WO2004016425A2 - Dichtungsmatte mit einer superabsorbierenden schicht, verfahren zu deren herstellung, verwendung derselben, superabsorber und hotmelt-klebstoff - Google Patents

Dichtungsmatte mit einer superabsorbierenden schicht, verfahren zu deren herstellung, verwendung derselben, superabsorber und hotmelt-klebstoff Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a sealing mat with a swellable material arranged between textile fabrics, in particular nonwoven mat.
  • the invention further relates to a method for producing such a sealing mat and the use thereof.
  • the invention relates to a sealing mat according to the preamble of claim 32 and a method for their production and their use.
  • the invention further relates to a sealing membrane according to claim 40 and its production and use.
  • DE-A-19521350 or DE-A-19625245 and DE-A-19628493 show a sealing mat in which a water-absorbing substance in powder form is sprinkled into a mechanically strengthened nonwoven or into a fabric or in which the nonwoven or fabric with such
  • EP-A-0 588 288 shows the formation of a plastic film which contains a swellable material.
  • DE-A-2649113 shows water barrier plates made of corrugated cardboard with bentonite material embedded in the spaces between them. Water-blocking, swellable material for linear sealing or for sealing joints, cracks and the formation of barrier profiles is e.g. known from the following documents: EP-A-0318615, JP 1066285 (published March 13, 1989), JP 2002180031 (published June 26, 2002), JP 2001303896 (published October 31, 2001), JP 60240779 (published November 29, 1985) ), JP 8157805 (published June 18, 1996) and JP 2206657 (published August 16, 1990).
  • Plastic films are known.
  • specially designed plastic sealing sheets for sealing tunnel vaults are known, these plastic sealing sheets having multiple layers and, in addition to the actual sealing layer, having a signal layer of a different color, by means of which a violation of the sealing sheets is indicated;
  • Such types of waterproofing membranes are generally certified, i.e. approved by governmental or private certification bodies for use in the manufacture of tunnel seals. Presentation of the invention
  • the invention is based on the object of creating a light, high-density sealing mat. This task is done with the characteristic
  • the swellable material is a super absorber and an adhesive, which is arranged directly between two textile fabrics or on the layer, results in a light sealing mat or sealing membrane with very high swelling capacity and good stability, which is also easy to produce.
  • the layer of superabsorbent and adhesive preferably a hot melt, can swell and thus seal well and at the same time creates the connection of the material to the textile fabrics that separate the material between itself and partly. also in itself or to the position on which the material is arranged.
  • the one textile fabric is a fleece and the other textile fabric is a fabric, which fabrics enclose the superabsorber between them and are connected to one another by the adhesive. Water that reaches the sealing mat on the fabric side under pressure can pass through its mesh to the superabsorber, the fabric not distributing the water laterally.
  • the fleece layers or mats consist of a continuous fiber fleece, which results in particularly good water entry or water distribution, so that the swellability of the superabsorbent can be used particularly well.
  • Such nonwovens are preferred to staple fiber nonwovens made from very short individual fibers.
  • a fabric made of a chemical fiber, for example made of polyethylene fibers, is preferably used as the fabric. It is furthermore particularly preferred if the weight of the nonwoven is in a range from 80 g / m 2 to 200 g / m 2 , with good results also being able to be achieved at 50 g / m 2 to 300 g / m 2 .
  • the superabsorbent is preferably in powder powder. Granular shape arranged between the textile fabrics.
  • the proportion of adhesive or hot melt is 10 to 30 percent by weight, preferably 15 to 25 percent by weight and preferably approximately 20 percent by weight, based on the amount of superabsorbent. This results in good adhesion without too much of the superabsorbent being surrounded by hotmelt and thus restricting its water absorption capacity. Different granule sizes of the superabsorbent are preferably used at the same time. In the preferred embodiment with fleece on the one hand and fabric on the other hand, the ratio of super absorber to adhesive is, for example, 60:40. In addition to the superabsorbent, another hydrophilic substance, such as alumina fibers (bentonite), can be provided.
  • alumina fibers bentonite
  • the proportion of superabsorbent in percent by weight or volume is preferably above 50%, more preferably above 80%.
  • the sealing mat is preferably provided on one side, for example a fabric side, with a removable protective layer, for example a plastic film. Due to its simple construction, the sealing mat can easily be rolled and form a transport unit as a roll, the protective layer being on the outside. Instead of a removable protective layer, a protective layer that can be broken down by water can also be sprayed on, for example.
  • the sealing mat is preferably designed as a long, sheet-like mat and has longitudinally side edge areas on which the material is exposed on one side, so that adjacent sheets can be glued in the edge area to form an entire mat.
  • it is provided on one or both sides with a more or less tight cover permanently attached to one or both textile layers.
  • covers provided on both sides these are preferably sewn together from both sides.
  • the above variants are also preferred for the sealing mat with one layer.
  • the invention is further based on the object of providing a method for producing the sealing mat.
  • Another object of the invention is to provide an improved sealing membrane, preferably for tunnel construction.
  • a plastic sealing membrane is provided with a layer of material that swells when water is absorbed, injuries to the plastic sealing membrane when water enters can be caused by the swelling material to be sealed. Since no fleece or fabric layers are provided, but rather the swelling material rests on the plastic sealing membrane, if necessary with thin adhesive and / or adhesive layers or foil layers in between, or without such directly on the plastic sealing membrane, there is no distribution effect due to textile fabric for the penetrating water, but an effect narrowly limited to the point of injury. Furthermore, the plastic sealing membrane can be installed directly without the need to use additional mats.
  • the plastic geomembranes are preferably plastic geomembranes that are constructed at least in two layers with a gasket layer and signal layer and in particular are plastic geomembranes that are certified for tunnel seals.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a sealing mat
  • Figure 2 shows a second exemplary embodiment of a sealing mat
  • Figure 2A shows a modification of the example of Figure 2
  • Figure 3 shows a third exemplary embodiment of a sealing mat
  • Figure 4 is a sheet-shaped sealing mat in
  • FIG. 6 schematically shows a view of a surface mining tunnel to explain a first preferred use of the sealing mat
  • FIG. 7 schematically shows a view of an underground construction tunnel to explain a further preferred use of the sealing mat
  • FIG. 8 shows a three-dimensional representation to explain a use
  • FIG. 9 shows a cross-sectional illustration according to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a further three-dimensional representation of a use
  • Figure 11 is a cross-sectional view according to
  • Figure 12 shows an embodiment of a sealing mat with a layer
  • FIG. 13 shows a side view of a first embodiment of a sealing membrane
  • FIG. 14 shows a side view of a second embodiment of a sealing membrane
  • FIG. 15 shows the edge areas of two sealing sheets which are designed for partial overlap
  • FIG. 16 schematically shows a view of a surface mining tunnel to explain a preferred use of the sealing membrane
  • FIG. 17 schematically shows a view of an underground construction tunnel to explain a preferred use of the sealing membrane.
  • FIG. 1 shows a first preferred example of a sealing mat 10. This has a first
  • Layer-forming textile fabric 1 which is preferably a nonwoven layer, which hereinafter also referred to as the backing layer.
  • An upper layer 2 in the drawing also consists of a textile fabric, for example also made of nonwoven, and is also referred to below as a cover layer. Between the two flat structures or layers 1 and 2 and connecting them, there is a super absorber and an adhesive, which together form the material 3.
  • nonwovens we are basically talking about a flexible, porous and in particular water-permeable textile fabric in the sense of a so-called nonwoven textile fabric, which is a fleece or a felt and not a woven or knitted fabric or knitted fabric.
  • textile fabrics encompasses such fabrics, knitted fabrics or knitted fabrics and textile composites.
  • the layers 1, 2 preferably consist of a fleece made of polypropylene fibers. It is further preferred in this example and also in the following examples if the nonwoven is formed from continuous fibers and not from short staple fibers.
  • the nonwovens can have been produced in any known manner.
  • one textile fabric 1 is formed by a fleece and the other textile fabric 2 is formed by a fabric.
  • a synthetic fiber fabric is preferred.
  • the opening or optical mesh size of the fabric is preferably larger than 0.30 mm and preferably larger than 0.60 mm.
  • Such fabrics allow good access of the water to the swellable mixture of superabsorbent granulate and adhesive and do not conduct the water laterally, i.e. in the plane of the fabric, or only slightly, which is only effective for the sealing of the building in the area of the leak.
  • Suitable fabrics consist, for example, of multifilament or ribbon yarns and, for example, of high-density polyethylene (PEHD) or polypropylene (PP) for the transverse direction and, for example, of PEHD monofilament yarns for the longitudinal direction.
  • PEHD high-density polyethylene
  • PP polypropylene
  • fabrics with such a structure are, for example, type C 50.002 or D 00.006 from Huesker Synthetic GmbH, Germany. It is also possible to use fabrics for both layers 1 and 2.
  • superabsorbents it means known superabsorbent polymers which are water-insoluble, hydrophilic, crosslinked polymers which swell and form Hydrogels can absorb and store large amounts of aqueous liquid.
  • Such superabsorbers do not release the absorbed liquid even under pressure.
  • the absorption capacity for liquid can be 30 to 500 times the volume of the superabsorbent.
  • These substances are generally known and commercially available.
  • commercially available superabsorbers from Degussa Stockhausen GmbH and Co. KG, Krefeld, Germany are used, for example of the type Z 1099 or Cabloc CT.
  • a certain proportion of mineral swellable substances can also be used in the material layer 3, for example swellable alumina (bentonite).
  • the material 3 also contains an adhesive which holds the three layers together or connects the layers 1 and 2 together with the layer 3.
  • a foamed plastic can also be used as an adhesive or connecting means for the layers.
  • the adhesive added to the superabsorbent is preferably a commercially available hotmelt adhesive.
  • Such adhesives are well known and can also be used in a foamed form with the addition of gas.
  • an adhesive with a low melting temperature in the range of approx. 80 to approx. 100 ° C is used.
  • the connection of the two textile fabrics 1 and 2 can also be reinforced by additional sewing or stapling, if this is desired. A seamless or stapling-free connection and thus a connection only by gluing is preferred in the example shown in order to enable the best possible swelling.
  • the nonwoven layers have a thickness of less than one millimeter to a few millimeters or up to 1.5 cm and can have the same or different thicknesses 3 on both sides of the material.
  • the layer thicknesses shown in the drawings are only to be understood schematically and to explain the structure in all the figures and are not shown in true size and not to scale.
  • the weight per unit area of the nonwoven layers is preferably 50 to 300 g / m 2 , particularly preferably 80 to 200 g / m 2 .
  • the weight per unit area of the fabric which preferably forms an outer layer is, for example, 150 g / m 2 or, for example, 210 g / m 2 .
  • the weight per unit area of layer 3 is preferably 100 to 600 g per m 2 , this including a hot melt adhesive of 10 to 30 percent by weight, preferably 15 to 25 percent by weight and in particular approximately 20 percent by weight. This results in a good cohesion of the sealing mat without substantial amounts of the superabsorbent being completely surrounded by the hot melt and thus losing all or part of its ability to swell.
  • the superabsorbent is preferably used as powder or granulate, depending on the grain size.
  • a fine powder or granulate results in very rapid swelling when in contact with water, but less water ability.
  • a coarse powder or granulate results in slower swelling but more water absorption. It is preferred if different powders or granule sizes of the superabsorbent are used simultaneously in layer 3. Possible granule sizes are, for example, from 200 ⁇ to 2 mm in diameter. It is also possible to use only one uniform size (within the manufacturing tolerance).
  • the production of the sealing mat shown is simple and inexpensive, in that the nonwoven layer 1 is sprinkled with a mixture of superabsorber as homogeneous as possible, at most in different granule sizes, and adhesive, preferably from hot melt, preferably also in granule form, the spreading preferably being done by machine takes place in order to achieve the most uniform possible distribution of superabsorbent and adhesive on the carrier layer.
  • the cover layer 2, in particular as a fabric is applied to the carrier layer 1 sprinkled with the material 3 and the entire mat 10 is treated by compression, for example by means of rollers and, in the case of hot melt adhesive, heating by heating means in such a way that the hot melt adhesive melts and then cools down again, which leads to a connection of the layers.
  • the mat is preferably produced in webs that are wide and many meters long and rolled up into a roll for transport. It is preferred if, on one side (or also on both sides) of the mat, a removable plastic film is possibly applied to the nonwoven layer and especially to the fabric layer as a protective layer for transport and until the mat is used. Production in a different way is also possible, for example by first applying the superabsorbent to the backing layer, and then punctually or in strips or in a grid-like manner by spraying on an adhesive, after which the covering layer 2 is placed on and pressed between the rollers. follows. In this case too, a non-permanent protective layer or protective layers can be applied on the outside.
  • a protective layer for these it is also possible for a protective layer to be sprayed on, in which case it is designed in such a way that it can be degraded by the action of water. It is also possible with all examples that, in the case of a hot melt adhesive, this also as water. swellable adhesive is designed which also contains superabsorbent particles in itself. Such water-swellable hot melt adhesives are known. All substances used should be toxicologically and ecotoxicologically safe for groundwater and drinking water.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show a preferred embodiment of the sheet-like sealing mat, the same reference numbers as previously used being the same
  • FIG. 4 shows a top view of the top layer 2, it being evident that the top layer 2 and the top layer 1 are laterally offset by a certain amount, for example a few centimeters, so that the layer 3 made of superabsorbent and adhesive at the edges the web is exposed once on the carrier layer and once on the cover layer.
  • FIG. 5 shows this correspondingly in section along the line AA from FIG. 4.
  • the layer thicknesses have not been chosen to scale for better illustration in the drawing.
  • FIG. 5 shows how a large-area sealing mat can be formed when such sealing mat sheets are placed next to one another.
  • a material structure is formed in the exposed edge areas of the carrier layer 1 of the sealing mat web, which consists of super absorber granulate particles held by the hot melt that has already been melted. If such sealing mat sheets are placed next to one another, the hot melt can be melted again by the action of heat in the overlapping edge area, which binding of the different webs results. At most, a larger amount of hot melt and / or super absorber can be provided in the edge area during production.
  • a superabsorbent / hotmelt mixture can also be applied to the free edge area of the cover layer 2 (on the right in FIGS. 4 and 5) in a separate production step.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a sealing mat 11, which can be constructed with the layers 1 to 3 in the same way as explained in all previous examples.
