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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Bodenaushub
zum Erhalt einer Aufschüttung,
eine Vorrichtung zu seiner Durchführung sowie nach dem Verfahren
erhaltenes Aufschüttmaterial
und das eine bestimmte Verdichtungskapazität und eine bestimmte Wasserempfindlichkeit
aufweist.
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Im
Bereich von Bauarbeiten, bei denen Gräben ausgehoben werden, um hier
Kabel, Kanäle
zu verlegen, und dies insbesondere unter oder entlang von Straßen und
Gehwegen, sind die Aushubmaterialien dieser Gräben sehr wichtig und ihre Wiederverwendung
zur Ausbildung von Aufschüttmaterial
weist zahlreiche Vorteile auf. Die Behandlung von Bodenaushub zur
Herstellung von Aufschüttmaterial
für Gräben hat
daher aus Gründen,
die mit der Umwelt und der Notwendigkeit verbunden sind, einerseits
die Entsorgung von Aushub und andererseits Verbrauch von natürlichem
Aufschüttmaterial
zu reduzieren, zum Beispiel von Aufschüttmaterial das aus Steinbrüchen stammt,
eine wesentliche Bedeutung erhalten.
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In
Hinblick auf das Auffüllen
von Gräben muss
die Wahl der verwendbaren Materialien und ihrer Eigenschaften in
Hinblick auf Umweltaspekte, mechanische, physikalische und chemische
Eigenschaften des Aufschüttmaterials
einem präzisen Pflichtenheft
entsprechen, und diese Beschränkungen
hängen
von der Verwendung ab, die an den Gräben und im Inneren eines Grabens
vorgesehen ist.
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Daher
fordert für
die Verwendung als Aufschüttmaterial,
zum Beispiel für
eine Straße,
das Pflichtenheft insbesondere die folgenden Merkmale für das eingesetzte
Aufschüttmaterial:
- – eine
Verdichtungskapazität
Q3-Q4, wie sie in der Norm NF 11300 definiert ist,
- – eine
Wasserempfindlichkeit definiert durch die Werte IPI und ICBR, wobei
das Verhältnis
ICBR/IPI größer ist
als 1 und der Index IPI größer ist als
15, und dies bei jeglicher Korngröße (Granulometrie).
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Die
Werte IPI und ICBR sind in den Normen NFP 94 093 und 94 078 definiert.
Die Aufschüttmaterialien
und ihre Merkmale gemäß ihrem
Einsatz sind durch die Norm NFP 98 331 definiert.
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Weitere
Konformitätskriterien
können
gemäß dem vorgesehenen
Einsatz des Aufschüttmaterials (zum
Beispiel für
den unteren Teil der Aufschüttung oder
den oberen Teil der Aufschüttung),
gemäß der Natur
des Grabens, seines Inhalts und gemäß den mit der Umwelt verbundenen
Einschränkungen
zusätzlich
berücksichtigt
werden.
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Die
Korngröße selbst
kann durch die Verwendung bestimmt sein, die mit dem Aufschüttmaterial
im Graben vorgesehen ist. In der Verlegezone verwendet man allgemein
eine Korngröße von 0/6 mm
bis 80 % von 0/4 mm und ungefähr
70 % von 0/2 mm, aus Gründen
der Verträglichkeit
mit dem was verlegt wird (Kanalisation, Kabel ...) und darüber für die unteren
und oberen Teile der Aufschüttung,
weniger zwingende Normen. Daher verwendet man im allgemeinen für die unteren
und oberen Teile Material, dessen Korngröße ein Drittel der Breite des
Grabens nicht übersteigt.
Zum Beispiel verwendet man zum Füllen
für einen
Graben von 40 cm, für
die unteren und oberen Teile der Aufschüttung, ein Material mit einer
Korngröße unter
133 mm.
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Allgemein
liegt die Korngröße eines
Aufschüttmaterials
zwischen 0/6 bis 0/50.
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Aus
der Druckschrift FR-A-2 729 685 ist bekannt, Aushubmaterial zu behandeln,
um es als Aufschüttmaterial
verwendbar zu machen. Jedenfalls bleibt das erhaltene Material gegenüber Wasser empfindlich,
mit einem IPI-Wert unter 15 und einem Verhältnis von ICBR/IPI unter 1,
so dass das gemäß dem Verfahren
erhaltene Material im oberen Teil der Aufschüttung oder unteren Teil der
Aufschüttung nicht
verwendbar ist, Teile, die im allgemeinen die Hauptmenge ausmachen,
wenn man einen Graben füllt.
