WO2014139853A2 - Verfahren zur herstellung eines tübbing mit thermoplastischer schottschicht - Google Patents

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WO2014139853A2
WO2014139853A2 PCT/EP2014/054320 EP2014054320W WO2014139853A2 WO 2014139853 A2 WO2014139853 A2 WO 2014139853A2 EP 2014054320 W EP2014054320 W EP 2014054320W WO 2014139853 A2 WO2014139853 A2 WO 2014139853A2
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tubbing
dispersion adhesive
adhesive layer
membrane
dispersion
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Martin Linnenbrink
Martin Demmig
Josef Von Rotz
Christoph FÄH
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Sika Technology Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C66/0342—Cooling, e.g. transporting through welding and cooling zone
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    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E21D11/086—Methods of making concrete lining segments

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a
  • prefabricated concrete parts are prefabricated in prefabricated concrete plants, temporarily stored until the required concrete strength is achieved, and then placed in the tunnel tube for installation as required. There they are taken up by a Tübbingversetz worn, the so-called “erector” in the protection of the shield of the tunnel boring machine and assembled into a tubbing ring. After the tunnel boring machine has been propelled by hydraulic presses against the recently installed segments, a new tubbing ring is installed in the shield's protection. In this way, the machine "tubbing around tubbing ring” works through the ground, the remaining between tunnel (tubbing ring) and bottom annular gap is continuously filled with mortar to z. B. Prevent subsidence.
  • pressure-sensitive adhesives based on rubber / asphalt mixtures are used for the production of tubbing elements provided with polymer cladding.
  • a disadvantage of these adhesives is the flow occurring over a relatively long period of time, which can lead to delamination of the polymer covering from the concrete surface. If water penetrates into these cavities and the tunnel wall is exposed to temperatures below the freezing point, the tubbing element may subsequently be damaged.
  • a waterproof membrane of ethylene vinyl acetate having various contents of vinyl acetate is bonded to the concrete surface of a tubbing. This is done by pouring the liquid concrete to the membrane, resulting in partial hydrolysis of the vinyl acetate units in the polymer due to the basicity of the liquid concrete. The vinyl alcohol units thus released subsequently cause the membrane to adhere to the concrete.
  • a disadvantage of this procedure is the limitation to the use of the special ethylene-vinyl acetate mixture which does not have suitable sealing properties for all applications.
  • the object of the present invention is therefore to improve the production of tubbings in such a way that they are protected and sealed against moisture which is located on the outside of the tubbing ring and at the same time ensure a rapid production process, in particular with short intermediate storage times.
  • the core of the invention is a method for producing a tubbing made of concrete for covering a tunnel, in particular a traffic tunnel, wherein the tubbing 1 has a convex-curved outer surface 2 and the outer surface 2 opposite concave-curved inner surface 3 comprising the steps a) laying a membrane 4 having a
  • Dispersion adhesive layer 5 and a thermoplastic
  • the tubbing has a ring segment-shaped structure with a concavely curved inner surface, which is directed to the tunnel interior in the installed state, and an opposite, convexly curved outer surface, which is directed to the surrounding soil in the installed state.
  • Connected laterally these two surfaces are four further surfaces, two longitudinal side surfaces which rest in the installed state on the corresponding longitudinal side surfaces of the adjacent tubbing of the same tubbing ring, and two end faces which rest in the installed state on the corresponding end faces of the adjacent tubbing of an adjacent tubbing ring.
  • the method can be advantageously further developed by the membrane is first attached to the outer surface, preferably glued, that the
  • Membrane has at least one over the convex outer surface of the tubing protruding edge, and the dispersion adhesive layer
  • tubbings produced in the method according to the invention no separate second operation is required for the final sealing of the concave-curved outer surfaces of the tubbings facing the exterior of the tunnel. Also eliminates a possible second tubbing ring. Furthermore, tubbings with smaller wall thicknesses can be used / manufactured, as they are far superior to conventional tubbings in terms of waterproofness and resistance to corrosive groundwater. Both leads to a reduction of the space requirement of the tunnel wall and thereby to an interior gain and to a reduction of the required building material. Furthermore, the tubbings produced according to the invention permit the use of alternative, less watertight and less corrosion-resistant types of concrete. Furthermore, segmental rings made of segments, which were produced in the process according to the invention, have excellent rear-run safety and tightness.
  • FIG. 1 shows a lateral cross section through a tubbing.
  • FIG. 2 shows a further lateral cross section through a tubbing.
  • FIGS. 3 and 4 show steps a) and b) of the method.
  • FIG. 1 shows a lateral cross section through a tubing produced according to the invention.
  • the tubbing 1 is provided on its convex-curved outer surface 2 with a membrane 4.
  • the membrane comprises a dispersion adhesive layer 5 and a thermoplastic Schott layer 6, the dispersion adhesive layer 5 facing the tubbing 1.
  • the membrane is arranged over a partial area preferably on at least one, particularly preferably all sides of the outer side surfaces (longitudinal side surfaces 7 and front side surfaces 8) facing the outer surface.
  • the two longitudinal side surfaces 7 are shown.
  • the membrane may extend over the entire outside surfaces 7 and 8 as well.
  • an excellent bond of the dispersion adhesive layer, and thus the membrane ensured with the tubbing and a high rear safety.
  • the enlargement of the contact surface of the contacting membranes in relation to, for example, a membrane which lacks an arrangement on all sides of the outer side facing the outer surface, achieves a higher sealing effect at joints between two segments.
  • a reversibly softenable dispersion adhesive thus allows an overlapping sealing of the outer surface and the outer side surfaces of the tubbing. This seal can be completed very quickly, because after fixing the membrane on the Convex outer surface must be maintained only a short time until the adhesive has solidified sufficiently. Subsequently, the sealing of the outer side surfaces can be carried out, wherein, if necessary, the dispersion adhesive in the region of the edge can be remelted by supplying heat.
  • the protruding edge of the membrane can also be glued to the membrane of an adjacent tubbing, which also leads to an improved sealing effect.
  • the dispersion adhesive layer is fully bonded to the outer surface 2, in particular glued, which leads to an improvement in the rear safety.
  • thermoplastic Schott layer 6 In order to be as suitable as a thermoplastic Schott layer 6, it should be as waterproof as possible and even under prolonged influence of water or moisture, do not decompose or be mechanically damaged. In particular, such materials are suitable as the thermoplastic Schott layer, as they are already used in the prior art for sealing purposes in building construction and civil engineering.
  • thermoplastic Schott layer is made of a material having a softening point of more than 110 ° C, preferably between 140 ° C and 170 ° C.
  • the thermoplastic Schott layer should advantageously have an at least low degree of elasticity, for example, caused by differences in temperature caused by expansion differences between the thermoplastic Schott layer and tubbing To be able to bridge stresses without damaging or cracking the thermoplastic Schott layer and impairing the sealing function of the Schott layer.
  • the thermoplastic bulkhead preferably comprises a material selected from the group consisting of high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE), low density polyethylene (LDPE), polyethylene (PE), polypropylene (PP), Polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyamides (PA), ethylene vinyl acetate (EVA), chlorosulfonated polyethylene and thermoplastic polyolefins (TPO).
  • HDPE high density polyethylene
  • MDPE medium density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PS polystyrene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PA polyamides
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • TPO thermoplastic polyolefins
  • thermoplastic Schott layer contains polyvinyl chloride (PVC).
  • thermoplastic Schott layer consists of more than 50 wt .-%, particularly preferably more than 80 wt .-%, of the aforementioned materials.
  • Processing agents such as fillers, UV and heat stabilizers, plasticizers, lubricants, biocides, flame retardants, antioxidants, pigments, e.g.
  • Titanium dioxide or carbon black, and dyes are referred to as films of the particular material, i. that films made of PVC and these additives are referred to as PVC films or flexible PVC films, even though they are not 100% PVC or
  • Soft PVC exist.