  • at least one, usually 2-layer, plastic sealing membrane (KDB) 4 is now provided on one side, which is, for example, a KDB certified for tunnel construction, which is permanently mechanically, by gluing and / or by welding with the one fleece layer (on both sides Fleeces), but in the example shown is connected to layer 2, which is preferably a fabric layer.
  • the swellable sealing mat can be laminated directly onto the plastic sealing membrane at the manufacturer of the plastic sealing membrane.
  • FIG. 2A shows such a sealing mat 36, in which a plastic sealing sheet 34, 35 is provided on both sides of the textile fabrics 31, 32, which accommodate the swelling and connecting layers 33, 32, and each has a corresponding one Layer 32 or 31 is connected.
  • This combination can be used as a flexible seal with a swellable, water-proof property for pressurized water maintenance in civil engineering.
  • the single or multi-layer plastic sealing membrane is on the water-containing side and usually keeps the water away from the building. If the sealing membrane 4 is damaged, the sealing is added by the swelling of the sealing mat, which will be explained in more detail using an example.
  • the plastic sealing membrane KDB can in turn be laminated on its side facing away from layer 1 or 2 with a textile fabric be, for example with a fleece. Instead of the KDB, another plastic film can also be provided.
  • FIG. 3 shows a further embodiment, the layers 1 to 3 again being implemented in the same way as already described.
  • a more or less liquid-permeable cover 5 or 6 is now arranged on both sides of the sealing mat formed in this way and these foils are preferably connected to one another through the sealing mat by a sewing 7.
  • the result is the sealing mat 12.
  • it can be used as a self-supporting sealing element, which does not have to be used in conjunction with a separate plastic sealing membrane. It results in a construction that is stable in itself and can withstand the swelling pressure that builds up, e.g. for use in earthworks, landfills, ponds etc.
  • FIG. 6 now shows, on the one hand, to explain the function of the sealing mat and, on the other hand, as a preferred example of use, a vault 14 of a surface tunnel.
  • Earth layers (not shown) are arranged above this vault and the vault is to be protected against the ingress of water from the outside in the direction of arrow B.
  • webs of a sealing mat according to the invention for example the sealing mat 10 from FIG. 1 or at most 11 from FIG. 2, are now rolled out over the vault and connected, for example according to FIGS. 4 and 5, to form an uninterrupted sealing mat over the entire vault.
  • a nonwoven layer 1 rests directly on the concrete surface of the vault 14.
  • a plastic sealing sheet 15, which is designed in a known manner, is then applied over the sealing mat 10.
  • plastic sealing sheets are applied to the vault in an overlapping manner next to one another and welded to form a gapless plastic envelope.
  • the plastic sealing membrane of FIG. 2 or of FIG. 2A can function as the casing 15 take over or be present in addition to this.
  • water can penetrate through the casing 15 along the reinforcing iron 17.
  • the water hits the sealing mat 10 and can easily penetrate its layer 2 in all directions if the layer 2 is a non-woven layer.
  • the superabsorbent comes into contact with the aqueous liquid and begins to swell strongly wherever this is the case. Since the mat 10 is exposed to pressure between the tunnel vault 14 and the layers of earth lying above the casing 15, the swelling superabsorber also creates a strong pressure on the leakage in the reinforcing iron 17.
  • the layer 2 is a fabric that the water does not conduct laterally and contributes to a more selective sealing than a fleece. This leak is permanently sealed in both ways, since the superabsorbent retains the water it absorbs and thus its swollen shape.
  • FIG. 7 shows another example of use in the underground construction of a tunnel vault. With 20 the profile of the eruption in the rock is designated and with 21 a shotcrete layer that has been applied to the rock.
  • a plastic cover 15 in the form of welded plastic sheets is applied to this shotcrete layer.
  • a sealing mat according to the invention in particular one according to the example from FIG. 1, optionally one according to FIG. 2, is applied to the plastic sleeve 15.
  • the fastening of the sealing mat 10 to the plastic sleeve can be done in any known manner Way.
  • voids which are undesired they can be compensated or filled with an additional injection of a hardening material 22 which is introduced between the structure 24 and the sealing mat 10 and / or between the shotcrete 21 and the casing 15.
  • a hardening material 22 which is introduced between the structure 24 and the sealing mat 10 and / or between the shotcrete 21 and the casing 15.
  • water which enters in the direction of arrow B is eliminated in the event of a leak in the plastic casing 15, for example, again as a result of a protruding reinforcing bar 17, in that the water which passes through the plastic casing 15 hits the sealing mat 10, which is what strong swelling or the strong pressure exerted on the leak, which prevents further water inflow.
  • FIGS. 8 and 9 show in a diagrammatic representation or in a sectional representation a preferred use of a sealing mat according to the invention or at most a sealing membrane according to the invention.
  • FIG 20 is in the diagram the tunnel excavation of an underground construction tunnel is shown in FIG. Tubbing elements 50 are arranged in this outbreak in a known manner.
  • Tubbing elements 50 are arranged in this outbreak in a known manner.
  • a seal is now applied to the inside of the tunnel segments. After this sealing, the inner shell of the tunnel is formed in a known manner, which is not shown.
  • FIG. 8 various stages of the application of the seal to the inside of the tubbing are shown in order to better explain the structure.
  • the total area is divided into individual fields, for which purpose partition profiles 51 are used.
  • a plastic sealing sheet which is usually a certified plastic sheeting, is first applied to the inside of the segments as an outer layer.
  • the plastic sealing membrane 52 which is only partially shown.
  • FIG. 9 shows that the plastic sealing sheet, which is, for example, a 2 mm thick two-layer sealing sheet, is further provided with a laminated nonwoven layer 53, which points towards the inner tubbing surface.
  • the fleece 53 is fastened to the concrete surface of the segments, for example by means of adhesive, which is shown in FIG. 9 by means of the adhesive beads 54.
  • the adhesive is, for example, a hot melt adhesive.
  • the sealing profiles 51 are glued or welded onto the surface of the plastic sealing membrane 52, as can be seen in FIG. 9, in which two manual weld seams 55 are shown.
  • Corresponding partition profiles made of plastic are known.
  • the plastic Dic tungsbahn 52 the water-blocking sealing mat 57 is now arranged.
  • assembly gluing can be carried out with an adhesive, which is indicated by the adhesive beads 63. Again, it can be a hot melt adhesive.
  • the sealing mat 57 is present invention, in the simplest form according to the example of Figure 1. A correspondingly covered field can be seen in Figure 8.
  • a further plastic sealing membrane 60 is now preferably arranged above the sealing mat 57, which in turn can be a certified sealing membrane, for example 2 mm thick. Their attachment to the sealing mat can in turn be done by gluing, which is indicated by the adhesive beads 61, for example a hot melt adhesive.
  • the individual plastic sealing sheets 52 are sealed or welded to one another, which can be seen, for example, at the seams 59.
  • the sealing membrane 60 is glued or welded to the partition profiles 51, which is indicated by the seams 62 in FIG. 9.
  • the finished sealed fields in FIG. 8 are the two fields at the rear in the drawing, in which the plastic sealing membrane 60 can be seen as the surface. Of course, modifications to the use shown can be made.
  • sealing sheet and sealing mat instead of the separate plastic sealing sheet and sealing mat, a sealing mat and plastic sealing sheet connected during manufacture can be used, as has been described above with the aid of examples. It is also possible to use sealing sheets according to the invention in which the superabsorber is arranged directly between two plastic sealing sheets, as explained below.
  • FIGS. 10 and 11 show the procedure in a preferred use for sealing opencast mines in a correspondingly diagrammatic and also cut representation.
  • a single-layer, pressurized water-retaining plastic seal with the built-in water-blocking system according to the present invention is shown.
  • the individual elements of the tunnel vault made of constructional concrete 65 can be seen in FIG. 10.
  • a sealing mat 66 according to one of the exemplary embodiments of the invention is applied to this. It can again for gluing or just hanging up.
  • Bulkhead profiles 67 in turn serve to form individual sectors or fields.
  • a plastic sealing membrane 68 is arranged over the sealing mat, for example glued or even just put on, the individual sealing membranes being connected to one another (double seam 69) or to the partition profile (seams 70).
  • an edge closure band 71 can be provided on the underside.
  • FIG. 12 shows a sealing mat 30, which has a layer made of a textile fabric 25, and a layer 26 arranged thereon on one side, which is formed by a superabsorbent with an adhesive.
  • the adhesive forms the attachment of the super absorber to the layer .25.
  • the sealing mat consists only of this one layer 25 and the one-sided coating 26.
  • a second layer 27 of the mixture of superabsorbent and adhesive can be on the other surface of the Layer 25 may be provided.
  • a cover 28 can first be provided over the superabsorbent layer 26. This cover can also consist of a textile material and be more or less permeable to liquids.
  • a film or a plastic sealing membrane can also be provided as a cover 28, which is liquid-tight.
  • a further cover 29 can be provided directly on the other side of the layer 25 or in the case of a further layer 27 above this layer 27, as shown in FIG. 8. The same applies to the cover 29 as stated for the cover 28.
  • the formation of the layer 25 is preferably carried out in the same way as carried out on the basis of the textile fabrics of the preceding examples. All variants of these layers can also be used for the layer 25 as far as possible.
  • the layer 25 also preferably consists of a nonwoven, in particular an endless fiber nonwoven, or a woven fabric.
  • the adhesive is preferably a hot-melt adhesive and the superabsorber can also be one of the preferred types indicated.
  • the layer 26 is again formed by sprinkling powder or granules of the specified sizes and preferably different sizes simultaneously.
  • the superabsorber is attached to the layer 25 by melting and allowing the hot melt to solidify.
  • the hot melt adhesive can be applied simultaneously with the super absorber or before it is applied.
  • Other adhesives can also be used, as described in the previous sealing mats.
  • the use of the sealing mat 30 can in principle be carried out in the same way as has been explained for the sealing mats 10 and 11.
  • the layer 25 rests on the structure and the layer 26 bears against the plastic shell 15. This is preferred.
  • a reverse arrangement remains possible.
  • the introduction is also clear for the variant with the additional layer 27, in which case a layer of superabsorber is applied to both the shell 15 and the structure.
  • FIG. 13 shows a first embodiment of a sealing membrane according to a further aspect of the invention in a side view.
  • the layer thicknesses shown are also not shown in true size and not to scale, but only schematically for explanation. construction. This also applies to the other figures.
  • the sealing membrane 35 has a carrier layer which is formed by a commercially available plastic sealing membrane 31.
  • This is preferably a multi-layer sealing membrane and, in addition to the actual sealing layer 32, has a signal layer 33 which differs in color.
  • the thickness of the plastic sealing membrane can e.g. 2 mm to 4 mm.
  • Such plastic geomembranes can be certified for use in tunnel construction.
  • a plastic sealing membrane that can be used here is e.g. Commercial plastic sealing sheets from Sarna AG or Sika AG or Agru GmbH. Such plastic sealing membranes can also be used in the examples according to FIGS. 1 to 12 if the term is used to refer to plastic sealing membranes.
  • a layer 34 is arranged lying on the plastic sealing membrane 31 and connected to it, which experiences a strong swelling when water is absorbed.
  • Layer 4 can in particular contain or consist of a so-called super absorber.
  • superabsorbents e.g. known superabsorbent polymers are meant, which are water-insoluble, hydrophilic, crosslinked polymers which can absorb and store large amounts of aqueous liquid with the swelling and formation of hydrogels. Such superabsorbers do not release the absorbed liquid even under pressure. Depending on the type of liquid, the absorption capacity for liquid can be 30 times to 500 times the own volume of the superabsorbent.
  • These substances are generally known and commercially available. For the example of Figure 13 and the other examples, e.g. commercially available superabsorbents from Degussa
  • the layer 34 further preferably contains an adhesive which ensures the formation of a sufficiently solid layer 34 and its adhesion to the plastic sealing membrane.
  • the adhesive added to the superabsorbent is preferably a commercially available hotmelt adhesive. Such adhesives are well known. An adhesive with a low melting temperature in the range from approximately 80 to approximately 100 ° C. is preferably used.
  • the layer 34 can also consist of a plastic, preferably a foamed plastic, for example of the same type as the plastic sealing membrane, the plastic forming the layer 34 together with the superabsorbent material.
  • the weight per unit area of the layer 34 is, for example, 100 to 600 g per m 2 , this including an amount of adhesive or plastic, in particular a hot melt adhesive close to 10 to 40 percent by weight, preferably 20 to 30 percent by weight and in particular approximately 25 percent by weight. This results in a good cohesion of the layer 34 without the substantial amounts of the superabsorbent being completely surrounded by the hot melt and thus losing all or part of its ability to swell.
  • the superabsorbent is preferably used as a powder or granulate, depending on the grain size.
  • a fine powder or granulate results in very rapid swelling when in contact with water, but less water storage capacity.
  • a coarse powder or granulate results in slower swelling but more water absorption. It is preferred if different powders or granules sizes of the superabsorbent are used simultaneously in layer 33. Possible granule sizes are, for example, from 200 ⁇ to 2 mm in diameter. It is also possible to use only one uniform size (within the manufacturing tolerance).
  • the sealing membrane shown is simple and inexpensive to produce, for example by sprinkling a mixture of superabsorber, possibly in different granule sizes, and hotmelt, preferably also in granule form, onto the plastic sealing membrane 31, the scattering preferably being done mechanically, in order to achieve the most uniform possible distribution of superabsorbent and adhesive on the carrier layer.
  • the sealing membrane is then treated by heating by means of heating means in such a way that the hot-melt adhesive melts and then cools down again, which leads to a connection of the layers.
  • the geomembrane is preferably produced in webs many meters long and rolled up into a roll for transport.
  • a removable plastic film is applied to the side of the swellable material as a protective layer for transport and until the web is used. At most, this protective layer can remain on the sealing membrane when it is used.
  • an adhesive is first applied to the plastic sealing membrane, for example also as a double-sided adhesive film, on which the superabsorber is then placed. This can also be applied in the form of a film or in a layer that is stable in itself and, if need be, adhere sufficiently to the plastic sealing membrane or be laminated onto it without the use of adhesive. If need be, between the plastic sealing membrane 31 and the layer 34 made of or with the superabsorbent, adhesion promoter or adhesion-promoting foils or layers can be provided.
  • the superabsorbent material can also be used together with a foamed, plastic or an adhesive, for example a hot melt adhesive, are extruded onto the plastic sealing membrane.
  • FIG. 14 shows an exemplary embodiment in which a second plastic sealing membrane 41 with the layers 42 and 43 is applied to the swellable layer 34.