Außerdem
erlaubt dieses Verfahren nur einen begrenzten Umfang an Aushub zu
behandeln, und insbesondere kein toniges Aushubmaterial.
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Die
vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine neue Behandlung
für Bodenaushub
in einem größeren Umfang
zur Verfügung
zu stellen (mit erhöhtem
Tongehalt und Wassergehalt), um daraus ein Aufschüttmaterial
herzustellen, das insbesondere den oben definierten Kriterien entspricht.
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Daher
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung
von Bodenaushub zum Erhalt einer Aufschüttung, bei dem der zu behandelnde
Aushub eine Zerkleinerung erfährt,
gefolgt von einem Sieben, wobei die Zerkleinerung und das Sieben im
Kreislauf erfolgen, und dem aufgegebenen Aushub Kalk zugesetzt wird
und geeignetes Aufschüttmaterial
gewonnen wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Behandlung von
Bodenaushub zum Erhalt einer Aufschüttung zur Verfügung zu
stellen, bei dem zu behandelndem Bodenaushub der Kalk vor einer Zerkleinerung
zugesetzt wird und die Zerkleinerung und ein Sieben im Kreislauf
erfahren, wobei der Siebrückstand
vor die Zerkleinerung zurückgeführt wird und
geeignetes Aufschüttmaterial
gewonnen wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Behandlung von
Bodenaushub zum Erhalt einer Aufschüttung zur Verfügung zu
stellen, bei dem zu behandelndem Bodenaushub der Kalk vor einer ersten
Zerkleinerung zugesetzt wird und die erste Zerkleinerung, dann ein
Sieben erfahren, wobei der Siebrückstand
vor die Zerkleinerung zurückgeführt wird
und ein zweites Zerkleinern erfährt,
und geeignetes Aufschüttmaterial
gewonnen wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Durchführung eines
Verfahrens zur Behandlung von Bodenaushub zum Erhalt einer geeigneten
Aufschüttung
zur Verfügung
zu stellen. Eine solche Vorrichtung umfasst einen Brecher, ein Sieb, Transportmittel
für den
Aushub von der Quelle zum Brecher, Transportmittel für den zerkleinerten
Aushub vom Brecher zum Sieb, Transportmittel für den Siebrückstand zum Brecher, Mittel
zum Verteilen von Kalk im Aushub, die auf Höhe der Transportmittel für den Aushub
von der Quelle zum Brecher oder auf Höhe des Brechers angeordnet
sind, ausgenommen Mittel zum Trennen des Aushubs und zur Vermischung
des Aufschüttmaterials.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, eine solche Vorrichtung, das heißt ohne
Mittel zum Trennen und zur Vermischung, zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht,
Bodenaushub zu behandeln, um geeignetes Aufschüttmaterial herzustellen, wobei
die Vorrichtung umfasst: einen Brecher, ein Sieb, Transportmittel
für den
Aushub von der Quelle zum Brecher, Transportmittel für den zerkleinerten
Aushub vom Brecher zum Sieb, Transportmittel für den Siebrückstand zum Brecher, Mittel
zum Verteilen von Kalk im Aushub, die auf Höhe der Transportmittel für den Aushub
von der Quelle zum Brecher oder auf Höhe des Brechers angeordnet
sind.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, eine solche Vorrichtung, das heißt ohne
Mittel zum Trennen und zur Vermischung, zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht,
Bodenaushub zu behandeln, um geeignetes Aufschüttmaterial herzustellen, wobei
die Vorrichtung umfasst: einen ersten Brecher, ein Sieb, einen zweiten
Brecher, Transportmittel für
den Aushub von der Quelle zum ersten Brecher, Transportmittel für den zerklei nerten
Aushub vom ersten Brecher zum Sieb, Transportmittel für den Siebrückstand zum
zweiten Brecher, Transportmittel für den zerkleinerten Aushub
vom zweiten Brecher vor das Sieb und Mittel zum Verteilen von Kalk
im Aushub, die auf Höhe
der Transportmittel für
den Aushub von der Quelle zum ersten Brecher angeordnet sind.
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Wie
später
zu sehen ist können
die Vorrichtungen wohlgemerkt andere im Bereich der Behandlung von
Bodenaushub und Aufschüttmaterial übliche Einrichtungen
umfassen.