  • a flexible polyvinyl chloride-based thermoplastic Schott which a customary for the field of waterproofing of buildings PVC film
  • PVC films contain in particular plasticizers, typically phthalate plasticizers.
  • plasticizers typically phthalate plasticizers.
  • the use of rigid PVC films would lead to the fact that when bending or bending of the film, as they occur during application of the film but also in use, for example by temperature fluctuations, mechanical loads, such as when walking on or driving on the film break or at least tear, whereby the sealing function could not be guaranteed.
  • a particularly suitable PVC film is that from Sika AG,
  • thermoplastic Schott layer advantageously has a layer thickness in the millimeter range, typically between 0.2 and 15 mm, preferably between 1 and 2 mm.
  • thermoplastic Schott layer advantageously has a layer thickness in the millimeter range, typically between 0.2 and 15 mm, preferably between 1 and 2 mm.
  • a membrane 4 is made by preferably applying the dispersion adhesive composition to the thermoplastic bulkhead layer at room temperature and venting or drying by applying heat to form the dispersion adhesive layer 5. The application is preferably carried out by knife coating, spraying,
  • a dispersion adhesive layer 5 is obtained, which is tack-free at 25 ° C.
  • a membrane is obtained which can be lengthened, cut off, rolled up or processed further directly as required.
  • the tubbing preferably has a the outer side surfaces (7, 8) circumferential sealing groove 10, in which a sealing body 1 1 is arranged, as can be seen in Figure 2.
  • the sealing groove is formed in the tubbing and is located therein, typically pressed, a sealing body.
  • the sealing body 1 1 is typically a hollow body.
  • materials are suitable, which are known as sealing materials for sealing rings and / or water-swellable materials.
  • water-swellable materials in the present document means materials which on contact with water increase their volume to a multiple, typically between 200 and 1000% of the original volume
  • certain water-swellable materials can also react chemically with water of such water-swellable materials are polyurethane-based bulking agents, in particular silane-modified polymers which cure by moisture into an elastic product
  • polyurethane-based bulking agents in particular silane-modified polymers which cure by moisture into an elastic product
  • silane-modified polymers which cure by moisture into an elastic product
  • Another example of such swelling agents is bentonite-butyl rubbers or the acrylic acid grouped together under the name “superabsorbent polymers” (SAP) -based polymers, typically copolymers of acrylic acid and sodium acrylate, for example from BASF SE, Germany.
  • SAP superabsorbent polymers
  • the sealing body 1 1 consists of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM).
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • the tubbing preferably has a sealing coating 12 between the outer surface 2 and the hot-melt adhesive layer 5, as can be seen in FIG. 2 and FIG.
  • the sealing coating is selected from the group consisting of methacrylate resin, polyester resin, epoxy resin, polyurethane, preferably in the form of a dispersion adhesive, and polyurea. Particularly preferred as a sealing coating is epoxy resin. If the coating consists of a dispersion adhesive, it may be the same adhesive that forms the dispersion adhesive layer 5 or a dispersion adhesive different therefrom.
  • Such a sealing coating 12 is advantageous in that thereby the tubbing is protected from the ingress of moisture. This further enhances the sealing effect of the tubbing. Further, in the manufacture of the tubbing, a large loss of moisture during the curing of the green body can be prevented.
  • the sealing coating 12 is typically applied by spraying or brushing on the tubbing. Further, it is advantageous that the sealing coating 12 is at least partially disposed on all outer side surfaces 7, 8, in particular on the area between the outer surface 2 and the seal groove 10. As sealing body 1 1 are all materials in question, which are suitable, the passage of liquids, especially water, to reduce or prevent.
  • the sealing body is made of a thermoplastic or a thermoplastic elastomer.
  • Thermoplastic elastomers have the advantage that the sealing body by a good elasticity against horizontal and vertical displacements, in particular shifts due to mechanical stresses in the building, features.
  • a good elasticity of the seal body prevents cracking or detachment of the seal body and thus a failure of the seal.
  • thermoplastic elastomers in this document are understood as meaning plastics which combine the mechanical properties of vulcanized elastomers with the processability of thermoplastics.
  • thermoplastic elastomers are block copolymers with hard and soft segments or so-called polymer alloys with correspondingly thermoplastic and elastomeric constituents.
  • Further advantageous materials for sealing bodies are materials which are selected from the group consisting of acrylate compounds, polyurethane polymers, silane-terminated polymers and polyolefins.
  • room temperature is understood in the present document, a temperature of 25 ° C.
  • the crossover Temperature often referred to as the yield point, represents the temperature at which the curves of the loss modulus and storage modulus, measured by means of DTMA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis), intersect DTMA measurements using the following DTMA measurement parameters:
  • Stamp 25 mm plate (smooth surface) Measuring gap: (Sample thickness) l mnn
  • Amplitude gamma 1% (corresponds to 0.8 mrad)
  • the dispersion adhesive layer 5 is a non-reactive dispersion adhesive composition.
  • non-reactive dispersion adhesive composition As a "non-reactive" dispersion adhesive composition, this document is directed to a dispersion adhesive composition that does not have polymers that react chemically with each other or with air at room temperature Such non-reactive dispersion adhesive compositions have, in particular, no isocyanate or alkoxysilane or epoxy or (meth) acrylate groups Thus, the non-reactive dispersion adhesive composition contains, in particular, no epoxides, in particular no epoxy-solid resins.
  • non-reactive dispersion adhesive compositions are present as dispersions.
  • a "dispersion” is a heterogeneous mixture of at least two substances which do not dissolve or hardly dissolve or chemically combine with one another, and have two phases
  • such dispersions are heterogeneous mixtures of a solid (suspension) or a liquid (Emulsion) understood in another liquid.
  • the liquid phase of the dispersion is preferably a solvent, in particular an organic solvent with a boiling point
  • the non-reactive dispersion adhesive composition is preferably an aqueous dispersion.
  • the dispersion adhesive composition has a liquid phase and a solid phase.
  • the composition is in the form of a dispersion, it goes without saying that, in this connection, such a solvent is not able to completely dissolve the solid phase of the solid phase or the second liquid.
  • the liquid phase is water.
  • Polyesterpolyol-based polyurethanes are preferably prepared from the reaction of polyisocyanates and preferably polyester polyols solid at room temperature.
  • Polyester polyols in turn are obtained by polycondensation of hydroxycarboxylic acids or the polycondensation of aliphatic and / or aromatic polycarboxylic acids with dihydric or polyhydric alcohols, preferably short-chain polyols, preferably diols or triols having a molecular weight of less than 250 g / mol, in particular less than 150 g / mol, or polyether polyols and dicarboxylic acids or dicarboxylic anhydrides prepared in such a suitable stoichiometry that the reaction products have hydroxyl groups, and thus represent polyester polyols.
  • Particularly preferred polyester polyols are condenser products of ethylene glycol, diethylene glycol,
  • Pentanediol 3-methyl-1, 5-hexanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 8-octanediol, 1, 10-decanediol, 1, 12-dodecanediol, glycerol, 1, 1, 1-trimethylolpropane with organic di- ors Tricarboxylic acids, especially dicarboxylic acids, or their anhydrides or esters such as, for example, succinic, glutaric, adipic, trimethyladipic, suberic, azelaic, sebacic, maleic, fumaric, phthalic, phthalic, isophthalic, terephthalic, trimellitic and trimellitic anhydrides.
  • Tricarboxylic acids especially dicarboxylic acids, or their anhydrides or esters such as, for example, succinic, glutaric, adipic, trimethyladipic, suberic, azelaic, sebacic, maleic
  • Particularly suitable monomers for the preparation of copolymers are selected from the group consisting of (meth) acrylic acid,
  • Such copolymers are especially prepared by free radical emulsion or solvent polymerization. Due to the reaction mechanism, the polymerization takes place via the double bonds. Therefore, the copolymers also no longer have (meth) acrylic acid, (meth) acrylic ester or (meth) acrylamide groups.