  • a sealing membrane 36 is thus formed, which is formed on both sides by a plastic sealing membrane and contains the swellable material between these membranes.
  • the additional plastic sealing membrane 41 is also connected to the layer 34, which is done, for example, by applying the plastic sealing membrane 41 to the still heated layer 34 when using the hot-melt adhesive.
  • the layer 34 connects the plastic sealing sheets 31 and 41 to one another. These could also be designed in such a way that they have mutually pointing fastening means for mechanical fastening to one another.
  • FIG. 15 shows the design of (only partially shown) sealing sheets according to FIG. 14 with edges which permit the partial overlapping of adjacent sealing sheets on the edge, so that the sealing sheets can form a uniform surface when they are adjacent to one another.
  • the same reference numerals as in FIG. 14 denote the same elements.
  • the sealing sheets can be connected to one another in a known manner, for example welded.
  • FIG. 16 now shows, on the one hand, to explain the function of the sealing membrane and, on the other hand, as a preferred example of use, a vault 14 of a surface mining tunnel.
  • Earth layers (not shown) are arranged above this vault and the vault is to be protected against the ingress of water from the outside, in the direction of arrow B.
  • sheets of a sealing sheet according to the invention for example the sealing sheet 35 from FIG. 13 or 36 from FIG. 14, are now rolled out over the vault and, for example according to FIG. 15, connected to form an uninterrupted sealing surface over the entire vault.
  • FIG. 16 shows schematically how the sealing membrane 35 from FIG. 13 with the layer 34 (possibly covered with the aforementioned protective layer) lies on the outside of the vault.
  • the plastic sealing membrane 31 forms a shell.
  • the sealing membrane 35 is damaged, for example by a reinforcing iron 47 in the tunnel arch 44, which pierces the sealing membrane.
  • water can enter the plastic sealing membrane 31 along the reinforcing iron 47.
  • the water strikes the layer 34.
  • the superabsorbent comes into contact with the aqueous liquid and begins to swell strongly wherever this is the case. Since the sealing membrane between the tunnel vault 44 and is exposed to a pressure above the layers of earth, the swelling superabsorber also creates a strong pressure on the leak at the reinforcing iron 47.
  • FIG. 17 shows a further example of use in the underground construction of a tunnel vault, a sealing membrane 36 according to FIG. 14 now being used as an example; of course a sealing membrane according to FIG. 13 could also be used here.
  • 20 denotes the profile of the eruption in the rock and 21 a shotcrete layer which has been applied to the rock.
  • a sealing surface in the form of welded sheets 36 is applied to this shotcrete layer in a known manner, for example by gluing.
  • a sheet-by-sheet application of the sealing sheets with overlapping edge regions, as shown in FIG. 15, is preferred.
  • the inner tunnel shell 54 is then concreted, whereby it is concreted in contact with the sealing surface, so that it lies directly against the outer surface of the concrete structure 24. If there are cavities which are undesired, they can be compensated or filled with an additional injection of a hardening material 52 which is introduced between the structure 54 and the plastic sealing membrane 31 and / or between shotcrete 21 and membrane 41.
  • a hardening material 52 which is introduced between the structure 54 and the plastic sealing membrane 31 and / or between shotcrete 21 and membrane 41.
  • water that enters in the direction of arrow B is used in the event of a leak.
  • tungsbahn 36 for example again due to a protruding reinforcing rod 47, remedied by the fact that the water that passes through the plastic sealing membrane 41 hits the layer 34, which causes its strong swelling or the strong pressure exerted on the leak, which causes a prevents further water inflow.
  • the sealing sheet according to the invention can also be used in the examples of use in FIGS. 8, 9, 10, 11 and can replace the two plastic sealing sheets with the sealing mat in between as one sheet.
  • the aqueous liquid-absorbent polymer to be used according to the invention has an advantageous combination of properties of high retention, high absorption under pressure and low permeability.
  • ethylenically unsaturated monomers bearing acid groups for example from acrylic acid, methacrylic acid, vinylacetic acid, maleic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid or mixtures thereof in the presence of crosslinking agents.
  • Acrylic acid is preferably used as the ethylenically unsaturated monomer carrying acid groups.
  • At least 50 mol%, preferably 70 to 95 mol%, of the acidic monomers are neutralized and are then present, for example, as the sodium, potassium or ammonium salt or mixtures thereof.
  • the polymers to be used according to the invention can contain up to 10% by weight of further comonomers which can be copolymerized with the monomers bearing acid groups in order to modify the properties.
  • comonomers can be, for example, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile, vinyl pyrrolidone, vinyl acetamide, hydroxyethyl acrylate, alkylaminoalkyl (meth) acrylates, alkylaminopropylacrylamides, acrylamidopropyltrimethylammonium chloride or mixtures thereof.
  • Crosslinkers are preferably used in the form of monomers containing at least two ethylenically unsaturated double bonds.
  • the crosslinker content is 0.1 to 5% by weight, based on the monomers used.
  • Superabsorbent polymers to be used according to the invention fulfill certain properties with regard to absorption and absorption under pressure.
  • the superabsorbent polymers have a teabag retention of greater than 30 g / g, preferably greater than 35 g / g, an absorption of greater than 30 g / g, preferably greater than 40 g / g, and an absorption, measured under one Pressure of 21 g / cm 2 , greater than 15 g / g, preferably greater than 20 g / g for 0.9% saline.
  • the absorption values are determined in accordance with the "tea bag retention values" method described there, although, after swelling in the saline solution, the tea bag is not thrown off.
  • the superabsorbers to be used according to the invention after swelling through contact with water, have no or only a very low permeability for the following Water on.
  • Particularly advantageous properties are achieved with superabsorbers whose particle sizes are in a range from 60 to 500 ⁇ m, particularly preferably in a range from 150 to 350 ⁇ m.
  • the adhesives to be used according to the invention are preferably selected from the hotmelts.
  • Products based on polyamides, polyesters, polyurethanes and copolymeric ethylene vinyl alcohols, for example, are used as hot melts, polyamides being used with preference.
  • Polyamides are easy to fill with the superabsorbent polymers and can be adjusted to the required flexibility by blending with the ethylene vinyl alcohols.
  • the hot melts can be adjusted to certain melting points using additives that are customary in the art. Hot melts with a melting range of 90 to 150 ° C., particularly preferably 100 to 140 ° C., are preferably used in the process according to the invention.

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Abstract

Bei einer unter Flüssigkeitseinwirkung aufquellenden Dichtungsmatte (10) ist zwischen zwei Vliesschichten (1, 2) ein Material (3) aus einem Superabsorber zusammen mit einem Hotmelt-Klebstoff angeordnet, welches Material (3) die Vliesschichten (1, 2) aneinander befestigt. Dies ergibt eine stark quellende und leichte Dichtungsmatte für Dichtungsanwendungen im Hoch-, Tief- und insbesondere Tunnelbau.

Description

Dichtungs atte und Dichtungsbahn mit einer superabsorbierenden Schicht, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben
Hinweis auf verwandte Anmeldungen Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Prioritäten der schweizerischen Patentanmeldungen Nr. 1399/02 vom 15. August 2002, Nr. 1405/02 vom 16. August 2002 und Nr. 769/03 vom 2. Mai 2003, deren. Inhalt hiermit durch Verweis vollumfänglich aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsmatte mit einem zwischen textilen Flächengebilden, insbesondere Vliessto fmatten, angeordneten quellfähigen Material. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstel- lung einer solchen Dichtungsmatte sowie deren Verwendung. Ferner betrifft die Erfindung eine Dichtungsmatte ge äss Oberbegriff des Anspruchs 32 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. Weiter betrifft die Erfindung eine Dichtungsbahn gemäss Anspruch 40 sowie deren Herstellung und Verwendung.
DE-A-19521350 bzw. DE-A-19625245 sowie DE-A- 19628493 zeigen eine Dichtungsmatte, bei der in ein mechanisch verfestigtes Vlies oder in ein Gewebe ein wasserabsorbierender Stoff in Pulverform eingestreut ist oder bei dem das Vlies oder Gewebe mit einem solchen
Stoff getränkt ist. Die so imprägnierte Vlies- oder Gewebeschicht wird mit beidseitig angeordneten Abdeckvliesen vernäht. Die Menge von in das mittlere Vlies oder Gewebe einbringbaren wasserabsorbierenden Materials ist auf die- se Weise nicht sehr gross . Zusammen mit Kunststoff-Dichtungsbahnen auf beiden Seiten der Dichtungsmatte wird diese im Tunnelbau verwendet. Die Dichtungsfunktion gegen eindringendes Wasser derartiger Dichtungsmatten beruht darauf, dass das Material bei Wassereintritt durch eine Verletzungsstelle der Kunststoff-Dichtungsbahn Wasser aufnimmt und aufquillt und damit einen Verschluss der Wassereindri gstelle bewirkt. EP-A-0278419 zeigt eine Dichtungsmatte aus zwei Vliesschichten mit einer dazwischen liegenden Schicht aus Bentonit, wobei alle Schichten vernadelt sind. DE-A—19859728 zeigt einen wasser- quellbaren Schmelzklebstoff. WO 87/03225 zeigt das schichtweise Aufbringen dünner Bentonitschichten mittels mehrmaligem Klebstoffauftrag auf eine wasserundurchlässige Kunststoff-Folie.
EP-A-0 588 288 zeigt die Bildung einer Kunststoff-Folie, die in sich ein quellfähiges Material ent- hält. DE-A-2649113 zeigt Wassersperrplatten aus Wellpappe mit in deren Zwischenräumen eingelagertem Bentonitmateri- al. Wassersperrendes, quellfähiges Material zur linien- förmigen Abdichtung bzw. zur Dichtung von Fugen, Rissen und Bildung von Sperrprofilen ist z.B. aus den folgenden Dokumenten bekannt: EP-A-0318615, JP 1066285 (publ . 13.3. 1989), JP 2002180031 (publ. 26.6.2002), JP 2001303896 (publ. 31.10.2001), JP 60240779 (publ. 29.11.1985), JP 8157805 (publ. 18.6.1996) und JP 2206657 (publ. 16.8. 1990) . Dichtungsbahnen aus ein- oder mehrlagigen
Kunststofffolien sind bekannt. Im Bauwesen sind besonders ausgestaltete Kunststoff-Dichtungsbahnen zur Abdichtung von Tunnelgewölben bekannt, wobei diese Kunststoff-Dichtungsbahnen mehrlagig sind und neben der eigentlichen Dichtungsschicht eine andersfarbige Signalschicht aufweisen, mittels derer eine Verletzung der Dichtungsbahnen angezeigt wird; solche Typen von Kunststoff-Dichtungsbahnen sind in der Regel zertifiziert, also von staatlichen oder privaten Zertifizierungsstellen zur Verwendung bei der Herstellung von Tunnelabdichtungen freigegeben. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, eine leichte, hohe Dichtigkeit bewirkende Dichtungsmatte zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst oder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 32.
Dadurch, dass das quellfähige Material ein Superabsorber und ein Klebstoff ist, das direkt zwischen zwei textilen Flächengebilden bzw. auf der Lage angeordnet ist, ergibt sich eine leichte Dichtungsmatte bzw. Dichtungsbahn mit sehr hoher Quellfähigkeit und guter Stabilität, die zudem einfach herstellbar ist. Die Schicht aus Superabsorber und Klebstoff, vorzugsweise ei- nem Hotmelt, kann gut quellen und damit gut abdichten und schafft zugleich die Verbindung des Materials zu den textilen Flächengebilden, die das Material zwischen sich und z.T. auch in sich aufnehmen bzw. zu der Lage, auf der das Material angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das eine textile Flächengebilde ein Vlies und das andere tex- tile Flächengebilde ein Gewebe, welche Flächengebilde zwischen sich den Superabsorber einschliessen und durch den Klebstoff miteinander verbunden sind. Unter Druck ge- webeseitig auf die Dichtungsmatte gelangendes Wasser kann durch dessen Maschen zum Superabsorber gelangen, wobei das Gewebe das Wasser seitlich nicht verteilt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Vliesschichten bzw. Matten aus einem Endlosfa- servlies, was einen besonders guten Wassereintritt bzw. eine Wasserverteilung ergibt, so dass die Quellfähigkeit des Superabsorbers besonders gut ausgenützt werden kann. Solche Vliese werden gegenüber Stapelfaservliesen aus sehr kurzen Einzelfasern bevorzugt. Als Gewebe wird be- vorzugt ein Gewebe aus einer Chemiefaser, z.B. aus Poly- ethylenfasern eingesetzt. Weiter ist es besonders bevorzugt, wenn das Gewicht des Vlieses in einem Bereich von 80 g/m2 bis 200 g/m2 liegt, wobei auch noch bei 50 g/m2 bis 300 g/m2 gute Resultate zu erzielen sind. Der Superabsorber ist vorzugsweise in Pulverbzw. Granulatform zwischen den textilen Flächengebilden angeordnet. Er wird z.T. von diesen mechanisch gehalten, z.T. ist er durch den Klebstoff selber gehalten. Der Anteil von Klebstoff, bzw. Hotmelt, liegt dabei bei 10 bis 30 Gewichtsprozenten, bevorzugt 15 bis 25 Gewichtsprozenten und bevorzugt ca. 20 Gewichtsprozenten bezogen auf die Menge des Superabsorbers . Dies ergibt gute Haftung ohne dass zuviel des Superabsorbers von Hotmelt umgeben ist und damit in seiner Wasseraufnahmefähigkeit einge- schränkt wird. Vorzugsweise werden gleichzeitig verschiedene Granulatgrössen des Superabsorbers eingesetzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform mit Vlies einerseits und Gewebe andererseits ist das Verhältnis von Superabsorber zu Klebstoff z.B. 60:40. Zusätzlich zum Superabsorber kann ein anderer hydrophiler Stoff, wie z.B. Tonerde-Fasern (Bentonit) vorgesehen sein. Der Anteil an Superabsorber in Gewichtsoder Volumenprozent liegt aber vorzugsweise über 50%, weiter bevorzugt über 80%. Die Dichtungsmatte ist auf einer Seite, z.B. einer Gewebeseite, bevorzugterweise mit einer abziehbaren Schutzschicht versehen, z.B. einer Kunststoff-Folie. Die Dichtungsmatte kann aufgrund ihres einfachen Aufbaus leicht gerollt werden und als Rolle eine Transporteinheit bilden, wobei die Schutzschicht aussen liegt. Anstelle einer abziehbaren Schutzschicht kann auch eine durch Wasser abbaubare Schutzschicht z.B. aufgesprüht sein.
