DE3823874C1 - Dry mixture for producing a flat-spread sealing layer - Google Patents
Dry mixture for producing a flat-spread sealing layerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenmischung zum Herstellen einer flächigen Dichtungsschicht mit hohem Feststoffanteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Einbauen einer solchen Mischung.The invention relates to a dry mix for Production of a flat sealing layer with a high Solids content according to the preamble of claim 1 and a method of incorporating such a mixture.
Dichtungen auf mineralischer Basis, insbesondere unter Verwendung von Tonmineralien, wie Montmorillonit, Bentonit oder dergleichen werden im Erdbau vielfältig verwendet; eine besondere Bedeutung erlangen solche Dichtungen neuerdings im Zusammenhang mit der Ummantelung von Deponien.Mineral-based seals, especially under Use of clay minerals, such as montmorillonite, bentonite or the like are widely used in earthworks; a Such seals have recently become particularly important in Connection with the sheathing of landfills.
Für die Herstellung solcher flächiger Dichtungsschichten werden üblicherweise Erdbaumaschinen, wie Muldenkipper, Planierraupen und Verdichtungsgeräte eingesetzt, mit denen das Material in feuchtem Zustand eingebaut und verdichtet wird. Abgesehen davon, daß es auch bei horizontal verlaufenden Dichtungsschichten schwierig ist, die Materialien mit dem richtigen Wassergehalt und in homogener Zusammensetzung unter oft wechselnden Witterungsbedingungen einzubauen, so daß es schon aufgrund von Witterungseinflüssen immer wieder zu Qualitätsschwankungen kommt, besteht vor allem dann, wenn die einzubauende Mischung auch größeres Korn enthält, die Gefahr der Entmischung, so daß sich beim Einbau und bei der Verdichtung Nester bilden.For the production of such flat sealing layers are usually earth-moving machines, such as dump trucks, Bulldozers and compactors used with which the material is installed and compressed when wet becomes. Aside from being horizontal trending sealing layers is difficult that Materials with the right water content and in homogeneous Composition under often changing weather conditions to install, so that it is already due to Weather influences always lead to quality fluctuations comes, especially when the one to be installed Mixture also contains larger grain, the risk of Segregation, so that during installation and compression Form nests.
Mineralisches Dichtungsmaterial besteht aus Feststoff, nämlich Boden, der aufgrund seines strukturellen Aufbaus Porenräume aufweist, die teils mit Gas (Porenluft), teils mit Flüssigkeit (Porenwasser) gefüllt sind. Tonmineralien haben im allgemeinen ein Porenvolumen von etwa 40%, das im wesentlichen dem Wassergehalt der einzubauenden Mischung entspricht. Das bedeutet, daß eine in feuchtem Zustand eingebaute Schicht aus einem Tonmineral etwa so diffusionsdicht ist wie Sand.Mineral sealing material is made of solid, namely floor, which due to its structural structure Has pore spaces, some with gas (pore air), some are filled with liquid (pore water). Clay minerals generally have a pore volume of about 40%, which in essentially the water content of the mixture to be incorporated corresponds. That means one in a damp state built-in layer of a clay mineral something like this diffusion-tight is like sand.
Vor allem bei Deponien hängt die Funktionsfähigkeit der Dichtung wesentlich davon ab, daß es gelingt, die Dichtungsschicht nicht nur in ausreichender Homogenität, sondern auch mit großer Dichte, also möglichst geringen Porenräumen einbauen zu können. Die Widerstandsfähigkeit einer mineralischen Dichtung gegenüber einer Durchdringung von im Wasser gelösten Schadstoffen wird durch ihren Widerstand gegenüber Durchströmung und durch ihren Diffusionswiderstand bestimmt. Bei großer Durchlässigkeit ist der Anteil des Stofftransportes durch Diffusion prozentual gering. Dies ändert sich jedoch, wenn die Durchlässigkeit oder das hydraulische Gefälle klein sind. Dann erfolgt der Stofftransport ganz oder zu einem erheblichen Teil durch Diffusion. Der Diffusionswiderstand wird dabei maßgeblich vom Porenanteil bestimmt; er ist um so geringer, je kleiner der Porenraum des Mineralstoffgemisches ist. Es ist deshalb wichtig, den Porenraum zu minimieren.The functionality of the site depends on landfills Seal significantly from the fact that the Sealing layer not only in sufficient homogeneity, but also with high density, i.e. as low as possible To be able to install pore spaces. The resilience a mineral seal against penetration of pollutants dissolved in water is caused by their Resistance to flow and through their Diffusion resistance determined. With high permeability is the proportion of mass transfer by diffusion low percentage. However, this changes when the Permeability or the hydraulic gradient are small. Then the mass transfer takes place entirely or to one significant part through diffusion. The diffusion resistance is largely determined by the proportion of pores; he is the same the smaller the pore space of the mineral mixture is. It is therefore important to minimize the pore space.
