DE4328404A1 - Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen- oder Tiefbau - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen- oder TiefbauInfo
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- E02D3/11—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil by thermal, electrical or electro-chemical means
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Körpern
für den Erd-, Straßen- oder Tiefbau vor Ort als auch in der
Vorfertigung, beispielsweise zur Herstellung von Fundamenten,
Formsteinen und Stützen.
Es ist bekannt, derartige Körper aus Beton mit oder ohne Be
wehrung herzustellen. Dabei werden Zement und Sand oder Kies
unter Zugabe von Wasser vermischt, in Formen eingebracht und
verdichtet. Die Betoneigenschaften können durch die Beigabe von
Zusatzstoffen beeinflußt werden. Zur schnelleren Aushärtung
werden Beschleuniger beigegeben und/oder die Aushärtezeit durch
Wärmezufuhr verkürzt, was jedoch oftmals einen Endfestigkeits
verlust der hergestellten Körper zur Folge hat. Von Nachteil ist
außerdem eine begrenzte Verarbeitungszeit der Betonmischung,
insbesondere bei der Zugabe von Beschleunigern oder Verwendung
von Schnellzementen. Wärmezufuhr verteuert die Herstellungs
kosten. Nachteilig ist auch, daß der Beton nach dem Ausschalen
eine ausreichend lange Zeit vor schädlichen Einflüssen, wie
z. B. Frost, Regen oder Erschütterungen geschützt werden muß.
(Lit.: Reichel, Glatte: Beton, Band 2, 3. Auflage, Verlag für
Bauwesen Berlin).
Es ist zwar auch bekannt, für spezielle Anwendungen Körper aus
metallischen und nichtmetallischen Stoffen über eine Schmelze
oder Sinterung herzustellen (z. B. DE-OS 22 57 535, 2928385,
DD-PS 2 83 368), jedoch ist dadurch kein Verfahren zur Herstellung
von Körpern für den Erd-, Straßen- und Tiefbau ableitbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung an
sich bekannter technologischer Maßnahmen ein Verfahren zur Her
stellung von Körpern hoher Festigkeit mit sehr guter Verarbei
tungs- und Produktionsfähigkeit für allgemeine Problemlösungen
zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Gemisch
aus spratzigem Eisenpulver, Erdstoff und Zuschlagstoffen
hergestellt, in eine Form gefüllt, verdichtet und mittels
gleichstrombeaufschlagter Elektroden gesintert wird. Dabei be
trägt die Temperatur bei der Sinterung vorzugsweise 500 bis
1200°C. Spratziges Eisenpulver ist ein Eisenpulver mit stark
zerklüfteter Oberfläche.
Mit dem Verfahren sind aus den Einsatzstoffen sehr wirtschaft
lich und umweltverträglich Körper herstellbar. Es wird eine gute
Verankerung der Gemischbestandteile erreicht, die eine hohe
Festigkeit der so hergestellten Körper ergeben. Die Körper
sind bereits nach kurzer Zeit belastbar und standfest.
Das Verfahren sichert einen großen Anwendungsbereich. So ist
neben der Herstellung von Preßlingen, Platten, Stützen, Säulen
o. ä. in einer Fertigungsstätte, die Herstellung der Körper an
Ort und Stelle gegeben, wobei vorteilhaft die Schachtung
oder Bohrung als Form verwendet wird. Hierbei zeigt sich
insbesondere eine gute Verankerung der Körper gegenüber dem
umgebenden Erdreich.
Das Verfahren ist auch besonders geeignet für die Herstellung
von Säulen und Stützen im Baugrund bis in große Teufen und vor
teilhaft anwendbar bei der Stabilisierung verkippter Flächen,
insbesondere setzungsfließgefährdeter Böschungen und für die
Schaffung von Sperrschichten zur Blockierung von Grundwasser
strömungen und bei der Bodenstabilisierung im Straßenbau.
Gute Festigkeitseigenschaften bei wirtschaftlichem Materialein
satz lassen sich mit einem Gemisch erreichen, welches aus einem
Teil spratzigem Eisenpulver, zwölf Teilen Erdstoff und fünf
Teilen Zuschlagstoff, insbesondere Filterasche, Zement und/oder
Gips besteht.