Bevorzugterweise ist die Dichtungsmatte als lange, bahnförmige Matte ausgestaltet und weist längssei- tig Randbereiche auf, an denen das Material einseitig frei liegt, so dass benachbarte Bahnen unter Bildung einer ganzen Matte im Randbereich verklebbar sind. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Dichtungsmatte ist diese einseitig oder beidseitig mit einer an einer bzw. beiden textilen Schichten permanent befestigten mehr oder weniger dichten Abdeckungen versehen. Bei beidseitig vorgesehenen Abdeckungen sind diese vorzugsweise von beiden Seiten her miteinander vernäht .
Die obigen Varianten sind auch bei der Dichtungsmatte mit der einen Lage bevorzugt . Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der Dichtungsmatte zu schaffen.
Dies wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 19 bzw. 38 erreicht. Durch das Aufstreuen von Superabsorberpulver bzw. Superabsorbergranulat und Hotmeltgranulat lässt sich auf einfache Weise eine sehr gleichmässige Ausbildung der Matte mit gut definierten Quell- und Festigkeitseigen- schaften bilden. Es muss lediglich die zweite Vlies- schicht aufgebracht werden und dieser Verbund erwärmt und zusammengepresst werden bzw. im Fall der einen Lage erfolgt nur ein Erwärmen und allenfalls ein Anpressen des aufgebrachten Superabsorbers/Klebstoffes auf die Lage. Die Dichtungsmatte wird bevorzugt im Hoch-, Tiefbau und Tunnelbau verwendet.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn eine der Vliesschichten bzw. textilen Flächenschichten direkt, ohne Zwischenlage einer Folie oder Abdeckschicht, auf dem zu schützenden Bauwerkteil aufliegt. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dichtungsbahn, vorzugsweise für den Tunnelbau zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäss Anspruch 40 gelöst. Dadurch, dass eine Kunststoff-Dichtungsbahn mit einer Schicht aus bei Wasseraufnahme aufquellendem Material versehen wird, können Verletzungen der Kunststoff-Dichtungsbahnen bei Wassereintritt durch das auf- quellende Material abgedichtet werden. Da keine Vliesoder Gewebeschichten vorgesehen sind, sondern das aufquellende Material auf der Kunststoff-Dichtungsbahn aufliegt, allenfalls mit dazwischenliegenden dünnen Haftver- mittlungs- und/oder Kleberschichten oder Folienschichten oder aber ohne solche direkt auf der Kunststoff-Dichtungsbahn aufliegt, ergibt sich keine Verteilwirkung durch ein textiles Flächengebilde für das eindringende Wasser, sondern eine eng auf die Verletzungsstelle be- grenzte Wirkung. Ferner kann direkt die Kunststoff-Dichtungsbahn verlegt werden, ohne dass zusätzliche Matten eingesetzt werden müssen.
Möglich ist eine Ausführungsform, bei welcher beidseits des quellenden Materials eine Kunststoff-Dich- tungsbahn vorgesehen ist.
Bei den Kunststoff-Dichtungsbahnen handelt es sich vorzugsweise um Kunststoff-Dichtungsbahnen, die mindestens zweischichtig mit Dichtungsschicht und Signal- schicht aufgebaut sind und insbesondere um für Tunnelab- dichtungen zertifizierte Kunststoff-Dichtungsbahnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert . Dabei zeigt
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dichtungsmatte;
Figur 2 ein zweites Aus ührungsbeispiel einer Dichtungsmatte;
Figur 2A eine Abwandlung des Beispiels von Figur 2 ;
Figur 3 ein drittes Aus ührungsbeispiel einer Dichtungsmatte; Figur 4 eine bahnförmige Dichtungsmatte in
Ansicht von oben; Figur 5 einen Schnitt durch die Dichtungsmatte von Figur 4 entlang der Linie A-A;
Figur 6 schematisch eine Ansicht eines Tagbautunnels zur Erläuterung einer ersten bevorzugten Ver- wendung der Dichtungsmatte,
Figur 7 schematisch eine Ansicht eines Untertagbautunnels zur Erläuterung einer weiteren bevorzugten Verwendung der Dichtungsmatte,
Figur 8 eine dreidimensionale Darstellung zur Erläuterung einer Verwendung;
Figur 9 eine Querschnittsdarstellung gemäss Figur 8;
Figur 10 eine weitere dreidimensionale Darstellung einer Verwendung; Figur 11 eine Querschnittsdarstellung gemäss
Figur 10;
Figur 12 ein Ausführungsbeispiel einer Dichtungsmatte mit einer Lage;
Figur 13 eine Seitenansicht einer ersten Aus- führungsart einer Dichtungsbahn;
Figur 14 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsart einer Dichtungsbahn;
Figur 15 die Randbereiche zweier Dichtungs- bahnen, die zur teilweisen Überlappung ausgestaltet sind; Figur 16 schematisch eine Ansicht eines Tagbautunnels zur Erläuterung einer bevorzugten Verwendung der Dichtungsbahn; und
Figur 17 schematisch eine Ansicht eines Untertagbautunnels zur Erläuterung einer bevorzugten Ver- wendung der Dichtungsbahn.
Beste Wege zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt ein erstes bevorzugtes Beispiel einer Dichtungsmatte 10. Diese weist ein eine erste
Schicht bildendes textiles Flächengebilde 1 auf, welches bevorzugterweise eine Vliesstoffschicht ist, welche nach- folgend auch als Trägerschicht bezeichnet wird. Eine in der Zeichnung obere Schicht 2 besteht ebenfalls aus einem textilen Flächengebilde z.B. ebenfalls aus Vliesstoff und wird nachfolgend auch als Deckschicht bezeichnet. Zwi- sehen den beiden Flächengebilden bzw. Schichten 1 und 2 und diese verbindend, befindet sich ein Superabsorber und ein Klebstoff, welche zusammen das Material 3 bilden. Wo im folgenden von Vliesstoff gesprochen wird, so ist grundsätzlich ein flexibles, poröses und insbesondere gut wasserdurchlässiges textiles Flächengebilde im Sinne eines sogenannten Textilverbundstoffes (nonwoven textile fabrics) gemeint, wobei es sich eben um ein Vlies oder einen Filz und nicht um ein Gewebe oder Gewirk oder Gestrick handelt. Der Begriff textiles Flächengebilde um- fasst solche Gewebe, Gewirke oder Gestricke und die Textilverbundstoffe . Die Schichten 1, 2, bestehen vorzugsweise aus einem Vlies aus Polypropylen-Fasern. Weiter ist es in diesem Beispiel und auch in den nach olgenden Beispielen bevorzugt, wenn das Vlies aus Endlosfasern und nicht aus kurzen Stapelfasern gebildet ist. Die Vliese können dabei auf beliebige bekannte Weise hergestellt worden sein.
Bevorzugt ist ferner eine Ausführungsform, bei der das eine textile Flächengebilde 1 von einem Vlies gebildet ist und das andere textile Flächengebilde 2 von einem Gewebe gebildet ist. Bevorzugt ist dabei ein Chemiefasergewebe. Als bevorzugtes Gewebe wird ein Gewebe mit einer Wasserdruchlässigkeit von grösser als 20 l/m^s verwendet, vorzugsweise grösser als 50 l/m^s und Vorzugs- weise grösser als 100 l/m^s. Die Öffnung bzw. optische Maschenweite des Gewebes ist vorzugsweise grösser als 0,30 mm und vorzugsweise grösser als 0,60 mm. Solche Gewebe gestatten einen guten Zugang des Wassers zum quellfähigen Gemisch aus Superabsorbergranulat und Klebstoff und leiten das Wasser seitlich, also in der Ebene des Gewebes nicht bzw. nur wenig, was für eine nur punktuelle, im Bereich der Leckstelle der Abdichtung der Baute wirk- o
same Quellung vorteilhaft ist. Geeignete Gewebe bestehen z.B. aus Multifil- oder Bändchengarnen und z.B. aus Po- lyethylen hoher Dichte (PEHD) oder Polypropylen (PP) für die Querrichtung und z.B. aus PEHD Monofilgarnen für die Längsrichtung. Handelsübliche Gewebe mit solchem Aufbau sind z.B. der Typ C 50.002 oder D 00.006 der Firma Hues- ker Synthetic GmbH, Deutschland. Ebenfalls möglich ist die Verwendung von Geweben für beide Schichten 1 und 2. Soweit bei diesem Beispiel und bei nachfol- genden Beispielen von Superabsorber gesprochen wird, sind bekannte superabsorbierende Polymere gemeint, welches wasserunlösliche, hydrophile, vernetzte Polymere sind, die unter Quellung und Ausbildung von Hydrogelen grosse Mengen wässriger Flüssigkeit aufnehmen und speichern kön- nen. Selbst unter Druck geben solche Superabsorber die aufgenommene Flüssigkeit nicht wieder ab. Die Aufnahmefähigkeit für Flüssigkeit kann je nach Art der Flüssigkeit das 30fache bis 500fache des eigenen Volumens des Superabsorbers betragen. Diese Stoffe sind grundsätzlich be- kannt und handelsüblich. Für das Beispiel von Figur 1 und die weiteren Beispiele werden z.B. handelsübliche Superabsorber der Firma Degussa Stockhausen GmbH und Co. KG, Krefeld, Deutschland eingesetzt z.B. vom Typ Z 1099 oder Cabloc CT. Zusätzlich zu solchen superabsorbierenden Po- lymeren kann ein gewisser Anteil mineralischer quellfähiger Stoffe zusätzlich in der Materialschicht 3 eingesetzt sein, z.B. quellfähige Tonerde (Bentonit) . Das Material 3 enthält weiter einen Klebstoff, welcher die drei Schichten zusammenhält, bzw. die Schichten 1 und 2 unter Ein- schluss der Schicht 3 miteinander verbindet. Anstelle eines üblichen Klebstoffes kann auch ein geschäumter Kunststoff als Klebemittel bzw. Verbindungsmittel für die Schichten verwendet werden. Bei dem dem Superabsorber zugefügten Klebstoff handelt es sich dabei vorzugsweise um einen handelsüblichen Hotmelt-Klebstoff. Solche Klebstoffe sind wohl bekannt und können auch in geschäumter Form mit Gasbeimischung angewendet werden. Bevorzugterweise wird ein Klebstoff mit einer geringen Schmelztemperatur im Bereich von ca. 80 bis ca. 100°C verwendet. Die Verwendung eines bei niedrigen Temperaturen schmelzenden Klebstoffes hält den Verzug der textilen Flächengebilde 1, 2, insbesondere der Vliesstoffmatten und Gewebe bei der Herstellung der Matte 10 möglichst gering. Die Verbindung der beiden textilen Flächengebilde 1 und 2 kann ferner durch eine zusätzliche Vernähung oder Verklammerung verstärkt werden, wenn dies gewünscht ist. Eine ver- nähungslose bzw. verklammerungslose Verbindung und somit eine Verbindung nur durch Klebung ist im gezeigten Beispiel aber bevorzugt, um eine möglichst gute Quellung zu ermöglichen.
Die Vliesstoffschichten weisen eine Dicke von unter einem Millimeter bis wenigen Millimetern oder bis zu 1,5 cm auf und können beidseits des Materials 3 gleiche Dicke oder verschiedene Dicke aufweisen. In den Zeichnungen dargestellte Schichtdicken sind in allen Figuren nur schematisch und zur Erläuterung des Aufbaues zu verstehen und sind nicht in wahrer Grosse und nicht mass- stäblich dargestellt. Das Flächengewicht der Vliesschichten beträgt bevorzugterweise 50 bis 300 g/m2, insbesondere bevorzugt 80 bis 200 g/m2. Das Flächengewicht des bevorzugt die eine äussere Schicht bildenden Gewebes be- trägt z.B. 150 g/m2 oder z.B. 210 g/m2. Das Flächengewicht der Schicht 3 beträgt bevorzugterweise 100 bis 600g pro m2, wobei dies eine Hotmelt-Klebstoff enge von 10 bis 30 Gewichtsprozenten einschliesst, vorzugsweise von 15 bis 25 Gewichtsprozenten und insbesondere ca. 20 Ge- wichtsprozenten. Dies ergibt einen guten Zusammenhalt der Dichtungsmatte ohne das erhebliche Mengen des Superabsorbers vollständig vom Hotmelt umgeben werden und damit ihre Quellfähigkeit ganz oder teilweise verlieren.
Der Superabsorber wird vorzugsweise als Pul- ver bzw. Granulat, je nach Korngrösse, eingesetzt. Ein feines Pulver bzw. Granulat ergibt ein sehr schnelles Quellen bei Wasserkontakt, jedoch geringere Wasserspei- cherfähigkeit . Ein grobes Pulver bzw. Granulat ergibt ein langsameres Quellen aber mehr Wasseraufnahmefähigkeit. Bevorzugt ist es, wenn verschiedene Pulver bzw. Granulat- grössen des Superabsorbers gleichzeitig in der Schicht 3 zum Einsatz kommen. Mögliche Granulatgrössen sind dabei z.B. ab 200 μ bis 2 mm Durchmesser. Es kann auch nur eine einheitliche Grosse (im Rahmen der Herstellungstoleranz) verwendet werden.