Ausgehend von der Überlegung, daß die wesentlichen Probleme bei der Verarbeitung von mineralischen Dichtungsmaterialien von deren Feuchtigkeitsgehalt abhängen, der die Verarbeitbarkeit der Dichtmassen im jeweiligen Anwendungsfall sehr stark bestimmt, ist der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 37 17 885.7-25 der Gedanke zu entnehmen, die eine flächige Dichtungsschicht bildenden Materialien trocken vorzumischen und als trockene Mischung einzubauen sowie die für die Wirksamkeit der Mischung als Dichtungsschicht erforderliche Feuchtigkeit nach dem Einbau zuzuführen. Diese Maßnahme basiert auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, auf das bislang bei der Verarbeitung solcher Mischungen für notwendig gehaltene Wasser ganz zu verzichten, die Mischung also trocken einzubauen, selbstverständlich unter entsprechendem Schutz gegen Witterungseinflüsse, und die für die Funktionsfähigkeit der Dichtungsschicht notwendige Feuchtigkeit nachträglich zuzuführen, wobei es sich über Diffusion in der Schicht verteilt. Dies kann in Form der natürlich vorkommenden Bodenfeuchtigkeit, z. B. Grundwasser, erfolgen, aber auch in Form von Oberflächenwasser, das durch technische Maßnahmen, z. B. Rohrleitungen, zugeführt wird.Based on the consideration that the main problems when processing mineral sealing materials depend on their moisture content, which the Processability of the sealing compounds in the respective Use case is very strongly determined, the older one is not Pre-published patent application P 37 17 885.7-25 der Thought to be taken from the flat sealing layer pre-mix forming materials dry and as dry To incorporate mixture as well as for the effectiveness of Mixture required moisture as a sealing layer feed after installation. This measure is based on the Realization that it is possible to focus on the so far at the Processing of such mixtures considered necessary To avoid water completely, so the mixture is dry to be installed, of course with appropriate protection against weather influences, and those for the Functionality of the sealing layer necessary Subsequent moisture supply, it is about Diffusion distributed in the layer. This can take the form of naturally occurring soil moisture, e.g. B. groundwater, done, but also in the form of surface water that through technical measures, e.g. B. pipelines is supplied.
Auch bei der Herstellung von solchen Dichtungsschichten nach dem Prinzip des Trockeneinbaus muß erreicht werden, daß die trockenen Dichtungsmaterialien so eingebaut werden, daß sich die einzelnen Komponenten auch tatsächlich in der gewünschten gleichmäßigen Form verteilen, damit an jeder Stelle der Dichtung die gewünschten Eigenschaften vorhanden sind. Üblicherweise setzt sich eine solche Trockenmischung zur Erzielung einer hohen Lagerungsdichte aus einem Ton- und Schluffanteil und aus Grobzuschlägen zusammen, die, ähnlich wie bei einem Beton, ein Korngerüst bilden. Ein solches Gemisch ist jedoch anfällig für Entmischungen, insbesondere bei Transport- und Entladevorgängen, so daß örtlich Bereiche entstehen können, in denen ein Mangel an Feinanteilen besteht.Also in the manufacture of such sealing layers the principle of dry installation must be achieved that the dry sealing materials are installed so that the individual components actually in the Distribute the desired uniform shape, so that everyone Place the seal the desired properties are. Such a dry mix usually settles to achieve a high storage density from a clay and Proportion of silt and coarse aggregates, which, similar like a concrete, form a grain structure. Such one However, mixture is prone to segregation, especially during transport and unloading processes, so that local areas can arise in which a lack of fines consists.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zusammensetzung für eine Trockenmischung anzugeben, die keine Tendenzen zur Entmischung beim Einbau zeigt und so die Herstellung einer Dichtungsschicht mit einem hohen Maß an Homogenität und Dichte, also möglichst geringem Porenraum, ermöglicht.The invention is therefore based on the object Specify composition for a dry mix that shows no tendencies towards segregation during installation and so the Production of a sealing layer with a high degree of Homogeneity and density, i.e. the smallest possible pore space, enables.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Trockenmischung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a Dry mix according to the characteristic part of the Claim 1 solved.