  • the non-reactive dispersion adhesive composition is or contains a polyurethane dispersion, in particular polyester dispersion based on a polyurethane polyol.
  • a polyurethane dispersion in particular polyester dispersion based on a polyurethane polyol.
  • the proportion of polyesterpolyol-based polyurethane and copolymer obtained from the radical polymerization of at least two monomers having at least one, preferably one, unsaturated C C double bond in the weight of the total non-reactive dispersion adhesive composition preferably between 30 and 70 wt .-%, in particular between 50 and 40% by weight.
  • the non-reactive dispersion adhesive composition preferably has a liquid phase and a solid phase.
  • the solid phase comprises a polymer which is solid at room temperature. It is further preferred that the solid of the non-reactive
  • Dispersion adhesive composition has a melting temperature of 60-120 ° C, in particular from 70-90 ° C.
  • the non-reactive dispersion adhesive composition is
  • the water content by weight of the entire non-reactive dispersion adhesive composition is preferably from 30 to 70% by weight, more preferably from 40 to 60% by weight.
  • the solid or second liquid phase and the liquid phase are prepared in a conventional manner in the production. Particular preference is given to an in situ preparation, ie precursors which lead to the solid phase or second liquid phase are added to the liquid phase with intensive stirring and reacted with one another. A very suitable method for this is the emulsion polymerization of
  • Dispersions mix dispersions present together.
  • non-reactive dispersion adhesive composition can have further constituents.
  • Particularly suitable as further constituents are constituents which are selected from the group comprising plasticizers, adhesion promoters, UV absorbers, UV and heat stabilizers, optical brighteners, fungicides, pigments, dyes, fillers and drying agents.
  • the dispersion adhesive layer typically has one
  • Application weight of 50 to 1000 g / m 2 in particular from 200 to 800 g / m 2 , preferably 200 to 400 g / m 2 , on.
  • Hotmelt adhesive layer is preferably between 50 and 500 microns, in particular between 100 and 300 microns.
  • the non-reactive dispersion adhesive composition can be applied over the entire surface, in a raster or with a special pattern. Subsequently, the non-reactive dispersion adhesive composition is flashed off. It will be one with a ventilated one
  • Dispersion adhesive layer 5 provided membrane 4 is formed, which is tack-free at room temperature.
  • the venting causes the solvent or water to volatilize.
  • the so-called flash off time i. that time which elapses from application of the non-reactive dispersion adhesive composition until the composition is dry, i. is tack-free, is preferably 10 to 240 minutes, especially 30 to 90 minutes.
  • the bleeding can be accelerated by a bleeding agent.
  • a blower in particular an air blower, preferably with heated air, or an IR radiation source can serve as the venting means.
  • the venting can be carried out at room temperature or at slightly elevated temperature, in particular at a temperature below 60 ° C.
  • the thus prepared dispersion-coated with adhesive dispersion membrane (4) can now be cut to length as required, cut off, rolled up or further processed directly.
  • the rolls with the coated membranes can now be stored or transported as needed.
  • the membrane is preferably produced in one
  • the coated membrane arrives at the construction site preferably in the form of coated membrane from a roll used.
  • This is advantageous in that venting does not have to be done on-site, which, if the dispersion adhesive composition is solvent-based, is workhygienic, safety and ecotoxicologically advantageous because the
  • Evaporating solvents can be trapped in a film factory easier and more efficient and thus prevents the solvents get into the environment or can ignite. In addition, there is no need to wait at the construction site until the dispersion composition has evaporated, thus allowing a much faster work on the construction site. Due to the property that the flashed dispersion adhesive composition is tack-free, the coated film can be easily rolled up and stored as a roll to save space and transport and rewind if necessary. Preferably, individual layers on the roll do not stick together, i. Preferably, in the, especially long, storage does not block the role. However, in certain-not preferred cases, blocking may be indicated by hanging up
  • Release paper in particular a siliconized release paper, on the coated membrane before rolling completely prevent.
  • the membrane is on the surface of the tubbing due to the tackiness of the flashed dispersion adhesive composition
  • the minimum force necessary for displacement can be adjusted on the one hand with the choice of additives (for example fillers) or the film thickness or on the other hand the surface structure of the flashed dispersion adhesive composition can decisively influence the static friction.
  • the static friction can be increased by a rough adhesive surface, which is, for example, the result of a non-uniform adhesive application or a raster-moderate adhesive application.
  • the method according to the invention comprises the step a) placing a membrane 4 having a
  • Tubing 1 faces.
  • the membrane 4 is placed on all the outer surface 2 facing sides of the outer side surfaces 7, 8 of the tubbing.
  • step b) of the process heat is supplied, so that the dispersion adhesive layer 5 melts.
  • step b) heat is applied such that the temperature of the hotmelt adhesive layer 5 does not exceed a temperature which is at least 20 ° C, preferably at least 30 ° C, more preferably at least 40 ° C below the melting point, i. below the softening point, the dispersion adhesive layer.
  • the feeding of the heat in step b) may preferably take place during the
  • step b) Laying the membrane 4 in step a), in particular in the gap 13 formed during the laying between the dispersion adhesive layer 5 and the tubbing 1, take place.
  • step b) the feeding of
  • Dispersion adhesive layer 5 transferred.
  • the membrane 4 is deep-drawn after gluing the outer surface 2 by re-applying heat at least partially over the outer side surfaces.
  • the supply of heat can be done by hot air, flame, induction or dielectric heating.
  • the heat is preferably supplied in such a way that the heat does not exert too great a negative or negative thermal stress on the dispersion adhesive layer 5, the thermoplastic bulkhead layer 6 or the outer surface 2, or the sides of the outer side surfaces 7, 8 facing the outer surface 7, 8 of the tubbing.
  • the dispersion adhesive composition melts, the dispersion adhesive composition becomes at least partially flowable, thereby ensuring intimate contact with the surface of the tubbing.
  • the contact of the dispersion adhesive composition with the surface of the tubbings can be improved with pressure, which is applied for example via a roller, which is preferred in the context of the invention.
  • the heating of the adhesive is carried out in particular to a
  • Adhesive temperature of 60 to 120 ° C, preferably 70 to 90 ° C.
  • step c) downstream of the step c) is the
  • Dispersion adhesive layer 5 is cooled to form an adhesive bond between the membrane 4 and the tubbing 1. This cooling is done
  • the tubbing is to be loaded or committed already after a particularly short time to accelerate the cooling. This can be done, for example, by cooling by a cooling means, for example by a blower, in particular an air blower, the membrane or the tubbing.
  • a cooling means for example by a blower, in particular an air blower, the membrane or the tubbing.
  • Dispersion adhesive layer 5 in step b) can be carried out such that
  • the membrane 4 is placed only on the outer surface 2 and the steps b) and c) are carried out, and thereafter
  • steps b) and c) are performed.
  • the use of a non-reactive dispersion adhesive composition is particularly advantageous because it can be repeatedly melted and cooled again and still the adhesive bond between the membrane and the tubbing is guaranteed. For example, if, during the joining of the outer surface, areas of the dispersion adhesive layer are melted when heat is applied, which in the further step come to lie on a side of the outer side faces 7, 8 facing the outer surface and are connected thereto.
  • Outside surfaces 7, 8 is applied to two separate membranes. However, these must be so interconnected, in particular welded or glued, that the waterproofness is guaranteed.
  • outside surfaces 7, 8 is placed to one and the same membrane acts. Further, it may be advantageous if before and / or during the
  • FIGS. 3 and 4 show steps a) and b) of the method.
  • FIG. 3 shows a first embodiment.
  • the membrane 4 is placed on the outer surface 2 of the tubbing, the dispersion adhesive layer 5 facing the tubbing 1. Especially when the dispersion adhesive layer is tack-free
  • Dispersion adhesive layer is this can be moved on the outer surface, whereby, for example, a final positioning of the membrane is made possible.
  • FIG. 3 shows a variant of step b).