Die Herstellung der gezeigten Dichtungsmatte ist einfach und kostengünstig, indem auf die Vliesstoff- schicht 1 eine möglichst homogene Mischung aus Superabsorber, allenfalls in verschiedenen Granulatgrössen, und Klebstoff, vorzugsweise von Hotmelt, vorzugsweise ebenfalls in Granulatform aufgestreut wird, wobei die Streu- ung bevorzugterweise maschinell erfolgt, um eine möglichst gleichmässige Verteilung von Superabsorber und Klebstoff auf der Trägerschicht zu erzielen. Danach wird die Deckschicht 2, insbesondere als Gewebe, auf die mit dem Material 3 bestreute Trägerschicht 1 aufgebracht und die ganze Matte 10 wird durch Zusammendrücken, z.B. mittels Walzen und im Falle von Hotmelt-Klebstoff Erwärmung durch Heizmittel derart behandelt, dass der Hotmelt-Klebstoff aufschmilzt und danach wieder abkühlt, was zu einer Verbindung der Schichten führt. Die Matte wird bevorzug- terweise in im Meterbereich breite und in viele Meter langen Bahnen hergestellt und zum Transport zu einer Rolle aufgerollt. Bevorzugt ist es, wenn auf einer Seite (oder auch auf beiden Seiten) der Matte eventuell auf die Vliesstoffschicht und besonders auf die Gewebeschicht eine wieder abziehbare Kunststofffolie als Schutzschicht für den Transport und bis zur Verwendung der Matte aufgebracht wird. Eine Herstellung auf andere Weise ist ebenfalls möglich, indem z.B. zunächst der Superabsorber auf die Trägerschicht aufgebracht wird, und danach ein punk- tuelles oder streifenweises oder gitterartiges Aufspritzen eines Klebstoffes erfolgt, wonach das Auflegen der Deckschicht 2 und ein Zusammenpressen zwischen Walzen er- folgt. Auch in diesem Fall kann aussen eine nicht permanente Schutzschicht oder können Schutzschichten angebracht werden. Für diese ist es auch möglich, dass eine Schutzschicht aufgesprüht wird, wobei diese dann derart ausgestaltet ist, dass sie durch Wassereinwirkung abbaubar ist. Weiter ist bei allen Beispielen möglich, dass im Falle eines Hotmelt-Klebstoffes dieser auch als wasser- . quellbarer Klebstoff ausgestaltet ist, der in sich selber ebenfalls Superabsorberpartikel enthält. Solche wasser- quellbare Schmelzklebstoffe sind bekannt. Alle verwendeten Stoffe sollten toxikologisch sowie ökotoxikologisch für Grund- und Trinkwasser unbedenklich sein.
Figur 4 und Figur 5 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der bahnförmigen Dichtungsmattte, wobei gleiche Bezugsziffern wie bis anhin verwendet gleiche
Teile bezeichnen. Figur 4 zeigt dabei eine Draufsicht von oben auf die Deckschicht 2, wobei ersichtlich ist, dass die Deckschicht 2 und die Deckschicht 1 gegeneinander seitlich um einen gewissen Betrag, z.B. einige Zentimeter versetzt verlaufen, so dass die Schicht 3 aus Superabsorber und Klebstoff an den Rändern der Bahn jeweils einmal auf der Trägerschicht und einmal auf der Deckschicht offenliegt. Figur 5 zeigt dies entsprechend im Schnitt entlang der Linie A-A von Figur 4. Natürlich sind auch hier, wie in den anderen Beispielen, die Schichtdicken zur besseren zeichnerischen Darstellung nicht massstäblich gewählt. Aus Figur 5 ist ersichtlich, wie bei nebeneinander legen solcher Dichtungsmattenbahnen eine grossflächige Dichtungsmatte gebildet werden kann. Bei der Herstellung mit Superabsorbergranulat und Hotmelt-Klebstoff ergibt sich in den freiliegenden Randbereichen der Trägerschicht 1 der Dichtungsmattenbahn ein Materialaufbau der aus vom bereits einmal au geschmolzenen Hotmelt festgehaltenen Superabsorbergranulatpartikeln besteht. Werden solche Dichtungsmattenbahnen nebeneinander gelegt, so kann durch Wärmeeinwirkung im überlappenden Randbereich ein erneutes Aufschmelzen des Hotmelts erzielt werden, was eine Ver- bindung der verschiedenen Bahnen ergibt . Allenfalls kann in dem Randbereich bei der Herstellung eine grössere Menge Hotmelt und/oder Superabsorber vorgesehen sein. Auch auf den freien Randbereich der Deckschicht 2 (rechts in Figur 4 bzw. 5) kann in einem separaten Herstellungsschritt ein Superabsorber/Hotmelt-Gemisch aufgebracht sein.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Dichtungsmatte 11, wobei diese mit den Schichten 1 bis 3 auf dieselbe Weise aufgebaut sein kann, wie in allen bisherigen Beispielen erläutert. Zusätzlich ist nun einseitig mindestens eine, in der Regel 2-lagige, Kunststoff-Dichtungsbahn (KDB) 4 vorgesehen, welche z.B. eine für Tunnelbauten zertifizierte KDB ist, welche permanent mechanisch, durch Klebung und/oder durch Verschweissung mit der einen Vliesschicht (bei beidseitigen Vliesen) , im gezeigten Beispiel aber mit der Schicht 2 verbunden ist, die bevorzugt eine Gewebeschicht ist. Die quellfähige Dichtungsmatte kann direkt beim Kunststoff-Dichtungsbahn- Hersteller auf die Kunststoff-Dichtungsbahn aufkaschiert werden. Die Figur 2A zeigt eine solche Dichtungsmatte 36, bei der beidseitig der textilen Flächengebilde 31, 32, die das quellende und die Schichten 31, 32 verbindende Material 33 zwischen sich aufnehmen, jeweils eine Kunst- stoff-Dichtungsbahn 34, 35 vorgesehen und mit der entsprechenden Schicht 32 bzw. 31 verbunden ist. Diese Kombination ist als flexible Abdichtung mit quellfähiger, bei Wassereinbruch dichtender Eigenschaft zur Druckwasserhaltung im Hoch- und Tiefbau einsetzbar. Die ein- oder mehrlagige Kunststoff-Dichtungsbahn befindet sich dabei auf der wasserhaltigen Seite und hält das Wasser in der Regel vom Bauwerk fern. Bei einer Verletzung der Dichtungsbahn 4 kommt die Abdichtung durch das Aufquellen der Dichtungsmatte hinzu, was anhand eines Beispieles noch näher erläutert wird. Die Kunststoff-Dichtungsbahn KDB kann auf ihrer der Schicht 1 oder 2 abgewandten Seite ihrerseits mit einem textilen Flächengebilde kaschiert sein, z.B. mit einem Vlies. Anstelle der KDB kann auch eine andere Kunststoff-Folie vorgesehen sein.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung, wobei die Schichten 1 bis 3 wiederum auf dieselbe Weise wie be- reits beschrieben ausgeführt sind. Auf beiden Seiten der so gebildeten Dichtungsmatte ist nun eine mehr oder minder flüssigkeitsdurchlässige Abdeckung 5 bzw. 6 angeordnet und diese Folien sind vorzugsweise durch die Dichtungsmatte hindurch durch eine Vernähung 7 miteinander verbunden. Es ergibt sich die Dichtungsmatte 12. Diese ist in diesem Fall als selbsttragendes Dichtungselement verwendbar, die nicht im Verbund mit einer separaten Kunststoff-Dichtungsbahn eingesetzt werden muss. Sie ergibt eine in sich stabile, dem sich aufbauenden Quell- druck standhaltende Konstruktion, z.B. für den Einsatz im Erdbau, bei Deponien, bei Weihern usw.
Figur 6 zeigt nun einerseits zur Erläuterung der Funktion der Dichtungsmatte und anderseits als bevorzugtes Verwendungsbeispiel ein Gewölbe 14 eines Tagbau- tunnels . Über diesem Gewölbe werden nach dessen Erstellung nicht dargestellte Erdschichten angeordnet und das Gewölbe ist gegen das Eindringen von Wasser von aussen also in Richtung des Pfeiles B zu schützen. Zu diesem Zweck werden nun über das Gewölbe Bahnen einer erfin- dungsgemässen Dichtungsmatte, z.B. der Dichtungsmatte 10 von Figur 1 oder allenfalls 11 von Figur 2 abgerollt und z.B. gemäss den Figuren 4 und 5 zu einer unterbruchslosen Dichtungsmatte über dem ganzen Gewölbe verbunden. Bevorzugt ist es dabei, dass eine Vliesstoffschicht 1 direkt auf der Betonoberfläche des Gewölbes 14 aufliegt. Über die Dichtungsmatte 10 wird danach eine Kunststoff-Dichtungsbahn 15 aufgebracht, welche auf bekannte Weise ausgestaltet ist. Dazu werden auf bekannte Weise Kunststoff- Dichtungsbahnen überlappend nebeneinander auf das Gewölbe aufgebracht und zu einer lückenlosen Kunststoffhülle ver- schweisst. Allenfalls kann die Kunststoff-Dichtungsbahn von Figur 2 oder von Figur 2A die Funktion der Hülle 15 übernehmen oder zusätzlich zu dieser vorhanden sein. In der Figur ist nun schematisch dargestellt, dass die Hülle 15 verletzt wird, z.B. durch ein Armierungseisen 17 des Tunnelgewölbes 14, welches die Dichtungsmatte 10 und die Hülle 15 durchbohrt. In diesem Fall ist ein Wassereintritt durch die Hülle 15 entlang des Armierungseisens 17 möglich. Das Wasser trifft dabei auf die Dichtungsmatte 10 und kann deren Schicht 2 in alle Richtungen leicht durchdringen, falls die Schicht 2 eine Vliesschicht ist. Dadurch kommt der Superabsorber mit der wässrigen Flüssigkeit in Berührung und beginnt überall wo dies der Fall ist stark aufzuquellen. Da die Matte 10 zwischen dem Tunnelgewölbe 14 und den über der Hülle 15 liegenden Erdschichten einem Druck ausgesetzt ist, erzeugt der auf- quellende Superabsorber ebenfalls einen starken Druck auf die Leckstelle beim Armierungseisen 17. Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Schicht 2 ein Gewebe, das das Wasser seitlich nicht leitet und zu einer mehr punktuel- len Abdichtung als ein Vlies beiträgt. Auf beide Arten wird diese Leckstelle dauerhaft abgedichtet, da der Superabsorber das aufgenommene Wasser und damit seine aufgequollene Form beibehält. Da die untere Textilverbund- stoffschicht, z.B. Vliesstoffschicht direkt auf dem Beton des Gewölbes 14 aufliegt, wird auch eintretendes Wasser, welches die Dichtungsmatte durchdrungen hat und auf das Tunnelgewölbe gelangt ist und diesem entlang läuft vom Vlies aufgenommen und kommt wieder mit dem Superabsorber in Kontakt, was ein entsprechendes Quellen bewirkt. Es ergibt sich damit an allen Stellen, wo Wasser vorhanden ist, eine entsprechende Dichtungsfunktion. Dies ist bei Verwendungen nach Stand der Technik, wo zwischen dem zu schützenden Bauwerk und der Dichtungsmatte eine weitere Kunststofffolie vorhanden ist, nicht möglich, da dann das Wasser zwischen der Kunststofffolie und der Dichtungsmat- te auf dem Bauwerk fliessen kann, was durch die vorliegende bevorzugte Verwendung mit direkt aufliegender Dichtungsmatte verhindert wird. Figur 7 zeigt ein weiteres Verwendungsbeispiel beim Untertagbau eines Tunnelgewölbes . Mit 20 ist das Profil des Ausbruches im Felsen bezeichnet und mit 21 eine Spritzbetonschicht, die auf dem Felsen aufgebracht worden ist. Auf diese Spritzbetonschicht wird wiederum eine Kunststoffhülle 15 in der Form von miteinander ver- schweissten Kunststoffbahnen aufgebracht. Danach erfolgt bei der bevorzugten Verwendung ein Aufbringen einer er- findungsgemässen Dichtungsmatte, insbesondere einer sol- chen nach Beispiel von Figur 1, gegebenenfalls einer solchen nach Figur 2 , auf die Kunststoffhülle 15. Das Befestigen der Dichtungsmatte 10 an der Kunststoffhülle kann dabei auf beliebige bekannte Weise erfolgen. Auch hier ist ein bahnweises Aufbringen der Dichtungsmatte mit ein- ander überlappenden Randbereichen, wie in Figur 4 und 5 gezeigt, bevorzugt. Danach erfolgt das Betonieren der inneren Tunnelschale 24, wobei diese im wesentlichen anliegend an die Dichtungsmatte betoniert wird, so dass diese praktisch direkt an der Aussenfläche der Betonkonstrukti- on 24 anliegt. Falls dabei Hohlräume entstehen, was ungewollt ist, so können diese mit einer zusätzlichen Injektion eines erhärtenden Materials 22 ausgeglichen bzw. aufgefüllt werden, das zwischen Bauwerk 24 und Dichtungsmatte 10 und/oder zwischen Spritzbeton 21 und Hülle 15 eingebracht wird. Auch hier wird Wasser, welches in Richtung des Pfeiles B eintritt, im Falle eines Leckes der Kunststoffhülle 15, z.B. wiederum infolge eines vorstehenden ArmierungsStabes 17 dadurch behoben, dass das Wasser, das durch die Kunststoffhülle 15 tritt, auf die Dichtungsmatte 10 trifft, was deren starkes Quellen bzw. die starke Druckausübung auf die undichte Stelle bewirkt, was einen weiteren Wasserzufluss unterbindet.