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, bei einer Mischung aus zwei jeweils in sich stabilen Komponenten, nämlich einem Fein- und einem Grobkornanteil die Struktur des Grobkornanteils so zu dimensionieren, daß das Feinkorn gleichsam wie eine Flüssigkeit bei Anwendung geringer Verdichtungsenergie in die freien Porenräume eindringen kann. Dies ist dann der Fall, wenn das Größtkorn des Feinkornanteils gleich oder kleiner ist als etwa ein Zehntel des Kleinstkornes des Grobkornanteils. Die Gesamtmischung ist also, solange sie trocken ist, bezüglich des Feinkornanteils instabil. Damit läßt sich unabhängig von dem Anlieferungszustand der Trockenmischung ein Füllen aller Poren des Korngerüstes bis nahe an den theoretischen Dichtgrad erzielen. Diese Instabilität der Trockenmischung ist die Voraussetzung für die Erzielung großer Homogenität und Dichte im Endzustand; ihre Stabilität erhält die Mischung dann, wenn Feuchtigkeit hinzutritt und die Kohäsion der Feinanteile geweckt wird.The basic idea of the invention is in a Mixture of two stable components namely the structure of a fine and a coarse grain fraction to dimension the coarse grain portion so that the fine grain quasi like a liquid when using less Penetration energy into the free pore spaces can. This is the case when the largest grain of the Fine grain content is equal to or less than about a tenth the smallest grain of the coarse grain fraction. The overall mix is, as long as it is dry, regarding the Fine grain fraction unstable. It can be used regardless of that Delivery state of the dry mix a filling of all Pores of the grain structure close to the theoretical Achieve tightness. This instability of the dry mix is the prerequisite for achieving great homogeneity and density in the final state; its stability is maintained Mix when moisture is added and cohesion the fine particles are awakened.
Grundsätzlich ist eine Vielzahl von Mischungszusammensetzungen denkbar, die diesen Bedingungen genügen, solange nur die Voraussetzung erfüllt ist, daß das Grobkorngerüst, das aus einer oder mehreren Kornfraktionen bestehen kann, eine ausreichend große Durchlässigkeit für das Feinkorn aufweist und das Volumen des Feinkornanteils gleich oder etwas größer ist als das Porenvolumen des Grobkornanteils. Das Ineinanderfließen der beiden Stoffkomponenten kann noch dadurch verbessert werden, daß im Feinkornanteil Materialien verwendet werden, die einen besonders kleinen inneren Reibungswinkel aufweisen, wie z. B. Montmorillonit.Basically, a variety of Mixture compositions conceivable that meet these conditions suffice as long as the requirement is met that the Coarse grain structure consisting of one or more grain fractions can exist, a sufficiently large permeability for has the fine grain and the volume of the fine grain portion is equal to or slightly larger than the pore volume of the Coarse grain fraction. The confluence of the two Fabric components can still be improved in that Fine grain materials are used that have a have particularly small internal friction angle, such as. B. Montmorillonite.
Es hat sich gezeigt, daß es mit einem Mischungsaufbau nach der Erfindung techisch gelingt, ein Porenvolumen von unter 15% zu erzielen. Damit läßt sich sicherstellen, daß bei Einbau großer Mengen von Dichtungsmaterial unter Anwendung der üblichen Erdbaugeräte und unter Berücksichtigung der Streuung in der endgültigen Dichtungsschicht ein Porenvolumen von 25 bis 20% erreicht werden kann. It has been shown that with a mixture structure after the invention succeeds technically, a pore volume of below To achieve 15%. This can be used to ensure that at Installation of large amounts of sealing material using the usual earth moving equipment and taking into account the Scatter in the final sealing layer Pore volume of 25 to 20% can be achieved.
In der Praxis kann der Grobkornanteil beispielsweise aus einer Mischung der Korngrößen 16 bis 64 mm oder bis 32 mm, also z. B. aus gängigem Kies, bestehen. Eine solche Mischung hat einen Porenanteil von etwa 35 bis 42%, im Mittel etwa 38%. Aus dem Kleinstkorndurchmesser der Grobkomponente, im Beispiel 16 mm, ergibt sich der Größtkorndurchmesser des Feinkornanteils zu etwa 1,6 mm also z. B. Sand, während deren Mindestkorngrößen auf weniger als ein Tausendstel Millimeter heruntergehen können, wie z. B. bei Feinton oder Schluff.In practice, the coarse grain fraction can, for example, consist of a mixture of grain sizes 16 to 64 mm or up 32 mm, e.g. B. consist of common gravel. Such Mixture has a pore content of about 35 to 42%, in Average about 38%. From the smallest grain diameter of Coarse component, in the example 16 mm, results in The largest grain diameter of the fine grain portion is about 1.6 mm so z. B. sand, during their minimum grain sizes can go down less than a thousandth of a millimeter such as B. with fine tone or silt.