  • the supply of heat in step b) takes place during the laying of the
  • the dispersion adhesive composition melts. As a result, the dispersion adhesive composition becomes soft or slightly sticky and can bond to the tubbing. In the subsequent step c), the dispersion adhesive composition is cooled again, whereby an adhesive bond between the membrane and the tubbing takes place.
  • FIG. 4 shows a further embodiment.
  • Dispersion adhesive layer 5 transferred. As a result of the heat, the dispersion adhesive layer 5 is melted. As a result, the dispersion adhesive composition becomes at least partially fluid and is capable of melting
  • the dispersion adhesive composition is cooled again, whereby an adhesive bond between the membrane and tubbing takes place.
  • the tubbing is preferably suitable for use in tunnels with a diameter of 0.5-50 m.
  • Another aspect of the invention relates to a building, in particular a tunnel, comprising a tubbing according to the invention.
  • the coating weight of SikaTherm®-4100 was 250 g / m 2 .
  • SikaTherm®-4100 has a crossover temperature, determined by DTMA according to the method as described above, of about 1 10 ° C.
  • the resulting membrane was heated at 80 ° C for 10 minutes in a Mathys oven. Subsequently, the coated membranes were applied by applying heat between the plate and membrane (Leister Fön (Electron), 500 ° C) on an optionally pretreated garden plate (conventional concrete walkway slab).
  • the garden plate was also coated with SikaTherm®-4100 using a roller (application weight 250 g / m 2 ), and flashed for 30 minutes at 23 ° C.
  • the garden plate was coated as in the first sample but dried at 70 ° C for 10 minutes.
  • the dispersion adhesive was applied to the plate and membrane with a toothed spatula. The plate and membrane were then dried at 70 ° C for 30 min.
  • the fourth sample was prepared analogously to the first sample, but without the dispersion adhesive being applied to the garden plate.
  • the fifth sample was prepared analogously to the second sample. However, the bonding was carried out by applying the heat to the side of the membrane facing away from the adhesive layer. After cooling each sample for 1-2 minutes, very good strength could be observed by hand.
  • the peel and adhesive in each case 90 ° peel angle was determined in addition, for which the specimens were initially stored for 7 days at 23 ° C.
  • the peeling pull was determined on the basis of DIN EN 1372.
  • the membrane was glued over the entire surface using heat on a garden plate with the dimensions 20x40 cm. Subsequently, parallel to the width with a carpet knife in each case a strip with the

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Abstract

Kern der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Tübbing aus Beton zur Verkleidung eines Tunnels, insbesondere eines Verkehrstunnels, wobei der Tübbing 1 eine konvex-gewölbte Aussenfläche 2 und eine der Aussenfläche 2 gegenüberliegende konkav-gewölbte Innenfläche 3 aufweist, umfassend die Schritte a) Auflegen einer Membran 4 aufweisend eine Dispersionsklebstoffschicht 5 und eine thermoplastische Schottschicht 6 auf die Aussenfläche 2 und weiter auf mindestens eine der Aussenfläche 2 zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen (7, 8) des Tübbing, wobei die Dispersionsklebstoffschicht 5 dem Tübbing 1 zugewandt ist; b) Zuführen von Wärme unter Anschmelzen der Dispersionsklebstoffschicht 5; c) Abkühlen der Dispersionsklebstoffschicht 5 unter Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran 4 und dem Tübbing 1.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES TÜBBING MIT THERMOPLASTISCHER SCHOTTSCHICHT
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Tübbing aus Beton zur Verkleidung eines Tunnels, insbesondere eines Verkehrstunnels.
Stand der Technik
Obwohl auf beliebige Baubereiche anwendbar, werden die vorliegende
Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf einen Verkehrstunnel näher erläutert.
Im maschinellen Tunnelbau mit der Technik des Schildvortriebs kommen häufig stahlarmierte Betonfertigteile für die Innenschale vor. Diese im Fachjargon als Tübbing bezeichneten Betonfertigteile werden in Fertigteilbetonwerken vorfabriziert, bis zur Erreichung der benötigten Betonfestigkeit zwischengelagert und dann je nach Bedarf in die Tunnelröhre zum Einbau verbracht. Dort werden sie im Schutz des Schildes der Tunnelbohrmaschine von einer Tübbingversetzeinrichtung, dem sogenannten "Erektor" aufgegriffen und zu einem Tübbingring zusammengebaut. Nachdem die Tunnelbohrmaschine unter Abstützung gegen die zuletzt eingebauten Tübbings durch hydraulische Pressen vorgetrieben wurde, wird im Schutz des Schildes ein neuer Tübbingring eingebaut. Auf diese Weise arbeitet sich die Maschine "Tübbingring um Tübbingring" durch den Boden, wobei der zwischen Tunnelausbau (Tübbingring) und Boden verbleibende Ringspalt kontinuierlich mit Mörtel gefüllt wird, um z. B. Setzungen vorzubeugen.
Nicht nur klassische Verkehrstunnel, sondern bei Vorliegen besonderer geologischer Verhältnisse auch sogenannte Ver- bzw. Entsorgungstunnel für Haushalte, Gewerbe oder Industrie, die insbesondere in Form durchmessergroßer Sammelleitungen zum zentralen Transport von Abwasser oder Frischwasser oder als Kabeltunnel zur Aufnahme von Hochspannungsleitungen dienen, werden nach vorgeschilderter Segmentbauweise im Tübbingausbauverfahren hergestellt. In all diesen Einsatzbereichen werden aber, sei es zur Einhaltung einer einwandfreien hygienischen Trinkwasserqualität, oder um Funktionsstörungen durch an die Elektroleitungen vordringende Erdfeuchtigkeit zu vermeiden, erhöhte Anforderungen an die Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit der Tübbingverkleidung des Tunnels gestellt.
Aus diesem Grund war bislang beim Tunnelausbau meist ein gesonderter zweiter Arbeitsgang zur abschließenden Versiegelung der dem Tunneläusseren zugewandten, konkav-gewölbten Aussenflächen der Tübbings erforderlich und/oder die Errichtung eines zusätzlichen zweiten Tübbingrings.
Bei einem in der JP H03-212600 beschriebenen Verfahren werden zur Herstellung von mit Polymerverkleidungen versehenen Tübbingelementen unter anderem Haftklebstoffe auf Basis von Kautschuk/Asphalt Mischungen eingesetzt. Nachteilig bei diesen Klebstoffen ist jedoch das über einen längeren Zeitraum auftretende Fließen, das zu einer Enthaftung der Polymerverkleidung von der Betonoberfläche führen kann. Dringt Wasser in diese Hohlräume ein, und ist die Tunnelwand Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt so kann es in der Folge zu einer Beschädigung des Tübbingelements kommen.
Bei dem in der JP 2002-294015 beschriebenen Verfahren wird eine wasserdichte Membran aus Ethylenvinylacetat mit verschiedenen Gehalten an Vinylacetat mit der Betonoberfläche eines Tübbing verbunden. Dies erfolgt durch Angießen des flüssigen Beton an die Membran, wodurch es aufgrund des Basizität des flüssigen Beton zu einer partiellen Hydrolyse der Vinylacetateinheiten im Polymer kommt. Die so freigesetzten Vinylalkoholeinheiten sorgen in der Folge für ein Anhaften der Membran auf dem Beton. Nachteilig an diesem Vorgehen ist jedoch die Beschränkung auf die Verwendung der speziellen Ethylenvinylacetatmischung, die nicht für alle Anwendungen geeignete Abdichtungseigenschaften aufweist. Zudem muss die Membran mit flüssigem Beton in Kontakt gebracht werden, so dass die Membran bei anschliessender Lagerung und Transport des Tübbing beschädigt werden kann. Aufgrund ihrer Grösse weisen Tübbingringe im Herstellungsverfahren einen hohen Platzbedarf während der einzelnen Verfahrensschritte auf, insbesondere wenn sie eine zwischenzeitliche Lagerung bedingen. Eine Verkürzung des Herstellungsverfahrens, insbesondere von Lagerzeiten, ist daher von grossem Interesse.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Herstellung von Tübbings dahingehend zu verbessern, dass sie gegenüber Feuchtigkeit, welche sich auf der Aussenseite des Tübbingrings befindet, geschützt und abgedichtet sind und gleichzeitig ein zügiges Herstellungsverfahren, insbesondere mit kurzen Zwischenlagerungszeiten, zu gewährleisten.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.
