-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement zum Abdichten
von Löchern
in Betonkonstruktionen oder Betonelementen, welche durch die Verwendung
von Abstandshaltern zum Beibehalten eines gegenseitigen Abstands
zwischen Schalungsteilen verursacht werden, wobei das genannte Dichtungselement eine
mindestens teilweise konische Gestalt aufweist.
-
Derartige
Dichtungselemente sind an sich im Baubereich bekannt und weisen
eine bestimmte konische Gestalt auf, welche der konischen Gestalt
der verwendeten Abstandshalter entspricht. Die Abstandshalter weisen
eine konische Gestalt auf, damit sie einfach aus dem mindestens
teilweise gehärteten
Beton entfernt werden können.
Allerdings erfordert die konische Gestalt eines Dichtungselements
ebenfalls, dass Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
um sicherzustellen, dass die Dichtungselemente auch nach Jahren
noch an Ort und Stelle verbleiben. Es ist gegenwärtig bekannt, ein Dichtungselement
bereitzustellen, das vollständig aus
Stampfbeton hergestellt ist, welches mittels eines Klebstoffes in
einer Öffnung
angebracht werden soll. Abgesehen davon, dass dies arbeitsintensiv
und demzufolge zeitaufwändig
ist, erfordert ein solches Dichtungselement außerdem eine große Menge
an Klebstoff.
-
Ein
weiteres Dichtungselement, aus FR-A-2 788 076 bekannt, umfasst einen
Kern aus steinähnlichem Material
mit einer Ummantelung aus Kunststoffschaum, wie beispielsweise Polystyrol.
Ein derartiges Dichtungselement wird in eine Öffnung mittels z.B. eines Schlagwerkzeugs
mit Kraftaufwand eingeführt.
Der endgültige
Halt des genannten Dichtungselements in der Öffnung wird durch die Verformung
und Elastizität
der Polystyrol-Ummantelung erstellt. Allerdings ist die Elastizität von Polystyrol
und vergleichbaren Kunststoffen relativ gering und des Weiteren
nimmt sie im Laufe der Zeit ab, weswegen nicht garantiert werden
kann, dass ein derartiges Dichtungselement auf Dauer in einem konischen
Loch hält.
-
Ein
weiterer Nachteil von derartigen Dichtungselementen mit einer Ummantelung
aus Polystyrol oder einem anderen Kunststoff besteht darin, dass
sie an ihrem breiten Ende aufgrund des Herstellungsverfahrens einen
seitlich überstehenden
Kragen aufweisen. Beim Einschlagen der Dichtungselemente wird sich
der genannte Kragen von den Dichtungselementen lösen. Obwohl die Materialmenge
pro Dichtungselement häufig zu
gering erscheint, um aufgesammelt zu werden, führt sie schließlich zu
einer großen
Menge von praktisch nicht abbaubarem herum liegendem Abfall.
-
Deswegen
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, derartige Nachteile zu
beseitigen und ein Dichtungselement zu schaffen, welches ohne Schwierigkeiten
dauerhaft und fest angebracht werden kann und des weiteren relativ
einfach herzustellen ist.
-
Dementsprechend
schafft die Erfindung ein Dichtungselement mit den Merkmalen von
Patentanspruch 1.
-
Das
steinähnliche
Material wird aus Mörtel
mit Zement und Sand gebildet, und das elastische Material besteht
aus Korkpartikeln, welche in eine Matrize aus dem Mörtel eingebunden
sind. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, die natürliche Elastizität von Kork
auszunutzen, welche im Gegensatz zu der Elastizität von Materialien
aus Kunststoffschaum, wie beispielsweise Polystyrol, einen äußerst dauerhaften
Charakter haben. Gemäß der Erfindung
wird hier dafür
gesorgt, dass die Struktur des Dichtungselements, mindestens an
seinem Randbereich, offen und demzufolge bis zu solch einem Ausmaß verformbar
ist, dass beim Einschlagen eines Dichtungselements gemäß der Erfindung
die Matrix in dem Randbereich teilweise zusammenfallen wird und die
Korkpartikel, die in diesem Bereich der Matrix eingebettet sind,
eine elastische Verklemmung des Dichtungselements an der Wand des
konischen Lochs, das abgedichtet werden soll, bereitstellen können.
