DE4025212C2

DE4025212C2 -

Info

Publication number: DE4025212C2
Application number: DE19904025212
Authority: DE
Inventors: Christian 4100 Duisburg De Witolla; Cosmas 5216 Niederkassel De Lorry
Original assignee: Huels Troisdorf AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1993-06-17
Also published as: EP0541681A1; JPH06500372A; DE4025212A1; WO1992002710A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Frostschutzauskleidung für Verkehrstunnel für Kälteregionen, die eine gebirgsseitig angeordnete Abdichtung und als Wärmedämmung zumindest eine Schaumstoffinnenschale aufweist.

Als Kälteregionen sind vor allem skandinavische Länder zu bezeichnen. Dort stellt sich bei Verkehrstunneln das Problem der Eisbildung, weil die Verkehrstunnel in aller Regel in standfestem Gebirge stehen, welches keines Ausbaus bedarf. Ohne Ausbau kann das aus dem Gebirge austretende Wasser im Winter frieren. Zum Teil bilden sich Eiszapfen, die eine extreme Verkehrsgefahr bilden. Seit langem bestehen Bemühungen, derartige Gefahren zu beseitigen. Die dazu bekannten Überlegungen gehen davon aus, das Wasser mit Hilfe einer Abdichtung an dem Gebirgsausbruch entlang zu einer Dränage zu leiten. Zugleich wird mit einer Wärmedämmung verhindert, daß das abfließende Wasser einer Abkühlung ausgesetzt ist, die zur Eisbildung führt. Das austretende Gebirgswasser hat aufgrund der Erdwärme im Gebirge eine Temperatur, die deutlich über dem Gefrierpunkt liegt. Je nach Wärmefähigkeit des für die Wärmedämmschicht ausgewählten Materials ergibt sich eine mehr oder weniger dicke Wärmedämmschicht.

Als Wärmedämmungen sind bekanntlich Schaumstoffe besonders geeignet. Aus Tunnels und Tunnelling, Oktober 1981, Seite 35 bis 39 und DE-GM 89 02 540 sind Frostschutzauskleidungen für Verkehrstunnel bekannt, die eine gebirgseitig angeordnete Abdichtung und als Wärmedämmung eine Schaumstoffinnenschale sowie im erstgenannten Fall zusätzlich eine Schicht aus Mineralfasern aufweisen. Abgesehen von baulichen Problemen war mit allen Schaumstoffen eine Brandgefahr und/oder eine Vergiftungsgefahr im Brandfall verbunden. Das gilt vor allem für Schaumstoffschichten aus Polyurethan. Polyurethan schien als besonders geeignet, weil Polyurethan sich in Situ im Verkehrstunnel schäumen läßt.

Entsprechend den oben dargestellten Gefahren sind gegen die weitere Verwendung von Schaumstoffen allseits ernsthafte Bedenken geäußert worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Frostschutzauskleidung der gattungsgemäßen Art mit günstigeren statischen und sicherheitstechnischen Eigenschaften anzugeben. Dabei hält die Erfindung an Schaumstoff als Dämmaterial fest. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß für die Innenschale der Frostsicherung Schaumstoff aus Silikoaluminaten verwendet wird. Derartige Materialien lassen sich gießen, extrudieren, auch pressen. Der Schaumstoff ist offenzellig oder geschlossenzellig darstellbar und vorteilhafterweise unbrennbar. Die chemische Reaktion der Geopolymerbildung ist eine Polykonden sation, vergleichbar mit der Reaktion bei der Verarbeitung von Phenol harzen. Es entsteht eine dreidimensionale Vernetzung im alkalischen Bereich unter Abspaltung von Wasser. Je nach Zusammensetzung des für die Reaktion erforderlichen Härters entstehen dreidimensionale Netz werke von Silikoaluminaten, die Zeolith-ähnlich oder Feldspat-ähnlich und amorph bis teilkristallin sind. Der Schaumstoff hat je nach Porengröße ein Raumgewicht bis 800 kg/m³.