Kern der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Tübbing aus Beton zur Verkleidung eines Tunnels, insbesondere eines Verkehrstunnels, wobei der Tübbing 1 eine konvex-gewölbte Aussenfläche 2 und eine der Aussenfläche 2 gegenüberliegende konkav-gewölbte Innenfläche 3 aufweist, umfassend die Schritte a) Auflegen einer Membran 4 aufweisend eine
Dispersionsklebstoffschicht 5 und eine thermoplastische
Schottschicht 6 auf die Aussenfläche 2 und weiter zumindest teilweise auf mindestens eine, insbesondere alle, der Aussenfläche
2 zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen (7, 8) des Tübbing, wobei die Dispersionsklebstoffschicht 5 dem Tübbing 1 zugewandt ist; b) Zuführen von Wärme unter Anschmelzen der
Dispersionsklebstoffschicht 5;
c) Abkühlen der Dispersionsklebstoffschicht 5 unter Bildung eines
Klebverbundes zwischen Membran 4 und dem Tübbing 1 .
Der Tübbing weist eine ringsegmentförmige Struktur auf mit einer konkav gewölbten Innenfläche, die im Einbauzustand zum Tunnelinneren gerichtet ist, und einer gegenüberliegenden, konvex gewölbten Außenfläche, die im Einbauzustand zum umgebenden Erdreich gerichtet ist. Seitlich verbunden werden diese beiden Flächen über vier weitere Flächen, zwei Längsseitenflächen, die im Einbauzustand an den entsprechenden Längsseitenflächen der benachbarten Tübbings desselben Tübbingrings anliegen, und zwei Stirnseitenflächen, die im Einbauzustand an den entsprechenden Stirnseitenflächen der benachbarten Tübbings eines angrenzenden Tübbingrings anliegen.
Das Verfahren lässt sich vorteilhaft weiterbilden, indem die Membran zunächst auf der Außenfläche so befestigt, vorzugsweise verklebt, wird, dass die
Membran mindestens eine über die konvexe Aussenfläche des Tübbing hinausstehende Kante aufweist, und die Dispersionsklebstoffschicht
anschließend im Bereich der hinausstehenden Kante der Membran nach dem Schritt c) gegebenenfalls durch Zuführen von Wärme angeschmolzen und unter Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran (4) und der
Außenseitenfläche des Tübbing oder der Membran eines angrenzenden Tübbing abgekühlt wird.
Durch die im erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Tübbings ist kein gesonderter zweiter Arbeitsgang zur abschließenden Versiegelung der dem Tunneläusseren zugewandten, konkav-gewölbten Aussenflächen der Tübbings erforderlich. Auch entfällt ein möglicher zweiter Tübbingring. Weiter können Tübbings mit geringeren Wanddicken verwendet/hergestellt werden, da sie herkömmlichen Tübbings in Bezug auf Wasserdichtheit und Beständigkeit gegenüber korrosivem Grundwasser weit überlegen sind. Beides führt zu einer Verringerung des Platzbedarfs der Tunnelwand und dadurch zu einem Innenraumgewinn und zu einer Verringerung des benötigten Baumaterials. Ferner erlauben die erfindungsgemäss hergestellten Tübbings die Verwendung von alternativen, weniger wasserdichten und weniger korrosionsbeständigen Betonarten. Weiter verfügen Tübbingringe aus Tübbings, welche im erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden, über eine hervorragende Hinterlaufsicherheit und Dichtigkeit.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung einer Dispersionsklebstoffschicht zur Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran und dem Tübbing nach einigen Minuten bereits hohe Kräfte zwischen dem verklebten Substrat übertragen werden können. So können beispielsweise die im Betonfertigteilwerk eingesetzten Greifer (meist Vakuumgreifer) kurz nach Abkühlen der Dispersionsklebstoffschicht den Tübbing verschieben. Dieser schnelle Festigkeitsaufbau ist dahingehend vorteilhaft, dass für die Verklebung keine mechanischen Fixierungsmittel wie Klemmen oder dergleichen benötigt werden. Weiter ermöglicht dies ein zügiges Herstellungsverfahren mit kurzen Zwischenlagerungszeiten. Weiterhin wird nach der Verklebung der Aussenfläche durch Eintrag von Hitze ein Tiefziehen der Membran über die Aussenseitenflächen ermöglicht, wodurch die Notwendigkeit eines Verschweißens der Membran an der Grenze zweier Aussenseitenflächen vermieden wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt Figur 1 einen seitlichen Querschnitt durch einen Tübbing. Es zeigt Figur 2 einen weiteren seitlichen Querschnitt durch einen Tübbing.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Schritte a) und b) des Verfahrens.
Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Weg zur Ausführung der Erfindung
In der Figur 1 ist ein seitlicher Querschnitt durch einen erfindungsgemäss hergestellten Tübbing gezeigt.
Der Tübbing 1 ist an seiner konvex-gewölbten Aussenfläche 2 mit einer Membran 4 versehen.
Die Membran umfasst eine Dispersionsklebstoffschicht 5 und eine thermoplastische Schottschicht 6, wobei die Dispersionsklebstoffschicht 5 dem Tübbing 1 zugewandt ist.
Die Membran ist über einen Teilbereich vorzugsweise auf mindestens einer, besonders bevorzugt allen der Aussenfläche zugewandten Seiten der Aussenseiten-flächen (Längsseitenflächen 7 und Stirnseitenflächen 8) angeordnet. In Figur 1 sind die beiden Längsseitenflächen 7 gezeigt. Obwohl nicht bevorzugt kann sich die Membran jedoch auch über die ganzen Aussenseitenflächen 7 und 8 erstrecken. Dadurch sind unter anderem ein ausgezeichneter Verbund der Dispersionsklebstoffschicht, und somit der Membran, mit dem Tübbing und eine hohe Hinterlaufsicherheit gewährleistet. Weiter wird durch die Vergrösserung der Kontaktfläche der sich berührenden Membranen, gegenüber bspw. einer Membran welcher eine Anordnung auf allen der Aussenfläche zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen fehlt, an Stossstellen zwischen zwei Tübbings eine höhere Dichtungswirkung erreicht. Die Verwendung eines reversibel aufweichbaren Dispersionsklebstoffs erlaubt so eine ineinander übergehende Abdichtung der Aussenfläche und der Aussenseitenflächen des Tübbings. Diese Abdichtung kann sehr schnell abgeschlossen werden, da nach dem Befestigen der Membran auf der konvexen Aussenfläche nur eine kurze Zeit gewartet werden muss bis sich der Klebverbund hinreichend verfestigt hat. Anschließend kann die Abdichtung der Aussenseitenflächen vorgenommen werden, wobei erforderlichenfalls der Dispersionsklebstoff im Bereich der Kante durch Zuführen von Wärme erneut angeschmolzen kann.
Zudem kann die überstehende Kante der Membran auch mit der Membran eines angrenzenden Tübbings verklebt werden, was ebenfalls zu einer verbesserten Dichtungswirkung führt.
Darüber hinaus ist es möglich, die Aussen- und Seitenflächen in einem kontinuierlichen Prozess mit der Membran zu verkleben, in dem zwischen dem Verkleben der Aussenfläche und den Seitenflächen mit der Membran nicht bis zur Verfestigung des Klebverbunds zwischen Aussenfläche und Membran abgewartet wird.
Vorzugsweise ist die Dispersionsklebstoffschicht vollflächig mit der Aussenfläche 2 verbunden, insbesondere verklebt, was zu einer Verbesserung der Hinterlaufsicherheit führt.