-
Des
Weiteren werden weitere wichtige Vorteile mit dem Dichtungselement
gemäß der Erfindung
erzielt. Alle erforderlichen Bestandteile können, z.B. in einen Betonmischer
oder eine ähnliche
Vorrichtung, mit den geeigneten Anteilen eingebracht werden, gemischt
werden und anschließend
mit der richtigen Wassermenge zu einem sofort verarbeitbaren Mörtel in
einem Arbeitsschritt hergestellt werden. Demzufolge ist es nicht
notwendig, eine Ummantelung oder ein weiteres Bestandteil separat
herzustellen und es mit einem steinähnlichen Ergänzungsteil
des Dichtungselements zu kombinieren.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass das zu verwendende elastische
Material ein relativ günstiges Naturprodukt
ist, das man leicht und darüber
hinaus in einer sofort verarbeitbaren Granulatform erhalten kann. In
diesem Zusammenhang muss hier ein weiterer wichtiger Vorteil des
Naturprodukts Kork genannt werden, nämlich, dass es ein biologisch
abbaubares Material ist. Dadurch wird dafür gesorgt, dass das Dichtungselement
gemäß der Erfindung,
im Gegensatz zu dem genannten bekannten Dichtungselement mit einer
Ummantelung aus Kunststoffschaummaterial, in einem so genannten „nachhaltigen
Bauprojekt" verwendet
werden kann, bei dem das Ziel darin besteht, die Belastung durch
die Bauaktivitäten
für Mensch
und Umwelt so gering wie möglich
zu halten.
-
Von
besonders großer
Bedeutung ist die Gewichtsverminderung, die aus einem Dichtungselement
gemäß der Erfindung
resultiert. Selbstverständlich
hängt diese
Gewichtsreduzierung direkt von der Menge an granularem Kork ab,
die pro Dichtungselement verwendet wird, und ist insbesondere dann
wichtig, wenn die genannten Dichtungselemente transportiert werden.
-
Bei
einer Ladung von Dichtungselementen ist normalerweise das Gewicht
der Dichtungselemente für die
maximale transportierbare Ladung pro Lastkraftwagen entscheidend
und nicht das gesamte Transportvolumen des Lastkraftwagens, der
eingesetzt werden soll. Mit einer einfach zu erzielenden Gewichtsreduktion von
35 % kann die Anzahl von Dichtungselementen bei einer Ladung auf
Gewichtsbasis mehr als 150 % der Anzahl von ursprünglichen
Dichtungselementen aus Stampfbeton betragen. Es wird offensichtlich
sein, dass abgesehen von einem Kostenvorteil außerdem ein logistischer Vorteil
erzielt wird. Daneben spielt auf der Baustelle das reduzierte Gewicht
pro Einheit der gelieferten Dichtungselemente eine entscheidende
Rolle für
die Leute, die damit arbeiten müssen.
-
Um
dafür sorgen
zu können,
dass ein Dichtungselement gemäß der Erfindung
immer leicht und tatsächlich
fest in einer Öffnung
angebracht werden kann, ist es sehr wichtig, dass die verschiedenen
Parameter des Mörtels
innerhalb bestimmter Bereiche liegen.
-
Zunächst ist
es wichtig, dass die Korkpartikel in einer Matrix angeordnet sind,
welche eine nicht vollständig
geschlossene Struktur aufweist. Zum Festklemmen ist es wesentlich,
dass mindestens der äußere Teil des
Dichtungselements beim Festklemmen zusammenfällt, wodurch die Korkpartikel
weitgehend die Kontaktoberfläche
zwischen dem Dichtungselement und der Wand der Öffnung bestimmen. Deswegen
ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, dass das Verhältnis
zwischen Zement und Wasser innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
liegt, nämlich
1:1,4 bis 1:1,6, in Raumanteilen, und vorzugsweise bei ungefähr 1:1,5.
-
Des
Weiteren ist die Größe der Korkpartikel
und außerdem
die verwendete Menge von Korkpartikeln weitgehend für das richtige
Festklemmen des Dichtungselements entscheidend. Vorzugsweise sollte
Kork verwendet werden, welcher als Granulat erhältlich ist, bei dem die Partikel
nicht größer als
6 mm sein sollten. Allerdings werden gemäß einer Weiterentwicklung vorzugsweise
Korkpartikel mit einer Größe verwendet,
die von 1 bis 4 mm variiert.
-
Bei
der Menge an Korkpartikeln ist es entscheidend, dass einerseits
ausreichend Korkpartikel in der Matrix vorhanden sind, damit eine
ausreichend starke elastische Festklemmkraft zwischen Dichtungselement und
der Öffnung
bereitgestellt wird. Andererseits sollte die Menge an Korkpartikeln
nicht so groß sein,
dass beim Einführen
eines Dichtungselements in ein konisches Loch mit Kraftaufwand die
Möglichkeit
besteht, dass das ganze Dichtungselement zusammenfällt.