Durch Variation der Rezeptur ist ein breites Spektrum von Eigen schaften zu erzielen. Der Einsatz von verstärkenden Stoffen, wie z. B. Gewebe, Vliese und Kurzfasern, führt zu extremen Festigkeiten.

Die wesentlichen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Schaumstoffes lassen sich wie folgt zusammenfassen:

- Temperaturbeständigkeit je nach Rezeptur 1000 bis 1500°C
- nichtbrennbar
- beständig gegen Lösungsmittel aller Art, starke Laugen und Schwefelsäure
- rezepturabhängige hohe Härte, Biegefestigkeit und Druckfestigkeit und hoher Elastizitätsmodul
- hohe Schwingungsdämpfung
- gute Wärmeisolation bei geschlossenzelligem Schaum
- sehr niedriger thermischer Ausdehnungskoeffizient.

Im Gegensatz zu Polymehrbitumen zeigt der erfindungsgemäße Schaumstoff kaum Kriecheigenschaften sowie eine größere Dimensionsstabilität bei Temperaturwechsel.

Gegenüber Beton besitzt der erfindungsgemäße Schaumstoff eine höhere Festigkeit.

Der erfindungsgemäße Schaumstoff hat eine Mindestdicke von 5 cm bei einem Raumgewicht von mind. 200 kg/m³. Es ist von Vorteil, den erfin dungsgemäßen Schaumstoff mit einem Drahtgewebe zu armieren. Das Drahtgewebe kann mit Gebirgsankern gehalten werden. Das gilt auch für eine Anordnung der Feuchtigkeitsisolierung zwischen dem Schaumstoff und dem Gebirgsausbruch und bei Verwendung von Abdichtungsbahnen als Feuchtigkeitsisolierung.

Die Abdichtungsbahnen können in verschiedener Weise montiert werden. Eine Montagemöglichkeit besteht darin, daß die Abdichtungsbahnen gegen die Anker gedrückt werden, so daß die Anker die Abdichtungsbahnen durchdringen. Als Halter sind dann Platten vorgesehen, welche schließend auf dem Anker sitzen bzw. eine dichte Einspannung der Abdichtungsbahnen zwischen sich ermöglichen.

Besonders vorteilhaft ist eine Konstruktion, bei der zunächst Gebirgs anker eingebracht werden, die mit einem plattenartigen Kunststoff halter (z. B. in der Form einer Rondelle) versehen sind. Die Abdich tungsbahnen werden dann an diesem ersten Halter verschweißt. An schließend wird an der dem ersten Halter gegenüberliegenden Seite der Abdichtungsbahn ein Gegenstück, z. B. in der Form einer Gegenrondelle, verschweißt, welche mit einem Stab versehen ist, so daß der Gebirgs anker bis zum Drahtgewebe verlängert wird.

Die Abdichtungsbahnen werden im einen wie im anderen Fall überlappend verlegt, so daß die Abdichtungsbahnen im Überlappungsbereich miteinan der verschweißt werden können.

Im übrigen ist es von Vorteil, zwischen dem erfindungsgemäßen Schaum stoff, der aufgrund seines hohen Raumgewichtes und seiner besonderen Struktur relativ hart ist, und der Feuchtigkeitsisolierung einen Weichschaum, z. B. in Form eines Polyäthylenschaumes einzubringen. Der Weichschaum hat ein Raumgewicht von 10 bis 40 kg/m³ und wird mit einer Dicke von 1 bis 4 cm ausgebildet.

Wahlweise sichert eine Trennlage aus Mineralpapier zwischen dem Polyäthylenschaum und dem erfindungsgemäßen Schaum den Polyäthylen schaum vor den Belastungen aus der Schaumbildung des erfindungsgemäßen Schaumes.