Um als thermoplastische Schottschicht 6 möglichst geeignet zu sein, sollte sie möglichst wasserdicht sein und sich auch unter längerem Einfluss von Wasser, beziehungsweise Feuchtigkeit, nicht zersetzen oder mechanisch beschädigt werden. Als thermoplastische Schottschicht sind insbesondere derartige Materialien geeignet, wie sie für Abdichtungszwecke im Hoch- und Tiefbau bereits im Stand der Technik eingesetzt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die thermoplastische Schottschicht aus einem Material mit einem Erweichungspunkt von über 1 10°C, bevorzugt zwischen 140 °C und 170°C, gefertigt ist. Die thermoplastische Schottschicht sollte vorteilhaft ein zumindest geringes Ausmass an Elastizität aufweisen, um beispielsweise durch Temperaturen verursachte Ausdehnungsunterschiede zwischen thermoplastischer Schottschicht und Tübbing verursachte Spannungen überbrücken zu können, ohne dass die thermoplastische Schottschicht beschädigt wird oder reisst und die Dichtfunktion der Schottschicht beeinträchtigt wird. Die thermoplastische Schottschicht umfasst bevorzugt ein Material, welches ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mit mittlerer Dichte (MDPE), Polyethylen mit tiefer Dichte (LDPE), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Ethylen- Vinylacetat (EVA), chlorsulfoniertes Polyethylen und thermoplastische Polyolefine (TPO).
Besonders bevorzugt enthält die thermoplastische Schottschicht Polyvinylchlorid (PVC).
Vorzugswiese besteht die thermoplastische Schottschicht zu mehr als 50 Gew.-%, insbesondere bevorzugt zu mehr als 80 Gew.-%, aus den vorgehend genannten Materialien. Zusätzlich kann die thermoplastische Schottschicht Zusatzstoffe und
Verarbeitungsmittel, wie Füllstoffe, UV- und Hitzestabilisatoren, Weichmacher, Gleitmittel, Biozide, Flammschutzmittel, Antioxidantien, Pigmente wie z.B.
Titandioxid oder Russ, und Farbstoffe enthalten. Derartige Folien werden trotz der Tatsache, dass sie nicht zu 100 % aus einem thermoplastische Material bestehen, als Folien aus dem jeweiligen Material bezeichnet, d.h. dass Folien, die aus PVC und diesen Zusatzstoffen bestehen, als PVC-Folien bzw. Weich- PVC-Folien bezeichnet werden, obwohl sie nicht zu 100% aus PVC bzw.
Weich-PVC bestehen. Als flexible Polyvinylchlorid-basierte thermoplastische Schottschicht ist insbesondere eine für das Gebiet der Abdichtung von Gebäuden übliche PVC- Folie, insbesondere eine Weich-PVC-Folie, geeignet. Derartige PVC-Folien enthalten insbesondere Weichmacher, typischerweise Phthalat-Weichmacher. Um als Schottschicht in der Praxis eingesetzt werden zu können, ist es wichtig, dass diese PVC-Folien flexibel sind. Die Verwendung von starren PVC-Folien würde dazu führen, dass beim Biegen bzw. Umbiegen der Folie, wie sie beim Aufbringen der Folie aber auch im Gebrauch, beispielsweise durch Temperaturschwankungen, mechanische Belastungen, wie z.B. beim Begehen oder Befahren der Folie, erfolgen, brechen oder zumindest einreissen würden, wodurch die Abdichtfunktion nicht gewährleistet werden könnte.
Zudem ist es in der Praxis fast unumgänglich, dass die Abdichtungsfolie in Rollenform auf die Baustelle geliefert werden muss. Ein starres PVC kann jedoch nicht gerollt werden.
Eine besonders geeignete PVC-Folie ist das von der Sika AG,
Schweiz, angebotene Produkt Sikaplan® WP 1 100-21 HL.
Die thermoplastische Schottschicht weist vorteilhaft eine Schichtdicke im Millimeterbereich auf, typischerweise zwischen 0.2 und 15 mm, bevorzugt zwischen 1 und 2 mm. Vorzugsweise handelt es sich bei der thermoplastischen Schottschicht
6 um flexible, d.h. biegsame, flächige Folien. Thermoplastische Schottschichten werden beispielsweise durch Kalandrieren oder Extrusion hergestellt. Typischerweise wird eine Membran 4 hergestellt, indem zur Bildung der Dispersionklebstoffschicht 5 die Dispersionsklebstoffzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur auf die thermoplastische Schottschicht aufgetragen und abgelüftet oder durch Zufuhr von Wärme getrocknet wird. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise durch Aufrakeln, Besprühen,
Bestreichen, Aufstempeln, Aufwalzen, Aufgiessen, Aufpinseln, Aufrollen, Eintauchen oder Aufextrudieren. Vorzugsweise wird eine Dispersionklebstoffschicht 5 erhalten, welche bei 25°C klebfrei ist.
Vorzugsweise wird eine Membran erhalten, welche nach Bedarf ab- gelängt, abgeschnitten, aufgerollt oder direkt weiter verarbeitet werden kann.
Der Tübbing weist vorzugsweise eine die Aussenseitenflächen (7, 8) umlaufende Dichtungsnut 10 auf, in welcher ein Dichtungskörper 1 1 angeordnet ist, wie dies in Figur 2 ersichtlich ist. Die Dichtungsnut ist in den Tübbing eingeformt und darin befindet sich, typischerweise eingepresst, ein Dichtungskörper. Bei dem Dichtungskörper 1 1 handelt es sich typischerweise um einen Hohlkörper. Als Material für den Dichtungskörper sind insbesondere Materialien geeignet, die als Dichtmaterialien für Dichtringe bekannt sind und/oder wasserquellbare Materialien. Unter dem Begriff „wasserquellbare Materialien" werden im vorliegenden Dokument Materialien verstanden, welche bei Kontakt mit Wasser ihr Volumen auf ein mehrfaches vergrössern, typischerweise zwischen 200 - 1000% des ursprünglichen Volumens. Zusätzlich zur Volumenvergrösserung können gewisse wasserquellbare Materialien auch mit Wasser chemisch reagieren. Beispiele von solchen wasserquellbare Materialien sind Quellstoffe auf Polyurethanbasis, insbesondere silanmodifizierte Polymere, die durch Feuchtigkeit zu einem elastischen Produkt aushärten. Ein weiteres Beispiel für solche Quellstoffe sind Bentonit-Butyl-Kautschuke oder die unter dem Namen "Superabsorber" (Superabsorbent Polymers, SAP) zusammengefassten Acrylsäure-basierten Polymere, typischerweise Copolymere aus Acrylsäure und Natriumacrylat, beispielsweise von BASF SE, Deutschland.
Besonders bevorzugt besteht der Dichtungskörper 1 1 aus Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).
Dies ist von Vorteil, weil dadurch an den Stossstellen zwischen zwei Tübbings eine weitere Barriere für eindringendes Wasser errichtet und so eine höhere Dichtungswirkung erreicht wird. Der Tübbing weist vorzugsweise zwischen der Aussenfläche 2 und der Heissschmelzklebstoffschicht 5 eine abdichtende Beschichtung 12 auf, wie dies in Figur 2 und Figur 3 ersichtlich ist. Die abdichtende Beschichtung ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methacrylatharz, Polyesterharz, Epoxydharz, Polyurethan, vorzugsweise in Form eines Dispersionsklebstoffs, und Polyharnstoff. Besonders bevorzugt als abdichtende Beschichtung ist Epoxydharz. Besteht die Beschichtung aus einem Dispersionsklebstoff, kann es dabei sich um den selben Klebstoff, der die Dispersionsklebstoffschicht 5 bildet, oder um einen davon unterschiedlichen Dispersionsklebstoff handeln.