-
In
Versuchsanordnungen wird eine große Anzahl von Versuchen mit
unterschiedlichen Zusammensetzungen des Dichtungselements durchgeführt. Bei
Versuchen mit relativ kleinen Mengen an Korkpartikeln wird ein Dichtungselement
mit der nachfolgenden Zusammensetzung hergestellt:
-
Schon
diese Zusammensetzung beweist die Wirkungsweise des Korks. Allerdings
ist das Experimentieren mit einer solch relativ kleinen Menge an
Korkpartikeln nicht-besonders interessant, weil eine wesentliche bessere
Wirkung mit einer größeren Menge
erreicht werden kann und des Weiteren eine größere Gewichtseinsparung erreicht
werden kann. Die nächste
Tabelle zeigt die Gewichtsreduzierung bei einem Dichtungselement
der vorstehend aufgeführten
Zusammensetzung im Verhältnis
zu einem Dichtungselement aus Stampfbeton.
-
-
Versuche
mit einem Dichtungselement einer Zusammensetzung, wie sie in der
nächsten
Tabelle angegeben ist, beweisen, dass ein sehr gutes Festklemmen
des Dichtungselements in einer Öffnung
erreicht wird, wobei das Dichtungselement des Weiteren sogar noch
weitgehend mechanischen Kräften
standhalten kann, die auf es ausgeübt werden, wenn es in ein konisches
Loch eingeschlagen wird.
-
-
Bei
einem Dichtungselement dieser Zusammensetzung wird die nachfolgende
Gewichtsreduzierung im Verhältnis
zu dem vorstehend genannten standardmäßigen Dichtungselement erzielt.
-
-
Eine
Gewichtsreduzierung von 38 % bedeutet, dass, wenn von einer feststehenden
Ladekapazität
eines Lastkraftwagens ausgegangen wird, nun eine Anzahl von Dichtungselementen
transportiert werden kann, die 160 % der Anzahl von standardmäßigen Dichtungselementen
gleichkommt.
-
Versuche
mit größeren Korkmengen
haben gezeigt, dass die Menge sogar deutlich größer gewählt werden kann. Bei dieser
Vorgehensweise wird allerdings die mechanische Festigkeit des Dichtungselements schnell
abnehmen, weswegen die Gefahr von Versagen durch Brechen sowohl
beim Transport als auch beim Einbringen extrem ansteigt.
-
Versuche
mit größeren Mengen
an Korkpartikeln haben gezeigt, dass ein Dichtungselement einer
Zusammensetzung, wie in der nachstehenden Tabelle angegeben, immer
noch verwendet werden kann.
-
-
Hier
wird die in der nachfolgenden Tabelle angeführte Gewichtsreduzierung erreicht.
-
-
Eine
Gewichtsreduzierung von 58 % bedeutet, dass, wenn von einer feststehenden
Ladekapazität
eines Lastkraftwagens ausgegangen wird, nun eine Anzahl von Dichtungselementen
transportiert werden kann, die 238°% der Anzahl von standardmäßigen Dichtungselementen
gleichkommt. Allerdings ist die Gefahr von Versagen durch Brechen
bei einem Dichtungselement dieser Zusammensetzung deutlich höher.
-
Die
Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen von Dichtungselementen
gemäß der Erfindung
bereit, das mindestens die folgenden Schritte umfasst:
- – Mischen
von Sand, Zement und Korkpartikeln mit vorbestimmten Anteilen;
- – Mischen
mit einer vorbestimmten Menge von Wasser, dem Zusatzstoffe hinzugefügt werden
oder nicht;
- – Einbringen
des gemischten Mörtels
in einen Behälter,
welcher eine oder mehrere Gießformen
für ein
Dichtungselement aufweist. Anschließend sollte der Behälter, welcher
eine oder mehrere Gießformen
für ein Dichtungselement
aufweist, über
einen vorbestimmten Zeitraum gerüttelt
werden.
-
Die
Gießformen
weisen die gewünschte
konische Gestalt auf, mit einer geraden Stirnebene und einer vorbestimmten
Länge,
wobei allerdings das Dichtungselement mit einem leichten Übermaß hergestellt
wird. Das bedeutet, dass ein Dichtungs element, das in einer bestimmten
Länge hergestellt
wird, nach dem Einführen
ohne Kraftaufwand 1 bis 2 cm aus dem Loch herausragen wird. Anschließend muss
das Dichtungselement mit Kraftaufwand in das konische Loch über die
verbleibende Länge
eingeschlagen werden, bis die gewünschte Wirkung erzielt ist.