Die Figuren 8 und 9 zeigen in schaubildlicher Darstellung bzw. in einer Schnittdarstellung eine bevor- zugte Verwendung einer Dichtungsmatte gemäss der Erfindung oder allenfalls einer Dichtungsbahn gemäss der Erfindung. Mit 20 ist in der schaubildlichen Darstellung von Figur 8 der Tunnelausbruch eines Untertagbau-Tunnels dargestellt. In diesem Ausbruch sind auf bekannte Weise Tübbing-Elemente 50 angeordnet. In diesem Ausführungsbei- spiel der Erfindung wird nun eine Abdichtung auf der Tun- nelinnenseite der Tübbinge aufgebracht. Nach dieser Abdichtung erfolgt auf bekannte Weise die Ausbildung der inneren Schale des Tunnels, welche nicht dargestellt ist. In Figur 8 sind dabei verschiedene Stadien des Aufbrin- gens der Abdichtung auf die Tübbing-Innenseite darge- stellt, um den Aufbau besser erläutern zu können. Auf an sich bekannte Weise wird die Gesamtfläche in einzelne Felder unterteilt, wozu Abschottprofile 51 dienen. Bei der bevorzugten Verwendung wird zunächst eine Kunststoff- Dichtungsbahn, welche in der Regel eine zertifizierte KDB ist, als äussere Lage auf die Innenseite der Tübbinge aufgebracht. Dies ist in Figur 8 in dem vordersten Feld durch die nur teilweise dargestellt Kunststoff-Dichtungsbahn 52 ersichtlich. In Figur 9 ist dargestellt, dass die Kunststoff-Dichtungsbahn, welche z.B. eine 2 mm dicke zweilagige Dichtungsbahn ist, weiter mit einer aufkaschierten Vliesschicht 53 versehen ist, welche zur inneren Tübbing-Fläche hinweist. Derartige Kunststoff-Dichtungsbahnen sind bekannt und handelsüblich. Das Vlies 53 wird dabei z.B. mittels Klebung an der Betonfläche der Tübbinge befestigt, was in Figur 9 mittels der Klebstoffraupen 54 dargestellt ist. Der Klebstoff ist z.B. ein Hotmelt-Klebstoff. Auf die Oberfläche der Kunststoff- Dichtungsbahn 52 werden die Abschottprofile 51 aufgeklebt oder aufgeschweisst, was in Figur 9 ersichtlich ist, in welcher zwei Handschweissnähte 55 dargestellt sind. Entsprechende Abschottprofile aus Kunststoff sind bekannt. Über der Kunststoff-Dic tungsbahn 52 wird nun die wasserblockierende Dichtungsmatte 57 angeordnet. Es kann dazu eine Montageklebung mit einem Klebstoff erfolgen, was mit den Klebstoffraupen 63 angedeutet ist. Es kann sich wiederum um einen Hotmelt-Klebstoff handeln. Die Dichtungsmatte 57 ist gemäss einem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausgeführt, in der einfachsten Form gemäss dem Beispiel von Figur 1. Ein entsprechend abgedecktes Feld ist in Figur 8 ersichtlich. Über der Dichtungsmatte 57 wird nun bevorzugterweise eine weitere Kunststoff-Dichtungsbahn 60 angeordnet, welches wiederum eine zertifizierte Dichtungsbahn von z.B. 2 mm Dicke sein kann. Deren Befestigung an der Dichtungsmatte kann wiederum durch Klebung erfolgen, was durch die Kleberaupen 61, z.B. eines Hotmelt-Klebstoffes, angedeutet ist. Die einzelnen Kunststoff-Dichtungsbahnen 52 sind untereinander dicht verklebt oder verschweisst, was z.B. bei den Nähten 59 ersichtlich ist. Die Dichtungsbahn 60 ist mit den Abschottprofilen 51 verklebt oder verschweisst, was mit den Nähten 62 in Figur 9 angedeutet ist. Die fertig abgedichteten Felder in Figur 8 sind die in der Zeichnung hinteren beiden Felder, in welcher die Kunststoff-Dichtungsbahn 60 als Oberfläche ersichtlich ist. Natürlich können Abwandlungen der gezeigten Verwendung getroffen werden. So kann anstelle der separaten Kunststoff-Dich- tungsbahn und Dichtungsmatte bereits eine bei der- Herstellung verbundene Dichtungsmatte und Kunststoff-Dichtungsbahn verwendet werden, wie dies vorgängig anhand von Beispielen beschrieben worden ist. Es können auch Dichtungsbahnen gemäss der Erfindung verwendet werden, bei denen der Superabsorber direkt zwischen zwei Kunststoff- Dichtungsbahnen angeordnet ist, wie nachfolgend erläutert.
Die Figuren 10 und 11 zeigen in entsprechend schaubildlicher und ebenfalls geschnittener Darstellung das Vorgehen bei einer bevorzugten Verwendung zur Abdichtung von TagbautunneIn. Gezeigt ist dabei eine einlagige, druckwasserhaltende KDB- bdichtung mit dem eingebauten wasserblockierenden System gemäss der vorliegenden Erfindung. Ersichtlich sind in Figur 10 die einzelnen Elemente des Tunnelgewölbes aus Konstruktionsbeton 65. Auf diesen wird eine Dichtungsmatte 66 gemäss einem der Ausführungs- beispiele der Erfindung aufgebracht. Es kann hier wieder- um eine Klebung oder lediglich ein Auflegen erfolgen. Abschottprofile 67 dienen wiederum zur Bildung von einzelnen Sektoren bzw. Feldern. Über die Dichtungsmatte wird eine Kunststoff-Dichtungsbahn 68 angeordnet, z.B. geklebt oder auch nur aufgelegt, wobei die einzelnen Dichtungs- bahnen miteinander verbunden werden (Doppelnaht 69) oder mit dem Abschottprofil verbunden werden (Nähte 70) . An der Unterseite kann auf bekannte Weise ein Randabschluss- band 71 vorgesehen werden. Natürlich kann auch hier mit verschiedenen Ausführungsformen der Dichtungsmatter mit allenfalls schon daran befestigter Kunststoff-Dichtungs- bahn gearbeitet werden oder es kann mit der erfindungsge- ässen Dichtungsbahn gearbeitet werden.
Figur 12 zeigt eine Dichtungsmatte 30, welche eine Lage aus einem textilen Flächengebilde 25 aufweist, sowie eine einseitig darauf angeordnete Schicht 26, die von einem Superabsorber mit einem Klebstoff gebildet ist. Der Klebstoff bildet dabei die Befestigung des Superabsorbers auf der Lage .25. In ihrer einfachsten Form be- steht die Dichtungsmatte lediglich aus dieser einen Lage 25 und der einseitigen Beschichtung 26. Bei weiteren Ausführungsformen, welche links der strichpunktierten Linie C dargestellt sind, kann eine zweite Schicht 27 des Gemisches aus Superabsorber und Klebstoff auf der anderen Oberfläche der Lage 25 vorgesehen sein. Bei weiteren Ausführungsformen kann zunächst eine Abdeckung 28 über der superabsorbierenden Schicht 26 vorgesehen sein. Diese Abdeckung kann ebenfalls aus einem Textilmaterial bestehen und mehr oder minder flüssigkeitsdurchlässig sein. Allen- falls kann auch eine Folie oder eine Kunststoff-Dichtungsbahn als Abdeckung 28 vorgesehen sein, welche flüssigkeitsdicht ist. Eine weitere Abdeckung 29 kann direkt auf der anderen Seite der Lage 25 vorgesehen sein oder im Falle einer weiteren Schicht 27 oberhalb dieser Schicht 27, wie dies in der Figur 8 dargestellt ist. Für die Abdeckung 29 gilt dasselbe, wie bei der Abdeckung 28 ausgeführt . Die Ausbildung der Lage 25 erfolgt bevorzugterweise gleich wie anhand der textilen Flächengebilde der vorhergehenden Beispiele ausgeführt. Dabei sind alle Varianten dieser Schichten auch für die Lage 25 soweit möglich anwendbar. Insbesondere besteht auch die Lage 25 bevorzugterweise aus einem Vliesstoff, insbesondere einem Endlosfaservliesstoff oder aus einem Gewebe. Auch alle vorhergehenden Angaben zu der Schicht aus Superabsorber und Klebstoff und allenfalls Bentonit können bei der Dichtungsmatte von Figur 12 ebenfalls vorgesehen sein. So ist der Klebstoff vorzugsweise ein Hotmelt-Klebstoff und auch der Superabsorber kann einer der angegebenen bevorzugten Typen sein. Die Ausbildung der Schicht 26 erfolgt wiederum durch Aufstreuen von Pulver oder Granulat der angegebenen Grossen und bevorzugterweise von verschiedenen Grossen gleichzeitig. Die Befestigung des Superabsorbers auf der Lage 25 erfolgt durch ein Aufschmelzen und Erstarrenlassen des Hotmelts. Der Hotmelt-Klebstoff kann gleichzeitig mit dem Superabsorber aufgebracht werden oder vor dessen Aufbringung. Auch andere Klebstoffe können verwendet werden, wie dies bei den vorhergehenden Dichtungsmatten beschrieben worden ist . Die Anwendung der Dichtungsmatte 30 kann grundsätzlich auf dieselbe Weise erfolgen, wie dies für die Dichtungsmatten 10 und 11 er- läutert worden ist. In diesem Fall liegt dann zum Beispiel die Lage 25 auf dem Bauwerk auf und die Schicht 26 an der Kunststoffhülle 15 an. Dies ist bevorzugt. Auch eine umgekehrte Anordnung bleibt indes möglich. Für die Variante mit der zusätzlichen Schicht 27 ist die Einbrin- gung ebenfalls klar, wobei dann sowohl an Hülle 15 wie am Bauwerk jeweils eine Schicht Superabsorber anliegt.
Figur 13 zeigt eine erste Ausführungsform einer Dichtungsbahn gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung in Seitenansicht. Die dargestellten Schichtdicken sind auch dabei nicht in wahrer Grosse und nicht mass- stäblich dargestellt, sondern nur schematisch zur Erläu- terung des Aufbaues. Dies gilt auch für die weiteren Figuren.
Die Dichtungsbahn 35 weist dabei eine Trägerschicht auf, die von einer handelsüblichen Kunststoff- Dichtungsbahn 31 gebildet ist. Diese ist vorzugsweise eine mehrschichtige Dichtungsbahn und weist neben der eigentlichen Dichtungsschicht 32 eine davon farblich abweichende Signalschicht 33 auf. Die Dicke der Kunststoff- Dichtungsbahn kann z.B. 2 mm bis 4 mm betragen. Derartige Kunststo f-Dichtungsbahnen können für die Verwendung im Tunnelbau zertifiziert sein. Eine vorliegend verwendbare Kunststoff-Dichtungsbahnen sind z.B. handelsübliche Kunststoff-Dichtungsbahnen der Firma Sarna AG oder der Firma Sika AG oder der Firma Agru GmbH. Solche Kunst- stoff-Dichtungsbahnen sind auch bei den Beispielen gemäss den Figuren 1 bis 12 verwendbar, wenn dort von Kunststoff-Dichtungsbahnen gesprochen wird. Auf der Kunststoff-Dichtungsbahn 31 aufliegend und mit dieser verbunden ist eine Schicht 34 angeordnet, die bei Wasseraufnah- me eine starke Quellung erfährt. Die Schicht 4 kann insbesondere einen sogenannten Superabsorber enthalten oder aus einem solchen bestehen. Soweit bei diesem Beispiel und bei nachfolgenden Beispielen von Superabsorber gesprochen wird, sind z.B. bekannte superabsorbierende Po- lymere gemeint, welches wasserunlösliche, hydrophile, vernetzte Polymere sind, die unter Quellung und Ausbildung von Hydrogelen grosse Mengen wässriger Flüssigkeit aufnehmen und speichern können. Selbst unter Druck geben solche Superabsorber die aufgenommene Flüssigkeit nicht wieder ab. Die Aufnahmef higkeit für Flüssigkeit kann je nach Art der Flüssigkeit das 30fache bis 500fache des eigenen Volumens des Superabsorbers betragen. Diese Stoffe sind grundsätzlich bekannt und handelsüblich. Für das Beispiel von Figur 13 und die weiteren Beispiele werden z.B. handelsübliche Superabsorber der Firma Degussa
Stockhausen GmbH und Co. KG, Krefeld, Deutschland eingesetzt z.B. vom Typ Z 1099 oder Cabloc CT. Zusätzlich zu solchen superabsorbierenden Polymeren kann ein gewisser Anteil mineralischer quellfähiger Stoffe zusätzlich in der Materialschicht 34 eingesetzt sein, z.B. quellfähige Tonerde (Bentonit) . Die Schicht 34 enthält weiter vor- zugsweise einen Klebstoff, welcher zur Ausbildung einer genügend festen Schicht 34 und zu deren Haftung an der Kunststoff-Dichtungsbahn sorgt. Bei dem dem Superabsorber zugefügten Klebstoff handelt es sich dabei vorzugsweise um einen handelsüblichen Hotmelt-Klebstoff. Solche Kleb- Stoffe sind wohl bekannt. Bevorzugterweise wird ein Klebstoff mit einer geringen Schmelztemperatur im Bereich von ca. 80 bis ca. 100°C verwendet. Die Verwendung eines bei niedrigen Temperaturen schmelzenden Klebstoffes hält den Verzug der Kunststoff-Dichtungsbahnen bei der Herstellung der Dichtungsbahn möglichst gering. Die Verwendung anderer Klebstoffe ist ebenfalls möglich. Die Schicht 34 kann auch aus einem Kunststoff bestehen, vorzugsweise einem geschäumten Kunststoff, z.B. vom selben Typ wie die Kunststoff-Dichtungsbahn, wobei der Kunststoff mit dem superabsorbierenden Material zusammen die Schicht 34 bildet.
Das Flächengewicht der Schicht 34 beträgt z.B. 100 bis 600g pro m2, wobei dies eine Klebstoff- oder Kunststoffmenge, insbesondere eine Hotmelt-Klebstoff enge von 10 bis 40 Gewichtsprozenten einschliesst, vorzugsweise von 20 bis 30 Gewichtsprozenten und insbesondere ca. 25 Gewichtsprozenten. Dies ergibt einen guten Zusammenhalt der Schicht 34 ohne das erhebliche Mengen des Superabsorbers vollständig vom Hotmelt umgeben werden und damit ihre Quellfähigkeit ganz oder teilweise verlieren.
Der Superabsorber wird vorzugsweise als Pulver bzw. Granulat, je nach Korngrösse, eingesetzt. Ein feines Pulver bzw. Granulat ergibt .ein sehr schnelles Quellen bei Wasserkontakt, jedoch geringere Wasserspei- cherfähigkeit. Ein grobes Pulver bzw. Granulat ergibt ein langsameres Quellen aber mehr Wasseraufnahmefähigkeit. Bevorzugt ist es, wenn verschiedene Pulver bzw. Granulat- grössen des Superabsorbers gleichzeitig in der Schicht 33 zum Einsatz kommen. Mögliche Granulatgrössen sind dabei z.B. ab 200 μ bis 2 mm Durchmesser. Es kann auch nur eine einheitliche Grosse (im Rahmen der Herstellungstoleranz) verwendet werden.
Die Herstellung der gezeigten Dichtungsbahn ist einfach und kostengünstig, indem z.B. auf die Kunststoff-Dichtungsbahn 31 eine möglichst homogene Mischung aus Superabsorber, allenfalls in verschiedenen Granulat- grössen, und von Hotmelt, vorzugsweise ebenfalls in Granulatform aufgestreut wird, wobei die Streuung bevorzugterweise maschinell erfolgt, um eine möglichst gleichmä- ssige Verteilung von Superabsorber und Klebstoff auf der Trägerschicht zu erzielen. Danach wird die Dichtungsbahn durch Erwärmung durch Heizmittel derart behandelt, dass der Hotmelt-Klebstoff aufschmilzt und danach wieder abkühlt, was zu einer Verbindung der Schichten führt. Die Dichtungsbahn wird bevorzugterweise in viele Meter langen Bahnen hergestellt und zum Transport zu einer Rolle auf- gerollt. Bevorzugt ist es, wenn auf der Seite des quellfähigen Materials eine wieder abziehbare Kunststofffolie als Schutzschicht für den Transport und bis zur Verwendung der Bahn aufgebracht wird. Allenfalls kann diese Schutzschicht auch bei der Verwendung der Dichtungsbahn auf dieser verbleiben. Es ist auch möglich, dass zunächst auf die Kunststoff-Dichtungsbahn ein Klebstoff aufgebracht wird, z.B. auch als doppelseitig klebende Folie, auf den dann der Superabsorber aufgelegt wird. Dieser kann ebenfalls in Form einer Folie oder in sich selber stabilen Schicht aufgebracht werden und allenfalls auch ohne Klebstoffeinsatz von selbst genügend an der Kunststoff-Dichtungsbahn haften oder auf diese aufkaschiert werden. Allenfalls können zwischen der Kunststoff- Dichtungsbahn 31 und der Schicht 34 aus dem oder mit dem Superabsorber HaftVermittler oder haftungsbegünstigende Folien oder Schichten vorgesehen sein. Das superabsorbierende Material kann auch zusammen mit einem, z.B. ge- schäumten, Kunststoff oder einem Klebstoff, z.B. einem Hotmelt-Klebstoff auf die Kunststof -Dichtungsbahn extru- diert werden.