Eine solche abdichtende Beschichtung 12 ist dahingehend von Vorteil, dass dadurch der Tübbing vor Eindringen von Feuchtigkeit geschützt wird. Weiter verstärkt dies die Dichtwirkung des Tübbings. Weiter kann bei der Herstellung des Tübbings ein starker Verlust von Feuchtigkeit bei der Aushärtung des Grünkörpers verhindert werden. Die abdichtende Beschichtung 12 wird typischerweise durch Aufsprühen oder Aufstreichen auf den Tübbing aufgebracht. Weiter ist es vorteilhaft, dass die abdichtende Beschichtung 12 mindestens teilweise auf allen Aussenseitenflächen 7, 8 angeordnet ist, insbesondere auf dem Bereich zwischen der Aussenfläche 2 und der Dichtungsnut 10. Als Dichtungskörper 1 1 kommen alle Materialien in Frage, welche geeignet sind, den Durchgang von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, zu reduzieren, respektive zu verhindern.
Vorzugsweise besteht der Dichtungskörper aus einem Thermoplast oder einem thermoplastischen Elastomer. Thermoplastische Elastomere haben den Vorteil, dass der Dichtungskörper dadurch über eine gute Elastizität gegenüber Horizontal- und Vertikalverschiebungen, insbesondere Verschiebungen aufgrund von mechanischen Spannungen im Bauwerk, verfügt. Eine gute Elastizität des Dichtungskörpers verhindert ein Reissen oder Ablösen des Dichtungskörpers und somit ein Versagen der Dichtung.
Als thermoplastische Elastomere werden in diesem Dokument Kunststoffe verstanden, welche die mechanischen Eigenschaften von vulkanisierten Elastomeren mit der Verarbeitbarkeit von Thermoplasten vereinen. Typischerweise sind derartige thermoplastische Elastomere Block- Copolymere mit Hart- und Weichsegmenten oder so genannte Polymerlegierungen mit entsprechend thermoplastischen und elastomeren Bestandteilen.
Weitere vorteilhafte Materialien für Dichtungskörper sind Materialien, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylatverbindungen, Polyurethanpolymeren, Silan-terminierten Polymeren und Polyolefinen.
Als„Raumtemperatur" wird im vorliegenden Dokument eine Temperatur von 25°C verstanden.
Unter„anschmelzen" bzw.„Anschmelzen" wird im vorliegenden
Dokument das Erwärmen der Dispersionsklebstoffzusammensetzung auf eine Temperatur, welche über der sogenannten Crossover-Temperatur („Tc/OSSOve/-") liegt und welche unter dem Erweichungspunkt, gemessen nach der Ring & Kugel-Methode gemäss DIN EN 1238, liegt. Die Crossover-Temperatur, vielfach auch als Fliessgrenze bezeichnet, stellt diejenige Temperatur dar, bei der sich die Kurven des Verlustmoduls und Speichermodul, gemessen mittels DTMA (Dynamisch-Mechanisch-Thermische Analyse) schneiden. Im Rahmen dieser Erfindung wird für die Bestimmung der Crossover-Temperatur mittels DTMA Messungen die folgenden DTMA- Messparameter verwendet:
Gerät : Anton Paar MCR 300 SN 616966
Software US V2.3
Stempel: 25 mm Platte (glatte Oberfläche) Messspalt: (Probendicke)l mnn
Temperatur-Rampe: 200°C - 90°C mit -1 °C/min
Frequenz der Oszillation: 1 Hz
Amplituden gamma: 1 % (entspricht 0.8 mrad)
Das Anschmelzen erfolgt typischerweise bei einer Temperatur, die wesentlich, d.h. mindestens 20°C, insbesondere mindestens 30°C, bevorzugt mindestens 40°C, unterhalb des Erweichungspunktes liegt. Vorzugsweise besteht die Dispersionklebstoffschicht 5 aus einer nichtreaktiven Dispersionsklebstoffzusammensetzung.
Als„nichtreaktive" Dispersionsklebstoffzusammensetzung gilt in diesem Dokument eine Dispersionsklebstoffzusammensetzung, welche keine Polymere aufweist, die chemisch miteinander oder mit Bestandteilen der Luft bei Raumtemperatur reagieren. Derartige nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung weisen insbesondere keine Isocyanat- oder Alkoxysilan- oder Epoxid- oder (Meth)acrylat-Gruppen aufweisende Polymere auf. Somit enthält die nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung insbesondere keine Epoxide, insbesondere keine Epoxidfestharze.
Des Weiteren liegen nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzungen als Dispersionen vor. Eine„Dispersion" stellt ein heterogenes Gemisch aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden, dar und weist zwei Phasen auf. Im Rahmen dieser Erfindung werden als Dispersionen derartige heterogene Gemische eines Festkörpers (Suspension) oder einer Flüssigkeit (Emulsion) in einer anderen Flüssigkeit verstanden.
Die flüssige Phase der Dispersion ist vorzugsweise ein Lösungsmittel, insbesondere ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt bei
Normdruck von tiefer als 120°C, bevorzugt tiefer als 90°C, oder Wasser. Bevorzugt ist die flüssige Phase Wasser. Deshalb ist die nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung bevorzugt eine wässrige Dispersion. Bevorzugt weist die Dispersionsklebstoffzusammensetzung eine Flüssigphase und eine Festkörperphase auf.
Da die Zusammensetzung als Dispersion vorliegt, versteht es von selbst, dass in diesem Zusammenhang ein derartiges Lösungsmittel nicht in der Lage ist den Festkörper der Festkörperphase oder die zweite Flüssigkeit vollständig zu lösen. Meist bevorzugt stellt die Flüssigphase Wasser dar.
Als besonders gut geeignet haben sich einerseits nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzungen auf Polyesterpolyol basierenden Polyurethandispersionen sowie andererseits Dispersionen, welche Copolymere aus der radikalischen Polymerisation von mindestens zwei unterschiedlichen Monomeren, welche mindestens eine, bevorzugt eine ungesättigte C=C- Doppelbindung, erhalten werden, enthalten, erhalten werden, gezeigt.
Polyesterpolyol basierende Polyurethane werden vorzugsweise aus der Umsetzung von Polyisocyanaten und vorzugsweise bei Raumtemperatur festen Polyesterpolyolen hergestellt. Polyesterpolyole ihrerseits werden durch Polykondensation von Hydroxycarbonsäuren oder der Polykondensation von aliphatischen und/oder aromatischen Polycarbonsäuren mit zwei- oder mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise aus kurzkettigen Polyolen, vorzugsweise Diolen oder Triolen mit einem Molekulargewicht von weniger als 250 g/mol, insbesondere von weniger als 150 g/mol, oder Polyetherpolyolen und Di- carbonsäuren oder Dicarbonsäureanhydriden hergestellt in einer derart geeigneten Stöchiometrie, dass die Umsetzungsprodukte Hydroxylgruppen aufweisen, und somit Polyesterpolyole darstellen. Besonders bevorzugt als Polyesterpolyole sind Kondesationsprodukte aus Ethylenglykol, Diethylenglykol,
Propylenglykol, Dipropylenglykol, Neopentylglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-
Pentandiol, 3-Methyl-1 ,5-hexandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8-Octandiol, 1 ,10-Decan- diol, 1 ,12-Dodecandiol, Glycerin, 1 ,1 ,1 -Trimethylolpropan mit organischen Dioder Tricarbonsäuren, insbesondere Dicarbonsäuren, oder deren Anhydride oder Ester, wie beispielsweise Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Tri- methyladipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthal- säure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid.
Besonders geeignete Monomere für die Herstellung von Copolymere sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylsäure,
(Meth)acrylsäureester, (Meth)acrylsäureamide, Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Butadien, Isopren, Styrol, Acrylonitril, Vinylester und Allylether. Derartige Copolymer werden insbesondere durch radikalische Emulsionsoder Lösungsmittelpolymerisation hergestellt. Aufgrund des Reaktionsmechanismus erfolgt die Polymerisation über die Doppelbindungen. Deshalb weisen die Copolymere auch keine (Meth)acrylsäure-, (Meth)acrylsäureester- oder (Meth)acrylsäureamid-Gruppen mehr auf.