Für eine homogene Struktur der Körper und gute Sinterungsbe
dingungen ist die Verwendung von spratzigem Eisenpulver mit
einer Teilchengröße kleiner 40 µm, Erdstoff mit einer
Teilchengröße kleiner 0,2 mm und Filterasche mit einer Teilchen
größe von 20 bis 40 µm vorteilhaft.
Aus technologischen Gründen, zur Einsparung von Kosten und
Transporten kann bei Anwendung an Ort und Stelle der
aufgenommene Baugrund der Schachtung und/oder Bohrung als
Erdstoff bei der Gemischherstellung verwendet werden.
Zur Durchführung des Verfahrens genügt das erdfeuchte Erd
stoffgemisch, um die notwendige Leitfähigkeit für den Stromfluß
und damit für die Sinterung zu erhalten. Eine Verbesserung der
Leitfähigkeit und damit eine Beschleunigung des Sinterprozesses
wird durch die Zugabe von Wasser vor oder nach dem Verdichten
erreicht. Der Zusatz von Montanwachsemulsion dient der Ver
besserung der Verarbeitungseigenschaften des Gemisches und
einem besseren Transport der Komponenten in feinporige
Bereiche.
Eine günstige Einbringung in den Boden durch Injektion, z. B.
bei der Stabilisierung von Böschungen, sowie eine verbesserte
Verankerung im Erdreich ist gegeben, wenn das Gemisch aus
spratzigem Eisenpulver, Erdstoff und Zuschlagstoffen mit Wasser
und/oder Montanwachsemulsion suspendiert wird, wobei außerdem
die o. g. Wirkungen zum Tragen kommen.
Die Elektroden können innerhalb und/oder außerhalb des Ge
misches oder der Suspension eingebracht werden. Beim Einbringen
der Elektroden innerhalb der Form, können diese als Bewehrung
des Körpers verwendet werden. Diese Bewehrung hat eine sehr
innige Verbindung zum umgebenden Material.
Ebenso können zur Erzielung besonderer Festigkeitseigenschaften
Bewehrungseisen in statisch notwendiger Weise eingebracht
werden, die untereinander elektrisch leitend verbunden werden
und als eine Elektrode dienen. Dabei kann die Gegenelektrode
innerhalb als auch außerhalb einer Erdform angeordnet sein.
Mehrere Elektrodenpaare gleichzeitig im Körper eingebracht
führen ebenfalls zu einer verbesserten Armierung und damit
zur Festigkeitserhöhung.
Bei der Herstellung von Körpern in speziellen Formen ist die
Ausbildung der Form als Elektrode vorteilhaft, wenn die
gefertigten Körper bewehrungsfrei hergestellt werden müssen,
aber auch aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Dabei kann die
Form geteilt ausgeführt sein und als Elektrodenpaar verwendet
werden.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.
Die dazugehörige Zeichnung zeigt schematisch die Herstellung
einer Säule im Baugrund, z. B. zur Stabilisierung eines
Fundamentes.
Mit einem Bohrgerät wird im Baugrund 1 eine Bohrung bis zur
Teufe 3 niedergebracht. Die Bohrungswandung 9 und die Sohle 10
bilden die Form zum Einbringen des Gemisches 4. Das Gemisch 4
bestehend aus
12 Teilen Sand mit einer Teilchengröße von
kleiner 0,2 mm, gewonnen aus dem
gebohrten Erdstoff
5 Teilen Filterasche mit einer Teilchengröße von 20 bis 40 µm
1 Teil spratzigem Eisenpulver mit einer Teilchengröße kleiner 40 µm
5 Teilen Filterasche mit einer Teilchengröße von 20 bis 40 µm
1 Teil spratzigem Eisenpulver mit einer Teilchengröße kleiner 40 µm
wird mit bekannten Mischern hergestellt und, falls erforder
lich, transportiert. Aufgrund des ausgebohrten Erdstoffes hat
das Gemisch 4 die erforderliche Feuchtigkeit zum Erreichen einer
bestimmten elektrischen Leitfähigkeit. Andernfalls ist das Ge
misch 4 mit Wasser und/oder Montanwachsemulsion zu versetzen.
Die Elektroden 7 und 8 in Form von Eisenstäben werden in die
Bohrung eingebracht. Dann wird das Gemisch 4 kontinuierlich in
die Bohrung eingefüllt und gleichzeitig mittels Vibrator ver
dichtet. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt bis die
Arbeitsebene 6 erreicht ist. Aus einer Gleichspannungsquelle 2
werden die Elektroden 7 und 8 mit Strom beaufschlagt. Die
Gleichstrombeaufschlagung kann dabei ohne nachteilige Folgen
wesentlich zeitversetzt erfolgen. Dies ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn ein Objekt mehrere herzustellende Einzelkörper
umfaßt und die Elektroden aller Einzelkörper zusammengeschaltet
werden können.
Die Gleichstrombeaufschlagung erfolgt solange, bis die Sinterung
des Gemisches 4 bei einer Temperatur bis 1100°C eingetreten und
damit die Säule entstanden ist. Die eingebrachten Elektroden 7; 8
dienen nach der Sinterung als Bewehrung der Säule. Das in die
Bohrung eingebrachte Gemisch 4 verzahnt sich durch die
Verdichtung und die Sinterung mit dem Baugrund 1 im Bereich der
Bohrungswandung 9 und der Sohle 10, so daß eine hohe Trag
fähigkeit der Säule erreicht wird.
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen-
oder Tiefbau, gekennzeichnet dadurch, daß ein Gemisch aus
spratzigem Eisenpulver, Erdstoff und Zuschlagstoff herge
stellt, in eine Form gefüllt, verdichtet und mittels gleich
strombeaufschlagter Elektroden gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das
Gemisch aus 1 Teil spratzigem Eisenpulver
12 Teilen Erdstoff
5 Teilen Zuschlagstoff
hergestellt wird.
12 Teilen Erdstoff
5 Teilen Zuschlagstoff
hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei
einer Temperatur von 500 bis 1200°C gesintert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß
Eisenpulver mit einer Teilchengröße kleiner 40 µm verwendet
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß
Erdstoff mit einer Teilchengröße kleiner 0,2 mm verwendet
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch,
daß als Erdstoff der aufgenommene Baugrund einer Schachtung
oder Bohrung verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß
als Zuschlagstoff Filterasche, Zement und/oder Gips verwendet
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 7, gekennzeichnet
dadurch, daß Filterasche mit einer Teilchengröße von 20 bis
40 µm verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß
das Gemisch mit Wasser und/oder Montanwachsemulsion vor oder
nach dem Verdichten versetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß
aus dem Gemisch sowie Wasser und/oder Montanwachsemulsion
eine Suspension hergestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch,
daß die Elektroden innerhalb und/oder außerhalb des Ge
misches und/oder der Suspension eingebracht werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und 11, gekennzeichnet dadurch,
daß gleichzeitig mehrere Elektrodenpaare angeordnet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 11 und 12, gekennzeichnet da
durch, daß die Elektroden als Bewehrung des Körpers ver
wendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1 und 13, gekennzeichnet dadurch,
das eingebrachte Bewehrungseisen als Elektrode elektrisch
leitend miteinander verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 1 und 11, gekennzeichnet dadurch,
daß die Elektroden gleichzeitig als Form verwendet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1, 11 und 15, gekennzeichnet da
durch, daß die Form geteilt ist und gleichzeitig als
Elektrodenpaar verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß
als Form die Wände und das Planum einer Schachtung ver
wendet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß
als Form die Wand und die Sohle einer niedergebrachten
Bohrung verwendet werden.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß aus dem Gemisch
oder der Suspension über eine Ortschüttung plattenähnliche
Lagen hergestellt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934328404 DE4328404C2 (de) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen- oder Tiefbau |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934328404 DE4328404C2 (de) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen- oder Tiefbau |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4328404A1 true DE4328404A1 (de) | 1995-03-02 |
DE4328404C2 DE4328404C2 (de) | 1995-12-14 |
Family
ID=6495872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934328404 Expired - Fee Related DE4328404C2 (de) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Verfahren zur Herstellung von Körpern für den Erd-, Straßen- oder Tiefbau |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4328404C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4255193A (en) * | 1978-09-22 | 1981-03-10 | Slovenska Akademia Vied | Method of manufacture of sintered pressed pieces of iron reinforced by iron oxides |
-
1993
- 1993-08-24 DE DE19934328404 patent/DE4328404C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4255193A (en) * | 1978-09-22 | 1981-03-10 | Slovenska Akademia Vied | Method of manufacture of sintered pressed pieces of iron reinforced by iron oxides |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4328404C2 (de) | 1995-12-14 |
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