Wenn, bezogen auf die Gesamtmischung, der Grobkornanteil in Korngrößen 16 bis 32 mm etwa 60% ausmacht, beträgt der Feinkornanteil, der die Porenräume des Grobkorngerüstes ausfüllen soll, mindestens etwa 40%. In diesem Anteil können, wiederum bezogen auf die Gesamtmischung, etwa 5 bis 15% Montmorillonit enthalten sein; der Rest des Feinkornanteils ist Sand mit Korngrößen von 0 bis 16 mm. Wenn dabei die Dichte der Schicht im Vordergrund steht, kommt der gringere Tonanteil zur Anwendung (5% Montmorillonit / 35% Sand), wenn es um die Adsorption von Schadstoffen in den Porenräumen geht, der höhere Tonanteil (15% Montmorillonit / 25% Sand).If, based on the total mixture, the coarse grain fraction in Grain sizes 16 to 32 mm makes up about 60%, is the Fine grain fraction that covers the pore spaces of the coarse grain structure should fill in at least about 40%. In this proportion can, again based on the total mixture, about 5 to 15% montmorillonite may be included; the rest of the Fine grain is sand with grain sizes from 0 to 16 mm. If the density of the layer is in the foreground, the smaller clay portion is used (5% Montmorillonite / 35% sand) when it comes to the adsorption of Pollutants in the pore spaces goes, the higher proportion of clay (15% montmorillonite / 25% sand).
Da das Volumen der Porenräume des Grobkorngerüstes nur schwer exakt ermittelt werden kann, gelegentlich auch schwankt, ist es sinnvoll, das Volumen des Feinkornanteils etwas größer zu wählen, um die Porenräume auf jeden Fall mit Sicherheit füllen zu können.Because the volume of the pore spaces of the coarse grain structure only difficult to determine exactly, occasionally also fluctuates, it makes sense to consider the volume of the fine grain fraction to choose something larger to definitely include the pore spaces To be able to fill security.
Verfahrensmäßig ist es nach der Erfindung möglich, die Fein- und Grobkornanteile jeweils getrennt voneinander vorzumischen, sie aber vor dem Einbau zu einer Gesamtmischung zu vereinigen. Daß diese Gesamtmischung als solche instabil ist, spielt für die Einbringung keine entscheidende Rolle, da die Instabilität lediglich darin besteht, daß die Feinkornanteile in der Lage sind, in die vom Grobkorngerüst gebildeten Porenräume einzudringen und diese vollständig auszufüllen.In terms of method, it is possible according to the invention that Fine and coarse grain fractions each separately premix, but before installation to a Unite overall mixture. That this overall mix as such is unstable, does not play for the contribution crucial role because the instability only in it there is that the fine grain portions are able to in the penetrate pore spaces formed by the coarse grain structure and fill them out completely.
Es ist aber auch möglich, die getrennt voneinander aufbereiteten Fein- und Grobkornanteile auch getrennt voneinander, also nacheinander einzubauen. Dabei wird zweckmäßigerweise zuerst die die Grobkornanteile enthaltende Mischung eingebaut und die die Feinkornanteile enthaltende Mischung nachträglich aufgebracht. Das Eindringen der Feinkornanteile in die Porenräume kann durch Anwendung von Verdichtungsgeräten, wie sie im Erdbau üblich sind, unterstützt werden. Die vorübergehende Instabilität einer auf diese Weise hergestellten Schicht hat so lange keine Bedeutung, solange nicht die Möglichkeit eines Ausweichens besteht. Die Schicht stabilisiert sich von selbst dann, wenn der Gehalt an in die Mischung hineindiffundierender Feuchtigkeit im Feinanteil einen bestimmten Grenzwert überschritten hat und die Kohäsion der Mischung geweckt wird.But it is also possible to separate them prepared fine and coarse grain fractions also separated from each other, i.e. to be installed one after the other. Doing so expediently first the one containing the coarse particles Mixture built in and containing the fine grain fractions Mixture applied later. The intrusion of the Fine grain particles in the pore spaces can be applied by Compactors, as are common in earthworks, get supported. The temporary instability of a layer made in this way has none for so long Meaning as long as there is no possibility of evasion consists. The layer stabilizes itself if the content of diffusing into the mixture Moisture in the fine fraction has a certain limit has exceeded and aroused the cohesion of the mixture becomes.
Claims (5)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8368 | Opposition refused due to inadmissibility | ||
| 8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: WALTER BAU-AG, 86153 AUGSBURG, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |