DE4329973C2 - Doppelwandiges Bohrrohr und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein doppelwandiges Bohrrohr, wobei dessen Zwischenraum zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr durch eine Vergußmasse ausgefüllt ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Aus der DE-A 20 38 854 ist ein kuppelbares doppelwandiges Stahlrohr zur Herstellung von verrohrten Bohrlöchern für Ortbetonpfähle beliebiger Neigung bekannt. Bei diesem ist der innere und der äußere Mantel des Stahlrohres durch eine erhärtende und raumbeständige Kunststoff-Vergußmasse mit­ einander verbunden. Die Vergußmasse besteht aus einem ge­ füllten oder ungefüllten Kunstharz oder Kunststoff. Der Vergußmasse können gegebenenfalls Faserstoffe beigegeben sein.

Diese in der Praxis vielfach eingeführten doppelwandigen Kunststoff-Verbundrohre erwiesen sich nach Verschleiß am Ende ihrer Verfügbarkeit als äußerst nachteilig, weil eine vorgesehene Verschrottung aufgrund einer Verfüllung der doppelwandigen Stahlbohrrohre mit Epoxydharz nicht durch­ geführt werden konnte. Auch ein Einschmelzen solcher Bohr­ rohre im Hochofen ist nicht zulässig. Eine Trennung der Stahlmäntel vom Epoxydharz mittels Schneidbrennern ist darüber hinaus wegen der Gefährdung einer Vergiftung der Arbeiter durch die entstehenden Gase verboten. Infolgedessen ist die Aufarbeitung solcher Stahlbohrrohre nach einem besonderen Recycling-Verfahren bzw. die Entsor­ gung als Sondermüll außerordentlich kostspielig. Dies hat dazu geführt, daß Spezial-Tiefbauunternehmen die mit Epoxydharz gefüllten Bohrrohre nach deren Verschleiß im schrottreifen Zustand auf ihrem Bauhof gestapelt abgelegt haben, wo nun die Rohre wertvollen Platz beanspruchen und Umweltverschmutzer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein doppelwandiges Bohrrohr anzugeben, bei welchem der Zwischenraum zwischen dem äußeren und dem inne­ ren Rohr durch eine Vergußmasse ausgefüllt ist, und welches die vorgenannten Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwindet, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Bohrrohr der im Oberbegriff von Anspruch 1 ge­ nannten Art mit der Erfindung dadurch erreicht, daß es ein inneres, vergleichsweise dünnwandiges und ein im radialen Abstand einen ringförmigen Zwischenraum definierendes äußeres, dickwandigeres Rohr aufweist, und daß der Zwischen­ raum zwischen beiden Rohren mit einer zu einer Schale aushärtbaren anorganischen Vergußmasse ausgefüllt ist.

Ein großer Vorteil wird durch die im wesentlichen kunststofffreie Vergußmasse insofern er­ reicht, daß das Bohrrohr nach Verschleiß im schrottreifen Zustand problemlos recycelt und zumindest die wertvollen Metallteile dem Hochofen zum Aufschmelzen zugeführt werden können. Auch die vergleichsweise harte Schale der Vergußmasse kann mit Hilfe eines üblichen Brechers, der praktisch an jedem Bauhof einer Tiefbaufirma vorhanden ist, zur Wiederverwendung als Füllstoff auf­ bereitet werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich gegenüber der Epoxyd-Ver­ gußmasse dadurch, daß die Herstellung der Vergußmasse nach der Erfindung erheblich preisgünstiger ist.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß das anor­ ganische Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel ist.

Als hydraulische Bindemittel können einzeln oder in Kombi­ nation Zement oder Puzzolanerde verwendet werden.

Als Zuschlagstoffe eignen sich anorganische Hartmaterialien natürlichen oder technischen Ursprungs in abgestuften Kör­ nungen, die in einer geschlossenen Kornlinie von 0-30 mm verwendet werden, sowie das Abbinde- und Aushärteverhalten unterstützende Zusätze organischer und/oder anorganischer Füllstoffe; z. B. kann das Restmaterial, das bei der Ver­ brennung von Kohle in den Kraftwerken entsteht und an­ schließend nach einem speziellen Härteverfahren behandelt wird, fraktioniert werden und damit als Füllstoff zugesetzt werden. Dieses Material ist sehr gut verarbeitbar und auch aus wirtschaftlichen Aspekten sehr gut einzusetzen, da es sich hierbei um eine Verwertung der bei der Verbrennung der Kohle anfallenden Rückstände handelt.

Eine weitere Ausgestaltung des Bohrrohres sieht vor, daß anstatt eines hydraulischen Bindemittels ein chemisches Bindemittel auf Basis von Phosphaten und/oder Alkalisilikaten verwendet ist. Welche Verfahrensvariante zum Einsatz kommt, hängt von den Bedin­ gungen vor Ort an den einzelnen Baustellen ab.

Die oben aufgeführte Verfüllmasse mit den unterschiedlichen Bindesystemvarianten hat die Eigenschaft, daß sie sich auf­ grund der guten rheologischen Eigenschaften zum Einfüllen in den relativ engen zylinderförmigen Zwischenraum zwischen den Rohren eignet und daß sie sich darin problemlos gleichmäßig und insbesondere nahezu unter Vermeidung des Einschlusses von Luftporen verteilen und verdichten läßt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil in vertikalen Ab­ ständen am Innenrohr längsgeheftete Rundeisen oder Rohre angeordnet sind, die sowohl als Abstandshalter als auch zur Kraftübertragung beim Anziehen der Schelle dienen, von der das Bohrrohr während des Einsatzes gehalten wird. Durch die angebrachten Rundeisen oder Rohre wird der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren mindestens zum Teil in Kammern unterteilt, die nur an einigen Stellen miteinander kom­ munizieren. Daher ist es äußerst wichtig, daß die Verguß­ masse sehr gute rheologische Eigenschaften aufweist.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß dem Frischbeton ein das Abbindeverhalten positiv beeinflus­ sender, umweltfreundlicher Zusatzstoff in einer Menge zwi­ schen 3 und 8 Gew.-%, bezogen auf die trockene Masse, zu­ gesetzt ist. Ein solcher Zusatzstoff verbessert in vor­ teilhafter Weise die rheologischen Eigenschaften des Frischbetons, füllt etwa noch vorhandene feinste Poren in­ nerhalb der Frischbeton-Mischung aus und beschleunigt die Abbindung bzw. Aushärtung.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrrohres sieht vor, daß die mit Abstandshaltern in gegenseitigem Abstand posi­ tionierten Rohre während des Füll- und Verpreßvorganges zeitweise oder dauernd in Schwingungen mit horizontalen oder vertikalen Amplituden erregt werden. Hierdurch wird die Vergußmasse verdichtet und Lufteinschlüsse werden aus­ geschieden. Bei dieser Verfahrensvariante wird die Verguß­ masse bevorzugt von oben in den Zwischenraum eingefüllt.

Weiter sieht das Verfahren vor, daß die Vergußmasse unter Druck zwischen 1 und 15 bar in den Zwischenraum zwischen den Rohren eingepreßt wird.

Auch kann man mit Vorteil von der Maßnahme Gebrauch machen, daß in die Schale Moniereisen eingegossen sind. Weiterhin können zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr angeheftete Rohre oder Rundeisen als Abstandshalter ange­ ordnet sein.

Das doppelwandige Bohrrohr und dessen Herstellungsverfahren zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, daß sie mit sehr wirtschaft­ lichen Mitteln herstellbar und nach Verschleiß ebenfalls mit wirtschaftlichen Mitteln zerlegbar und einer Wiederver­ wendung zuführbar sind. Insofern erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Claims (14)

1. Doppelwandiges Bohrrohr, bei welchem der Zwischenraum zwischen äußerem und innerem Rohr durch eine Vergußmasse ausgefüllt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es ein inneres, vergleichsweise dünnwandiges und ein im radialen Abstand einen ringzylinderförmigen Zwi­ schenraum definierendes äußeres, dickwandigeres Rohr auf­ weist, und daß der Zwischenraum zwischen beiden Rohren mit zu einer Schale aushärtbaren anorganischen Vergußmasse ausgefüllt ist.

2. Bohrrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schale Moniereisen eingegossen sind.

3. Bohrrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr als Ab­ standshalter angeheftete Rundeisen angeordnet sind.

4. Bohrrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel ist.

5. Bohrrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das hydraulische Bindemittel einzeln oder in Kom­ bination Zement oder Puzzolanerde verwendet ist.

6. Bohrrohr nach einem oder mehreren der der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Zuschlagstoffe anorganische Hartmate­ rialien natürlichen oder technischen Ursprungs in abgestuf­ ten Körnungen in einer Kornlinie von 0-30 mm, sowie das Abbinde- und Aushärteverhalten unterstützende Zusätze orga­ nischer und/oder anorganischer Füllstoffe verwendet sind.

7. Bohrrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Füllstoff ausgebrannte Gangart ver­ wendet ist.

8. Bohrrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Vergußmasse Beton oder Mörtel oder eine Mischung aus Beton und Mörtel verwendet ist.

9. Bohrrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Phosphat-Bindung oder Alkalisilikat-Bindung hergestellte Vergußmassen ver­ wendet sind, die alleine oder auch in Kombination mit einem hydraulischen Bindemittel aushärten.

10. Bohrrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Vergußmasse eine pumpfähige Betonmi­ schung verwendet ist, wobei als Zuschlagstoffe quarzhalti­ ge Mineralfraktionen in einer geschlossenen Kornlinie zwi­ schen 0 und 30 mm verwendet sind.

11. Bohrrohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frischbeton ein das Ab­ bindeverhalten positiv beeinflussender umweltfreundlicher Zusatzstoff in einer Menge zwischen 3 und 8 Gew.-% bezogen auf die Trockenmasse, zugesetzt ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Bohrrohres nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse von oben in den Zwischenraum eingefüllt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abstandshaltern in gegenseitigem Abstand positionierten Rohre während des Füll- oder Verpreßvorganges zeitweise oder dauernd in Schwingungen mit horizontalen und/oder vertikalen Amplitu­ den erregt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse unter Druck zwischen 1 und 15 bar in den Zwi­ schenraum zwischen den Rohren eingepreßt wird.