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Zur
Ausführung
dieses Verfahrens wird der Bodenaushub im Sinne der vorliegenden
Erfindung jedenfalls keinem Vorgang wie einer Trennung unterzogen,
das heißt
einer selektiven Verteilung, die dazu vorgesehen ist, die Materialien
mit einer Korngröße von mehr
als 60 mm oder 40 mm von anderen Materialien abzutrennen. Eine selektive
Verteilung kann gleichermaßen
durch ein Sieb oder Bechersieb vorgenommen werden. Deshalb umfassen
die Vorrichtungen der Erfindung keine Mittel zur Trennung von Bodenaushub
noch ein Siebwerk. Das Fehlen einer Trennung ist ein Vorteil im
Vergleich zu den üblichen Techniken.
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Übrigens
wird das Verfahren ohne eigene Mischungsstufe durchgeführt. Bei
den üblichen
Techniken zur Behandlung von natürlichem
Aufschüttmaterial
ist es bekannt, am Ende mit Kalk zu behandeln, was ein Vermischen
des Aufschüttmaterials
mit dem Kalk notwendig macht. Bei diesen Verfahren ist am Ende der
Behandlung ein Mischer notwendig, da der Mischer das natürliche Aufschüttmaterial
zu Beginn der Behandlung vor dem Zerkleinern nicht vermischen kann.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren
erreicht der Brecher gleichermaßen
das Vermischen.
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Gemäß der Erfindung
ist unter Bodenaushub eine Vermengung von verschiedenen Materialien
zu verstehen wie Ton, Schlick, feste oder schwere Elemente oder
Materialien mit Korngröße über 60 mm wie
Zie gel, Pflastersteine, Leichtbeton des Straßenuntergrunds, Agglomerate,
Flintstein, Mörtel,
Gehwegeinfassungen und allgemein das, was aus dem Boden und den
Straßen
herausgenommen wird, wenn man einen Graben aushebt.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist, geeignetes Aufschüttmaterial
zur Verfügung
zu stellen, das heißt,
das die mit der Verwendung im Graben verbundenen Kriterien erfüllt, eine
Verdichtungskapazität von
Q3-Q4 wie sie in der Norm NF 11300 definiert ist, eine Empfindlichkeit
auf Wasser definiert durch die Werte IPI und ICBR, wobei das Verhältnis ICBR/IPI größer ist
als 1 und der Index IPI größer ist
als 15, und eine bestimmte Korngröße.
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Für die Verlegezone,
wie oben zu sehen war, kann eine Korngröße von 0/6 mm bis 80 % von
0/4 mm und ungefähr
70 % von 0/2 mm erforderlich sein.
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So
kann es in bestimmten Verlegezonen oder gemäß bestimmter Einschränkungen,
die mit der Verwendung der Gräben
verbunden sind, notwendig sein, nicht aggressives Aufschüttmaterial
(zusätzlich
zur Korngröße) vorzusehen,
das einen pH unter 10 aufweist, einen elektrischen Widerstand über 1000 Ωcm (Norm
AFNOR 05-252), was durch Anwendung der Erfindung möglich ist.
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Ein
bestimmter thermischer Widerstand und eine Gasdurchlässigkeit
können
gleichermaßen
erforderlich sein.
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Der
in den aufgegebenen Bodenaushub eingebrachte Kalk wird in einer
Menge von 0,1 bis 10 Gewichts-% des Aushubs verwendet, bevorzugt
von 0,8 bis 3 %. Bevorzugt verwendet man ungefähr 1 % Kalk. Die Menge dieses
Additivs hängt
wohlgemerkt von der Qualität
des behan delten Aushubs und den für die Aufschüttung erforderlichen
Qualitäten
ab.
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Als
Kalk kann Kalk des Typs verwendet werden, der bei Bauarbeiten verwendet
wird, und insbesondere als „fein" bezeichneter Kalk.
Es wird eine Korngröße in der
Größenordnung
von ungefähr
0,1 bis 10 mm, bevorzugt ungefähr
0,2 mm gewählt.
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Weitere
Details und Vorteile der Erfindung werden besser verständlich mit
Hilfe der folgenden ausführlichen
Beschreibung und der erläuternden Beispiele.
Es wird darin auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, worin:
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1 schematisch
eine Vorrichtung zur Behandlung von Bodenaushub zeigt, die die Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ermöglicht.
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2 schematisch
eine andere Vorrichtung zur Behandlung von Bodenaushub zeigt, die
die Ausführung
einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ermöglicht.