Bei allen Beispielen ist es möglich, dass im Falle eines Kunststoffes oder eines Klebstoffes, insbesondere eines Hotmelt-Klebsto fes, dieser auch als was- serquellbarer Stoff ausgestaltet ist, der in sich selber ebenfalls Superabsorberpartikel enthält. Solche wasser- quellbare Schmelzklebstoffe sind bekannt. Alle verwende- ten Stoffe sollten toxikologisch sowie ökotoxikologisch für Grund- und Trinkwasser unbedenklich sein.
Figur 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine zweite Kunststoff-Dichtungsbahn 41 mit den Schichten 42 und 43 auf die quellfähige Schicht 34 aufge- bracht ist. Es entsteht somit eine Dichtungsbahn 36, die auf beiden Seiten von einer Kunststoff-Dichtungsbahn gebildet ist und zwischen diesen Bahnen das quellfähige Material enthält. Für die Art der Kunststoff-Dichtungsbahn 41, 42, 43 und deren Verbindung mit der Schicht 34 wird auf die Angaben zum Beispiel von Figur 13 verwiesen. Die zusätzliche Kunststoff-Dichtungsbahn 41 wird ebenfalls mit der Schicht 34 verbunden, was z.B. durch das Aufbringen der Kunststoff-Dichtungsbahn 41 auf die noch erhitzte Schicht 34 bei Verwendung des Hotmelt-Klebstoffes er- folgt. Die Schicht 34 verbindet die Kunststoff-Dichtungsbahnen 31 und 41 miteinander. Diese könnten auch derart ausgestaltet sein, dass sie gegeneinander weisende Befestigungsmittel zur mechanischen Befestigung aneinander aufweisen. Eine solche mechanische Befestigung kann zu- sätzlich zur Verbindung durch die Schicht 34 oder anstelle der Verbindung durch die Schicht 34 vorgesehen sein; im letzteren Fall kann diese nur aus Superabsorber ohne klebende Eigenschaften oder ohne Klebstoffzusatz bestehen. Anstelle der zweiten Bahn 41 kann ein Gewebe oder ein Vlies vorgesehen sein, z.B. in einer vorstehend erläuterten Ausführung. Figur 15 zeigt die Ausgestaltung von (nur teilweise dargestellten) Dichtungsbahnen nach Figur 14 mit Rändern, die das randseitige teilweise Überlappen benachbarter Dichtungsbahnen gestatten so dass die Dich- tungsbahnen aneinanderliegend eine einheitliche Fläche bilden können. Gleiche Bezugszeichen wie in Figur 14 bezeichnen dabei die selben Elemente. Die Dichtungsbahnen können miteinander auf bekannte Weise verbunden, z.B. verschweisst werden. Figur 16 zeigt nun einerseits zur Erläuterung der Funktion der Dichtungsbahn und anderseits als bevorzugtes Verwendungsbeispiel ein Gewölbe 14 eines Tagbautunnels . Über diesem Gewölbe werden nach dessen Erstellung nicht dargestellte Erdschichten angeordnet und das Gewölbe ist gegen das Eindringen von Wasser von aussen also in Richtung des Pfeiles B zu schützen. Zu diesem Zweck werden nun über das Gewölbe Bahnen einer erfin- dungsgemässen Dichtungsbahn, z.B. der Dichtungsbahn 35 von Figur 13 oder 36 von Figur 14 abgerollt und z.B. ge- mäss der Figur 15 zu einer unterbruchslosen Dichtungsfläche über dem ganzen Gewölbe verbunden. Figur 16 zeigt dabei schematisch, wie die Dichtungsbahn 35 von Figur 13 mit der Schicht 34 (allenfalls mit der vorerwähnten Schutzschicht bedeckt) aussen auf dem Gewölbe aufliegt. Die Kunststoff-Dichtungsbahn 31 bildet eine Hülle. Natürlich können zwischen der Gewölbeaussenseite und der Schicht 34 der Dichtungsbahn noch weitere auf dem Gewölbe aufgebrachte Schichten liegen. In der Figur ist nun schematisch dargestellt, dass die Dichtungsbahn 35 verletzt wird, z.B. durch ein Armierungseisen 47 des Tunnelgewölbes 44, welches die Dichtungsbahn durchbohrt. In diesem Fall ist ein Wassereintritt durch die Kunststoff-Dichtungsbahn 31 entlang des Armierungseisens 47 möglich. Das Wasser trifft dabei auf die Schicht 34. Dadurch kommt der Superabsorber mit der wässrigen Flüssigkeit in Berührung und beginnt überall wo dies der Fall ist stark aufzuquellen. Da die Dichtungsbahn zwischen dem Tunnelgewölbe 44 und den über dieser liegenden Erdschichten einem Druck ausgesetzt ist, erzeugt der aufquellende Superabsorber ebenfalls einen starken Druck auf die Leckstelle beim Armierungseisen 47. Auf diese Weise wird diese Leckstelle dauerhaft abgedichtet, da der Superabsorber das aufgenommene Wasser und damit seine aufgequollene Form beibehält. Wenn die Schicht 34 direkt auf dem Gewölbe 44 aufliegt, wird auch eintretendes Wasser, welches die Dichtungsbahn durchdrungen hat und auf das Tunnelgewölbe gelangt ist und diesem entlang läuft vom direkt am Bauwerk aufliegenden Superabsorber aufgenommen. Es ergibt sich damit an allen Stellen, wo Wasser vorhanden ist, eine entsprechende Dichtungsfunktion.
Figur 17 zeigt ein weiteres Verwendungsbei- spiel beim Untertagbau eines Tunnelgewölbes, wobei nun als Beispiel- eine Dichtungsbahn 36 nach Figur 14 verwendet wird; natürlich wäre auch hier eine Dichtungsbahn nach Figur 13 einsetzbar. Es sind nur die Kunststoff- Dichtungsbahnen 31 und 41 dargestellt, ohne die Schicht 34. Mit 20 ist das Profil des Ausbruches im Felsen bezeichnet und mit 21 eine Spritzbetonschicht, die auf dem Felsen aufgebracht worden ist. Auf diese Spritzbetonschicht wird eine Dichtfläche in der Form von miteinander verschweissten Bahnen 36 auf bekannte Weise, z.B. durch Klebung aufgebracht. Es ist ein bahnweises Aufbringen der Dichtungsbahnen mit einander überlappenden Randbereichen, wie in Figur 15 gezeigt, bevorzugt. Danach erfolgt das Betonieren der inneren Tunnelschale 54, wobei diese anliegend an die Dichtungsfläche betoniert wird, so dass diese direkt an der Aussenfläche der Betonkonstruktion 24 anliegt. Falls dabei Hohlräume entstehen, was ungewollt ist, so können diese mit einer zusätzlichen Injektion eines erhärtenden Materials 52 ausgeglichen bzw. aufgefüllt werden, das zwischen Bauwerk 54 und Kunststoff-Dichtungs- bahn 31 und/oder zwischen Spritzbeton 21 und Bahn 41 eingebracht wird. Auch hier wird Wasser, welches in Richtung des Pfeiles B eintritt, im Falle eines Leckes der Dich- tungsbahn 36, z.B. wiederum infolge eines vorstehenden Armierungsstabes 47, dadurch behoben, dass das Wasser, das durch die Kunststoff-Dichtungsbahn 41 tritt, auf die Schicht 34 trifft, was deren starkes Quellen bzw. die starke Druckausübung auf die undichte Stelle bewirkt, was einen weiteren Wasserzufluss unterbindet.
Die Dichtungsbahn gemäss der Erfindung kann auch bei den Verwendungsbeispielen der Figuren 8, 9, 10, 11 eingesetzt werden und kann dort als eine Bahn die bei- den Kunststoff-Dichtungsbahnen mit der dazwischenliegenden Dichtungsmatte ersetzen.
Das erfindungsgemäß zu verwendende, wässrige Flüssigkeiten absorbierende Polymerisat weist eine vorteilhafte Eigenschaftskombinationen aus hoher Retention, hoher Absorption unter Druck und geringer Permeabilität auf.
Es wird erhalten durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten, Säuregruppen tragenden Monomeren, beispielsweise aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Viny- lessigsäure, Maleinsäure, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth) allylsulfonsäure bzw. deren Gemische in Gegenwart von Vernetzern. Bevorzugt wird Acrylsäure als ethylenisch ungesättigtes, Säuregruppen tragendes Monomere verwendet. Die sauren Monomeren sind mindestens zu mindestens 50 Mol.%, bevorzugt zu 70 bis 95 Mol % neutralisiert und liegen dann beispielsweise als Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz bzw. deren Gemische vor.
Optional können die erfindungsgemäß zu ver- wendenden Polymerisate bis zu 10 Gew.% weitere, mit den Säuregruppen tragenden Monomeren copolymerisierbare Como- nomere zur Modifizierung der Eigenschaften enthalten. Solche Comonomere können beispielsweise (Meth) acrylamid, (Meth) acrylnitril, Vinylpyrrolidon, Vinylacetamid, Hy- droxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl (meth) acrylate, Alkyla- minopropylacrylamide, Acrylamidopropyltrimethylammonium- chlorid oder deren Gemische sein. Vernetzer werden bevorzugt in Form von mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen enthaltende Monomere verwendet. Der Vernetzergehalt beträgt bezogen auf die eingesetzten Monomeren 0,1 bis 5 Gew.%. Erfindungsgemäß einzusetzende superabsorbierende Polymere erfüllen bestimmte Eigenschaften bezüglich Absorption und Absorption unter Druck. In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die superabsorbierenden Polymere eine Teebeutel-Retention von größer 30 g/g, bevor- zugt größer 35 g/g, eine Absorption von größer 30 g/g, bevorzugt größer 40 g/g und eine Absorption, gemessen unter einem Druck von 21g/cm2, von größer 15 g/g, bevorzugt größer 20 g/g für 0,9%ige Kochsalzlösung auf. Zur Bestimmung der Teebeutel-Retentionswerte und der Absorption un- ter Druck wird auf die WO 92/00108 (Seite 11) hingewiesen. Die Absorptionswerte werden entsprechend der dort beschriebenen Methode „Teebeutel-Retentionswerte" bestimmt, wobei allerdings nach der Quellung in der Kochsalzlösung kein Abschleudern des Teebeutels erfolgt. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Superabsorber weisen, nachdem sie durch Wasserkontakt aufgequollen sind keine oder nur eine sehr geringe Permeabilität für nachfolgendes Wasser auf.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften werden mit Superabsorbern erzielt, deren Teilchengrößen in einem Bereich von 60 bis 500 μm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 150 bis 350 μm liegen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Klebstoffe werden bevorzugt unter den Hotmelts ausgewählt. Als Hotmelts werden beispielsweise Produkte auf Basis von Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen und copolymeren Ethy- lenvinylalkoholen verwendet, wobei Polyamide bevorzugt eingesetzt werden. Polyamide weisen eine gute Füllbarkeit mit den superabsorbierenden Polymeren auf und lassen sich durch Abmischung mit den Ethylenvinylalkoholen auf die erforderliche Flexibilität einstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Polya- mid/Ethylenvinylalkohol-Gemisch mit einem Gewichtsanteil des copolymeren Ethylenvinylalkohols von 15 bis 45 Gew.% und besonders bevorzugt mit 20 bis 35 Gew.% eingesetzt. Die Hotmelts können durch technisch übliche Additive auf bestimmte Schmelzpunkte eingestellt werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt Hotmelts mit einem Schmelzbereich von 90 bis 150°C, besonders bevorzugt 100 bis 140°C eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungsmatte (10; 11; 12; 36), umfassend ein zwischen textilen Flächengebilden (1, 2) angeordnetes quellfähiges Material (3), wobei das quellfähige Material (3) einen Superabsorber und einen Klebstoff u fasst, insbesondere einen Hotmelt-Klebstoff, und die textilen Flächengebilde (1, 2) durch das quellfähige Material anein- ander befestigt sind.
2. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der textilen Flächengebilde (1, 2) von einem Textilverbundstoff gebildet ist und insbesondere beide textilen Flächenge- bilde von einem Textilverbundstoff gebildet sind.
3. Dichtungsmatte nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Textilverbundsto f ein Vlies ist und insbesondere ein Endlosfaservlies ist.
4. Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der textilen Flächengebilde (1, 2) ein Gewebe oder Gewirke oder Gestricke ist .
5. Dichtungsmatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde aus Che- miefaser besteht und insbesondere ein Gewebe aus Poly- ethylen ist.
6. Dichtungsmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine textile Flächengebilde (1, 2) ein Textilverbundstoff, insbesondere ein Vlies ist und das andere textile Flächengebilde (1, 2) ein Gewebe ist.
7. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Textilverbundstoffschichten, insbesondere eine Vliesschicht, ein Gewicht von 50 bis 300 g/m2, ins- besondere von 80 bis 200 g/m2 aufweist.
8. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber in Granulatform zwischen den durch den Klebstoff aneinander befestigten textilen Flächengebilde (1, 2) vorliegt.
9. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber in Granulatform in Grössen zwischen feinem Granulat bis grobem Granulat in der Matte vorliegt, insbesondere, dass zwei oder mehrere verschiedene Granulatgrössen vorhanden sind. 10. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffmenge, insbesondere die Hotmelt-Klebstoff- menge,
10 bis 50 Gewichtsprozente, vorzugsweise 15 bis 40 Gewichtsprozente und vorzugsweise ca. 20 Gewichtsprozente der Menge des Materials (3) beträgt bzw. bei einer Dichtungsmatte mit einer Gewebeschicht und einer Vliesschicht vorzugsweise ca. 40 Gewichtsprozente beträgt.
11. Dichtungsmatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des quellfähigen Materials 100 bis 600 g/m2 beträgt und insbesondere 400 bis 600 g/m2 beträgt.
12. Dichtungsmatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) weiter einen Anteil eines hydrophilen, quellfähigen mineralischen Stoffes, insbesondere Bento- nit, umfasst, insbesondere einen Anteil von kleiner als 50 Volumenprozent des quellfähigen Materials (3) , vorzugsweise einen Anteil von kleiner als 20 Volumenprozent.
13. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf deren einen Seite oder beidseits mindestens eine abziehbare Schutzschicht oder mindestens eine abbaubare Schutzschicht aufgebracht ist.
14. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf deren einen Seite eine dauerhaft befestigte, flüssigkeitsdichte Kunststoff-Dichtungsbahn (4) angeordnet ist, welche insbesondere eine mehrschichtige, für Tunnelbaun- wendungen zertifizierte Kunststoff-Dichtungsbahn ist.
15. Dichtungsmatte nach einem dqr Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf deren beiden Seiten je eine dauerhaft befestigte, flüssigkeitsdichte Kunststoff-Dichtungsbahn (34, 35) angeordnet ist, welche jeweils insbesondere eine mehrschichtige, für Tunnelbauanwendungen zertifizierte Kunststoff-Dichtungsbahn ist.
16. Dichtungsmatte nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der von der Dichtungsmatte abgewandten Seite der oder mindestens einer der Kunststoff-Dichtungsbahnen (4, 34, 35) ein textiles Flächengebilde befestigt ist, insbesondere ein Textilverbundstoff, insbesondere ein Vlies .
17. Dichtungsmatte (10; 11; 12; 36) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Bahn gebildet ist, die einseitig oder beidseitig seitlich jeweils einen Streifen aufweist, der von nur einem der textilen Flächengebilde gebildet ist und wobei einer oder beide Streifen mit in aufgeschmolzenem und wieder erstarrten Hotmelt-Klebstoff eingebetteten Superabsorbergranulat versehen sind.
18. Dichtungsmatte (10; 11; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits der textilen Flächengebilde (1, 2) Abdeckungen (5, 6) aufgebracht sind, welche allenfalls durch die textilen Flächengebilde hindurch in regelmässigen oder unre- gelmässigen Abständen miteinander verbunden sind, insbe- sondere durch eine Vernähung (7) .
19. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein erstes textiles Flächengebilde (1) , insbesondere eine Vliesschicht, ein Superabsorber- granulat und ein Hotmelt-Granulat gestreut werden, dass auf die Granulatschicht (3) ein weiteres textiles Flächengebilde (2) , insbesondere eine Vliesschicht oder ein Gewebe, aufgelegt wird, und dass die textilen Flächengebilde durch eine das Hotmelt-Granulat schmelzende Wärmeeinwirkung und nachfolgende Abkühlung miteinander unter Einschluss des Superabsorbergranulates verbunden werden.
20. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsmatte nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte als bahnförmige Matte hergestellt wird, wobei zwei seitlich zueinander versetzte textile Flächengebilde miteinander verbunden werden, derart, dass die Bahn mit einem oder zwei seitlichen einschichtigen Randstreifen versehen wird, von denen ein oder beide Randstreifen mit Superabsorber und Hotmelt beschichtet sind.
21. Verfahren zur Herstellung einer Dich- tungsmatte nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte einseitig oder beidseitig mit einer abziehbaren oder abbaubaren Schutzschicht, insbesondere einer Schutzfolie oder einer aufgesprühten Schutzschicht, versehen wird und zu einer die Schutz- schicht aussenseitig aufweisenden Rolle aufgewickelt wird.
22. Verwendung einer Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Abdichtung im Hoch-, Tief- und insbesondere Tunnelbau.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis
18, dadurch gekennzeichnet, dass eines der textilen Flächengebilde (1, 2), insbesondere eine Vliesschicht, direkt auf das zu schützende Bauwerk (14; 24) aufgelegt ist.
24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte (10, 11) bei einem Tagbautunnelgewölbe (14) mit einem ihrer wasserdurchlässigen textilen Flächengebilde (1, 2) , insbesondere einer Vliesschicht, direkt auf die Aussenseite des Tunnelgewölbes aufgelegt wird und nachfolgend mit mindestens einer Kunststoffdichtungsschicht (15) abgedeckt wird.
25. Verwendung nach Anspruch 22, wobei die Dichtungsmatte (10) bei einem Untertagbau-Tunnelgewölbe mittels mindestens einer Kunststoffdichtungsschicht (15) gegen die Ausbruchsseite bzw. deren Spritzbetonschicht (21) oder die Tübbinge abgedichtet ist.
26. Verwendung nach Anspruch 25, wobei die Dichtungsmatte direkt mit einem ihrer textilen Flächengebilde aussenseitig auf dem Innengewölbe (24) des Untertagbau-Tunnelgewölbes angeordnet ist.
27. Verwendung nach Anspruch 25, wobei die
Dichtungsmatte an ihrer der Ausbruchsseite abgewandten Seite von einer weiteren Kunststoff-Dichtungsschicht bedeckt ist.
28. Verwendung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei mindestens eine der Kunststoff-Dichtungsschichten eine für Tunnelbauten zertifizierte, insbesondere mehrlagige Kunststoff-Dichtungsbahn ist.
29. Verwendung nach Anspruch 28, wobei die aussenseitig liegende Kunststoff-Dichtungsbahn eine daran befestigte Schicht aus Textilverbundstoff, insbesondere eine Vliesschicht aufweist.
30. Verwendung nach einem der Ansprüche 22 bis 29, wobei bei der Dichtungsmatte die eine Schicht aus einem Textilverbundstoff, insbesondere Vlies, und die an- dere Schicht aus einem Gewebe, Gewirke oder Gestricke besteht, wobei diese andere Schicht der Ausbruchseite zugewandt oder von dieser abgewandt ist.
31. Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 31, wobei durch Abschottprofile einzelne durch die Dich- tungsmatten abgedichtete Felder gebildet werden.
32. Dichtungsmatte (30) mit einem bei Zufuhr • von wässriger Flüssigkeit quellenden Material (26) , dadurch gekennzeichnet, dass die Matte eine Lage (25) eines textilen Flächengebildes als Trägerschicht aufweist, auf welcher Lage einseitig oder beidseitig ein Superabsorber mittels eines Klebstoffes fixiert ist.
33. Dichtungsmatte nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte nur die eine Lage (25) aufweist.
34. Dichtungsmatte nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte weiter die Lage einseitig oder beidseitig mindestens teilweise abdeckende, mehr oder weniger flüssigkeitsdurchlässige oder flüssigkeitsdichte Abdeckungen (28, 29) umfasst.
35. Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber mittels Hotmelt-Klebstof auf der Lage fixiert ist.
36. Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage von einem Textilverbundstoff, insbesondere einem Vliesstoff, insbesondere einem Endlosfaservliesstoff, oder dass die Lage von einem Gewebe, Gewirke oder Gestricke gebildet ist.
37. Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 32 bis 36 und mit den Eigenschaften von Lage oder Absor- berschicht oder Klebstoff nach einem der Ansprüche 7 bis 18.
38. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsmatte nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Lage eines textilen Flä- chengebildes , insbesondere eines Vliesstoffes, ein superabsorbierender Stoff in Pulver- und/oder Granulatform zusammen mit einem Klebstoff oder nach dem Aufbringen eines Klebstoffes aufgebracht und durch den Klebstoff an der Lage fixiert wird.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein Hotmelt ist, der vorzugsweise ebenfalls in Pulver- oder Granulatform aufgebracht wird, und dass die Fixierung durch Aufschmelzen und Erstarren lassen des Hotmelts erfolgt .
40. Dichtungsbahn, umfassend eine Kunststoff-
Dichtungsbahn (1,2,3) als Trägerschicht und eine auf der einen Seite der Trägerschicht aufliegende, insbesondere direkt darauf aufliegend, zweite Schicht aus einem bei Wasseraufnähme quellenden Material.
41. Dichtungsbahn nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass als dritte Schicht eine weitere Kunststoff-Dichtungsbahn (11,12,13) auf der zweiten
Schicht (4) angeordnet ist, und insbesondere direkt auf dieser angeordnet ist, so dass die Schicht (4) zwischen den Kunststoff-Dichtungsbahnen liegt oder dass als dritte Schicht ein textiles Flächengebilde vorgesehen ist, wel- ches insbesondere ebenfalls direkt auf der zweiten Schicht liegt .
42. Dichtungsbahn nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (4) einen Superabsorber enthält.
43. Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (4) einen Klebstoff enthält, insbesondere einen Hotmelt- Klebstoff und/oder dass die zweite Schicht einen Kunststoff enthält, insbesondere einen geschäumten Kunststoff.
44. Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftung der Schichten aneinander überwiegend oder ausschliesslich durch die zweite Schicht (4) bewirkt ist.
45. Dichtungsbahn nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber in Granulatform in Grössen zwischen feinem Granulat bis grobem Granulat vorliegt, insbesondere dass zwei oder mehrere verschiedene Granulatgrössen vorliegen.
46. Dichtungsbahn nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffmenge, insbesondere die Hotmelt-Klebstoffmenge 10 bis 40 Gewichtsprozente, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozente und vorzugsweise ca. 25 Gewichtsprozente der zweiten Schicht beträgt.
47. Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) einen Anteil eines quellfähigen mineralischen Stoffes, insbesondere Bentonit, umfasst, insbesondere einen Anteil von kleiner als 50 Volumenprozent, insbesondere einen Anteil von kleiner als 20 Volumenprozent.
48. Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4), die Trägerschicht (1,2,3) und gegebenenfalls die weitere
Kunststoff-Dichtungsbahn (11,12,13), vollflächig bedeckt oder dass die zweite Schicht (4) die erste Schicht und gegebenenfalls die weitere Kunststoff-Dichtungsbahn nur teilflächig bedeckt.
49. Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff- Dichtungsbahnen (1,2,3,11,12,13) für Tunnelabdichtungen zertifizierte Kunststoff-Dichtungsbahnen sind, und insbesondere mehrschichtige Kunststoff-Dichtungsbahnen mit mindestens einer Dichtungsschicht (2; 12) und einer Signalschicht (3; 13) sind.
50. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Kunststoff-Dichtungsbahn ein Gemisch aus Superabsorber und Klebstoff, insbesondere Hotmelt-Klebstoff aufgebracht und dieses erwärmt und nachfolgend wieder abgekühlt wird, wobei gegebenenfalls auf das erwärmte Gemisch die weitere Kunststoff-Dichtungsbahn (11,12,13) aufgebracht wird, und/oder dass auf die Kunststo f-Dichtungsbahn ein Gemisch aus Kunststoff, insbesondere geschäumten Kunststoff und Superabsorber aufgebracht wird, insbesondere aufextrudiert wird.
51. Verwendung einer Dichtungsbahn nach einem der Ansprüche 40 bis 49 zur Abdichtung im Hoch- oder Tiefbau und vorzugsweise im Tunnelbau.
52. Verwendung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (4) direkt an dem Bauwerk, insbesondere dem Tunnelgewölbe aufliegt.
53. Superabsorber zur Verwendung bei Bauab- dichtungen, insbesondere gemäss den Ansprüchen 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass er erhalten ist durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten, Säuregruppen tragenden Monomeren, beispielsweise aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsaure, Maleinsäure, 2- Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure bzw. deren Gemische in Gegenwart von Vernetzern.
54. Superabsorber nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass Acrylsäure als ethylenisch ungesättigtes, Säuregruppen tragendes Monomere verwendet ist.
55. Superabsorber nach Anspruch 43 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass die sauren Monomeren mindestens zu mindestens 50 Mol.%, bevorzugt zu 70 bis 95 Mol % neutralisiert sind und insbesondere als Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz bzw. deren Gemische vorliegen.
56. Superabsorber nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass verwendente Polymerisate bis zu 10 Gew.% weitere, mit den Säuregruppen tragenden Monomeren copolymerisierbare Cσmonomere zur Modifizierung der Eigenschaften enthalten, insbesondere als Comonomere (Meth) acrylamid, (Meth) acrylnitril, Vinylpyr- rolidon, Vinylacetamid, Hydroxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl (meth) acrylate, Alkylaminopropylacrylamide, Acry- lamidopropyltrimethylammoniumchlorid oder deren Gemische.
57. Superabsorber nach einem der Ansürüche 53 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernetzer in Form von mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen enthaltende Monomere verwendet sind, wobei der Vernetzergehalt bezogen auf die eingesetzten Monomeren insbesondere 0,1 bis 5 Gew.% beträgt.
58. Superabsorber nach einem der Ansprüche 53 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die superabsorbierenden Polymere eine Teebeutel-Retention von größer 30 g/g, bevorzugt größer 35 g/g, eine Absorption von größer 30 g/g, bevorzugt größer 40 g/g und eine Absorption, gemessen unter einem Druck von 21g/cm2 , von größer 15 g/g, bevorzugt größer 20 g/g für 0,9%ige Kochsalzlösung aufweisen.
59. Superabsorber nach einem der Ansprüche 53 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dasa deren Teilchengrößen in einem Bereich von 60 bis 500 μm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 150 bis 350 um liegen. S
60. Hotmelt-Klebstoff zur Kombination mit Superabsorbern, insbesondere nach einem der Ansprüche 53 bis 59, für Bauabdichtungen/ insbesondere gemäss den Ansprüchen 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Hot- melt-Klebstoff auf Basis von Polyamiden, Polyestem, Po- 0 lyurethanen und copolymeren Ethylenvinylalkoholen gebildet ist, wobei Polyamide bevorzugt eingesetzt werden.
61. Hotmelt-Klebstoff nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass Polya id/Ethylenvinylalkohol- Gemisch mit einem Gewichtsanteil des copolymeren Ethylen- 5 vinylalkohols von 15 bis 45 Gew.% und besonders bevorzugt mit 20 bis 35 Gew.% vorgesehen ist.
62. Hotmelt-Klebstof nach Anspruch 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, dass dieser auf einen Schmelzbereich von 90 bis 150°C, besonders bevorzugt 100 0 bis 140°C eingestellt ist.
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