydraulisches Bindemittel, z. B. Zementgel enthält.
3. Stoffgemisch nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mineralischen Zuschlagstoffen mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlagstoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045.
4. Stoffgemisch nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an organischen abbindbaren (härtbaren, polymerisierbaren) Bindemitteln.
5. Stoffgemisch nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an organisch abbindbaren (härtbaren, polymerisierbaren) Bindemitteln bei Abwesenheit hydraulischer Bindemittel.
6. Stoffgemisch nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es kalkfreie Zuschlagstoffe mit hohlraumarmer Kornzusammensetzung entsprechend den vorgeschriebenen Zuschlagstoff-Sieblinien-Bereichen nach DIN 1045 enthält.
7. Stoffgemisch nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Korngröße der Zuschlagstoffe 63 mm beträgt.
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