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Im
Sinne der Erfindung versteht man unter Zerkleinern und Sieben die üblichen
Behandlungsschritte, denen die Materialien zur Wiederverwendung
unterzogen werden, um daraus Aufschüttmaterial zu gewinnen. Diese
Vorgänge
werden in gewöhnlichen
Brechern und Sieben vorgenommen, wie sie in der Druckschrift „Aspects
of processing techniques for recycling of building materials" Aufbereitungs-Technik,
32 (1991), Januar Nr. 1, Wiesbaden, beschrieben sind. Daher ist
es bekannt, als Brecher Zerkleinerungsgeräte mit Sand, Schlagwirkung,
Kegel und Kugeln zu verwenden. Wenn ein einziger Brecher verwendet
wird oder als erster Brecher, wird bevorzugt ein Schlagbrecher verwendet.
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Die
Siebe werden üblicherweise
so gewählt, dass
eine gewünschte
bestimmte Korngröße erhalten
wird. Ein Sieb mit 6,3 ist daher verwendbar, um Aufschüttmaterial
der Verlegezone herzustellen. Es wird die Größe des letzten der Siebnetze
angegeben; die Siebe sind in der Tat allgemein mit mehreren Siebstufen
vorgesehen, wobei die Netzgröße nach unten
abnimmt.
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Im
Sinne der Erfindung ist der Rückstand
des Siebens oder des Siebwerks Teil des Stroms, der in das Sieb
eintritt, der nicht durchtritt, da die Stücke zu groß sind und sie werden verworfen.
Er muss deshalb erneut zerkleinert werden, was durch Überführung in
den Kreislauf Zerkleinern-Sieben
erfolgt. Der andere Teil des aufgegebenen Stroms, der das Sieb passiert,
bildet das geeignete Aufschüttmaterial.
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Übrigens
sind die Mittel zur Förderung,
zum Transport und zur Zuführung
von in diesem Bereich der Vorrichtungen üblicher Art. Es handelt sich
insbesondere um Förderbänder, Zuführbänder, Rollenbahnen
oder allgemein um Förderer
und Dosiertrichter.
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Im
Sinne der Erfindung ist das entsprechende Aufschüttmaterial einsatzfertig; sein
Wassergehalt kann zum Beispiel durch Bewässern eingestellt werden.
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Eine
erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in 1 dargestellt. Der zu behandelnde Aushub, der
von Quelle 10 stammt, wird ausgehend von einem Zuführtrichter 19 durch
ein Förderband 11 zu
einem Brecher 12 befördert.
Der Brecher 12 ist über
ein Förderband 13 mit
einem Sieb 14 verbunden, das einerseits geeignetes Aufschüttmaterial 15 und
andererseits Siebrückstand
ausgibt, der durch einen Förderer 16 vor
den Brecher 12 befördert wird.
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Die
Mittel zum Verteilen von Kalk sind durch eine Dosierschnecke 17 gebildet,
die während
der Förderung
auf dem Band 11 auf kontrollierte Weise Kalk in das zu
behandelnde Aushubmaterial 10 abgibt.
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Zu
diesem Zweck kann das Band 11 mit Wägemitteln 18 ausgerüstet sein,
die in Verbindung mit der Schnecke 17 ermöglichen,
kontrollierte Zugabe der Kalkmenge durch Steuerung vorzunehmen.
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In 2 ist
eine zweite Variante des Verfahrens ausgeführt in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
dargestellt. Der zu behandelnde Aushub 20 wird ausgehend
von einem Zufuhrtrichter 32 auf einer Fördereinrichtung 21 zu
einem ersten Brecher 22 befördert. Die Fördereinrichtung 21 ist
mit einer Dosierschnecke 30 ausgerüstet, die Kalk auf kontrollierte Weise
in das Aushubmaterial abgibt, das dann im ersten Brecher 22 behandelt
wird. Der zerkleinerte Aushub wird dann durch ein Band 23 zu
einem Sieb 24 befördert,
das einerseits geeignetes Aufschüttmaterial 25 und
andererseits Siebrückstand
ausgibt, der durch ein Band 26 zu einem zweiten Brecher 27 befördert wird,
wobei das Zerkleinerungsprodukt des zweiten Brechers 27 über ein
Band 29 vor das Sieb 24 befördert wird.
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Unter
der Fördereinrichtung 21 ist
auf an sich bekannte Weise ein Wägemittel 33 installiert,
das es ermöglicht,
die Dosierung durch die Schnecke 30 zu steuern, indem es
durch Steuermittel 34 damit verbunden ist.
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Wenn
außerdem
die zweite Zerkleinerungseinrichtung eine Kegelmühle ist, kann ein Wächter 37 vorgesehen
sein, der ein Anhalten für
den Fall ermöglicht,
dass auf dem Band 26 Metall auftaucht. Der Wächter 37 ist
optional und in 2 in unterbrochenen Linien dargestellt.
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Schließlich kann
optional und bevorzugt eine Eisenentfernungsvorrichtung 35 vorgesehen
sein, die vor dem Sieb 24 auf dem Band 23 angeordnet
ist. Es kann gleichermaßen
ein Puffersilo 36 vorgesehen sein, das es ermöglicht,
die Zufuhr von Siebrückstand
zur zweiten Zerkleine rungseinrichtung 27 zu regulieren.
Ebenso kann ein Zwischenspeicher 28 für den Siebrückstand vorgesehen sein. Gemäß den Eigenschaften
des zu behandelnden Aushubs kann anstelle einer unmittelbaren Behandlung
des Aushubs, der von verschiedenen Baustellen stammende Aushub gesammelt
werden, um durch Dosierung der Zusammensetzungen der Aushubmaterialien
unterschiedlicher Herkunft homogenere Aufschüttmaterialzusammensetzungen
zu erhalten. Auf diese Weise können
Quellen 31, 31' von
Aushub unterschiedlicher Herkunft vorgesehen sein.
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In
einer Variante des zweiten Verfahrens ist die Dosierschnecke 30' so installiert,
dass sie den Kalk vielmehr auf Höhe
des Brechers 22 anstatt auf Höhe der Fördereinrichtung 21 abgibt.
Ebenso kann in der Variante von 1 die Dosierschnecke 17 so versetzt
sein, dass der Kalk dem Aushubmaterial im Brecher zugesetzt wird.
Es können
auch zwei Dosierschnecken vorgesehen sein.
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Diese
Varianten sind in 2 für den zu behandelnden Aushub 31, 31' und für die vorübergehende
Lagerung von Siebrückständen 28,
die Eisenentfernungseinrichtung 35, den Pufferbehälter 36 und
die Dosierschnecke 30' in
unterbrochenen Linien dargestellt.
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In
einer Variante kann das Sieb mit Mitteln zur Verhinderung von Verstopfung
ausgerüstet
sein. Ebenso können
der Eingang und der Ausgang der Brecher mit Luftkanälen ausgerüstet sein.
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Diese
Installationen können
außerdem
auf einer Baustelle fest oder mobil vorgesehen sein, so dass sie
auf der Baustelle oder auf andere Baustellen versetzt werden können.
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Ergebnisse
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Durch
Verwendung der Vorrichtung der Variante von 1 mit einem
Schlagbrecher von 1 m Breite und dessen Rotordurchmesser 1 m beträgt, können 40
t/h geeignetes Aufschüttmaterial
erhalten werden. Unter Verwendung der Variante von 2 ist
die Ausbeute beträchtlich
erhöht
und es können bis
zu 70 t/h erhalten werden.
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In
den beiden Fällen
wird ein Sieb von 6,3 verwendet, um eine Korngröße von 0/4 mm zu erhalten.
Am Ende des Durchlaufs wird eine Feinheit im Bereich von 20 bis
30 % erhalten, ein Wassergehalt von 10 bis 16 %, wobei 1 Gewichts-%
Kalk in Bezug auf trockenen Bodenaushub eingesetzt wird.
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Im
Vergleich dazu ermöglicht
eine Ausrüstung
wie sie in 2 beschrieben ist, ohne Zusatz von
Kalk, ein Aufschüttmaterial
vom Typ b5 zu erhalten, aber dieses entspricht nicht dem Kriterium
der Wasserempfindlichkeit, das erfüllt wird, wenn der Feinheitsgrad
kleiner oder gleich 12 Gewichts-% ist, Vbs < 0,2. Also kann ein solches Aufschüttmaterial vom
Typ b5 nicht in Q3 verwendet werden.
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Im
Gegenzug ist bei Behandlung mit 1 % Kalk durch eine Flockulationswirkung
der selbe Bodenaushub gemäß der Erfindung
behandelt als Aufschüttung
in Klasse Q3 (Norm NF 11.300) verwendbar.