Die Innenseite der erfindungsgemäßen Schaumstoffschale kann im übrigen mit einer Dichtschlämme oder mit Spritzbeton versiegelt werden. Besonders geeignet ist ein Spritzbeton mit Stahlfasern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge stellt.

Mit 1 ist das standfeste Gebirge bezeichnet, in dem ein Verkehrstunnel eingebracht worden ist. Im Gebirge 1 sind in regelmäßigen Abständen Gebirgsanker 2 gesetzt. Die Gebirgsanker 2 bestehen wahlweise aus Gewindestangen, die im Gebirge z. B. mit Kunststoffharz gehalten sind. Die Gebirgsanker besitzen tunnelseitig Rondellen 3. Die Rondellen 3 sind aufgeschraubt. Wahlweise sind die Rondellen 3 auch zwischen Schraubenmuttern gehalten. In jedem Fall liegen die Köpfe der Anker 2 in den Rondellen 3 soweit zurück, daß eine Verletzung einer aus Abdichtungsbahnen bestehenden Feuchtigkeitsisolierung 4 ausgeschlossen ist. Die Rondellen 3 werden mit den Abdichtungsbahnen verschweißt. An der den Rondellen 3 gegenüberliegenden Seite der Abdichtungsbahnen werden Gegenrondellen 5 verschweißt. Die Gegenrondellen 5 tragen Verlängerungsstangen 10, so daß daran ein Drahtgewebe 7 befestigt werden kann.

Die Verbindung der Verlängerungsstangen 10 mit den Gegenrondellen wird in gleicher Weise wie zwischen den Rondellen 3 und den Ankern 2 dargestellt. Die Verbindung zwischen den Verlängerungsstangen 10 und dem Drahtgewebe 7 kann gleichfalls in Form einer Verschraubung zwischen Muttern und Distanzblechen oder in ähnlicher Weise erfolgen.

Im Ausführungsbeispiel wird das Drahtgewebe von einer 20 cm dicken Schaumstoffschale aus Silikoaluminaten, die unter der Bezeichnung Trolit bekannt sind, mittig eingeschlossen. Das Drahtgewebe besteht aus 0,5 mm dickem Draht mit einer Maschenweite von 30 mm.

Die Schaumstoffschicht 8 hat ein Raumgewicht von 350 kg/m³.

Zwischen der Schaumstoffschicht 8 und der Abdichtung 4 ist eine Schicht 6 aus Polyäthylenschaum vorgesehen. Die Schicht 6 hat eine Dicke von 25 mm bei einem Raumgewicht von 20 kg/m³.

Im übrigen ist die Schaumstoffschicht 8 mit einer Dichtschlämme 9 versehen.

Zwischen der Polyäthylenschaumschicht 6 und der Schaumstoffinnen schale 8 ist eine Trennlage 11 aus Mineralpapier vorgesehen.

Claims

1. Frostschutzauskleidung für Verkehrstunnel für Kälteregionen, die eine gebirgsseitig angeordnete Abdichtung und als Wärmedämmung zumindest eine Schaumstoffinnenschale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffinnenschale (8) aus Silikoaluminaten besteht.

2. Frostschutzauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Armierung aus Drahtgewebe (7) für die Schaumstoffinnenschale (8).

3. Frostschutzauskleidung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Armierungsanker (2).

4. Frostschutzauskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Abdichtung (4) aus Abdichtungsbahnen, die ohne Verletzung zwischen Haltern (3) und Gegenstücken (5) eingebaut wird.

5. Frostschutzauskleidung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Polyäthylenschaumschicht (6) mit einem Raumgewicht von 10 bis 40 kg/m³ und einer Dicke von einem bis 4 cm zwischen der Abdichtung (4) und der Schaumstoffinnenschale (8).

6. Frostschutzauskleidung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Trennlage zwischen der Polyäthylenschaumschicht und der Schaumstoffinnenschale.