Als besonders bevorzugt als derartige Copolymere gelten
Ethylen/Vinylacetat-Copolymere.
Vorzugsweise ist oder enthält die nichtreaktive Dispersionsklebstoff- Zusammensetzung eine Polyurethandispersion, insbesondere auf einem Polyesterpolyol basierende Polyurethandispersion. Ein solcher
Dispersionsklebstoff ist beispielsweise unter dem Handelsnamen SikaTherm®- 4100 von Sika erhältlich. Als besonders geeignet hat sich gezeigt, dass die nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung eine Polyurethandispersion, insbesondere auf einem Polyesterpolyol basierende Polyurethandispersion, sowie mindestens ein Copolymer, erhalten aus der radikalischen Polymerisation von mindestens zwei Monomeren mit mindestens einer, bevorzugt einer, ungesättigten C=C- Doppelbindung, bevorzugt ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, enthält, wobei das Gewichtverhältnis zwischen Polyurethandispersion und Copolymer aus mindestens zwei Monomeren mit einer ungesättigten C=C-Doppelbindung einen Wert von 100 : 0 - 30 : 70, insbesondere von 50 : 50, beträgt. Der Anteil an Polyesterpolyol basierende Polyurethan und Copolymer, erhalten aus der radikalischen Polymerisation von mindestens zwei Monomeren mit mindestens einer, bevorzugt einer, ungesättigten C=C-Doppelbin- dung am Gewicht der gesamten nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung vorzugsweise zwischen 30 und 70 Gew.-%, insbesondere zwischen 50 und 40 Gew.-%.
Bevorzugt weist die nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammen- setzung eine Flüssigphase und eine Festkörperphase auf.
Die Festkörperphase umfasst insbesondere ein bei Raumtemperatur festes Polymer. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Festkörper der nichtreaktiven
Dispersionsklebstoffzusammensetzung eine Schmelztemperatur von 60 - 120 °C, insbesondere von 70 - 90 °C, aufweist.
Als bei Raumtemperatur feste Polymere sind insbesondere die bereits erwähnten und bevorzugten Polyesterpolyol basierenden Polyurethane und Copolymere, welche aus der radikalischen Polymerisation von mindestens zwei Monomeren mit mindestens einer, vorzugsweise einer, ungesättigten C=C-Doppelbindung erhalten werden. Die nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung ist
vorzugsweise eine wässrige Dispersion.
Bei eine derartigen wässrigen Dispersion beträgt der Wasseranteil am Gewicht der gesamten nichtreaktiven Dispersionsklebstoffzusammensetzung vorzugsweise zwischen 30 und 70 Gew.-%, insbesondere zwischen 40 und 60 Gew.-%. Die feste bzw. zweite flüssige Phase und die flüssige Phase werden auf bei der Herstellung übliche Art und Weise hergestellt. Insbesondere bevorzugt wird eine In-situ-Herstellung bevorzugt, d.h. es werden Vorstufen, welche zur der Festkörper- bzw. zweiten Flüssigphase führen in die Flüssig- phase, unter intensivem Rühren zugegeben und miteinander reagiert. Eine sehr geeignete Methode hierfür ist die Emulsionspolymerisation von
mindestens zwei Monomeren mit einer ungesättigten C=C-Doppelbindung in der Flüssigphase, welche direkt zu einer erwünschten Dispersion führen kann. Es ist zuweilen auch vorteilhaft zwei oder mehrere bereits als
Dispersionen vorliegende Dispersionen miteinander zu mischen.
Die Herstellung von derartigen nichtreaktiven Dispersionsklebstoffzusammensetzungen erfolgt in dem Fachmann bekannter Art und Weise. Um möglichst gute Dispersionen zu erhalten, wird bevorzugt, dass bei der
Herstellung hochtourige Mischer, insbesondere Rotor-Stator-Dispergatoren, benutzt werden.
Weiterhin kann die nicht-reaktive Dispersionsklebstoff- Zusammensetzung weitere Bestandteile aufweisen. Als weitere Bestandteile geeignet sind insbesondere Bestandteile, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Weichmacher, Haftvermittler, UV-Absorptionsmittel, UV- und Wärmestabilisatoren, optische Aufheller, Fungizide, Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe und Trocknungsmittel.
Die Dispersionsklebstoffschicht weist typischerweise ein
Auftragsgewicht von 50 bis 1000 g/m2, insbesondere von 200 bis 800 g/m2 , vorzugsweise 200 bis 400 g/m2, auf. Die Schichtdicke der
Heissschmelzklebstoffschicht beträgt vorzugsweise zwischen 50 und 500 Mikrometer, insbesondere zwischen 100 und 300 Mikrometer. Das Auftragen der nicht-reaktiven Dispersionsklebstoffzusammen- setzung kann vollflächig, rastermässig oder mit einem speziellen Muster erfolgen. Anschliessend wird die nicht-reaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung abgelüftet. Es wird hierbei eine mit einer abgelüfteten
Dispersionsklebstoffschicht 5 versehene Membran 4 gebildet, welche bei Raumtemperatur klebfrei ist. Das Ablüften bewirkt, dass das Lösungsmittel bzw. das Wasser sich verflüchtigt. Die sogenannte Ablüftezeit, d.h. diejenige Zeit, welche ab Auftrag der nichtreaktive Dispersionsklebstoffzusammensetzung verstreicht, bis die Zusammensetzung trocken, d.h. klebfrei, ist beträgt vorzugsweise 10 bis 240 Minuten, insbesondere 30 bis 90 Minuten.
Das Ablüften kann durch ein Ablüftemittel beschleunigt werden. Als Ablüftemittel kann beispielsweise ein Gebläse, insbesondere ein Luftgebläse, vorzugsweise mit erwärmter Luft, oder eine IR-Strahlungsquelle dienen. Das Ablüften kann bei Raumtemperatur oder bei leicht erhöhter Temperatur erfolgen, insbesondere bei einer Temperatur unter 60°C.
Die derart hergestellte mit Dispersionsklebstoffzusammensetzung beschichtete abgelüftete Membran (4) kann nun je nach Bedarf abgelängt, abgeschnitten, aufgerollt oder direkt weiter verarbeitet werden. Die Rollen mit den beschichteten Membranen können nun je nach Bedarf gelagert oder transportiert werden.
Die Herstellung der Membran erfolgt vorzugsweise in einem
industriellen Prozess in einem Folienwerk und die beschichtete Membran gelangt auf der Baustelle vorzugsweise in Form von beschichtete Membran ab einer Rolle zum Einsatz. Die ist dahingehend vorteilhaft, als dass das Ablüften nicht auf der Baustelle erfolgen muss, was - falls die Dispersionsklebstoffzusammensetzung Lösungsmittel-basierend ist - arbeitshygjenisch, sicherheitstechnisch und ökotoxikologisch vorteilhaft ist, weil die
verdunstenden Lösungsmittel in einem Folienwerk einfacher und effizient abgefangen werden können und damit verhindert wird, dass die Lösungsmittel in die Umwelt gelangen bzw. sich entzünden können. Zudem muss auf der Baustelle nicht gewartet werden, bis die Dispersionszusammensetzung abgelüftet ist, was somit ein stark beschleunigtes Arbeiten auf der Baustelle erlaubt. Aufgrund der Eigenschaft, dass die abgelüftete Dispersionsklebstoffzusammensetzung klebfrei ist, lässt sich die beschichtete Folie einfach aufrollen und so als Rolle platzsparend lagern und transportieren und bei Bedarf wieder abrollen. Vorzugsweise verkleben einzelne Schichten auf der Rolle nicht miteinander, d.h. vorzugsweise entsteht bei der, vor allem langen, Lagerung kein Blocken der Rolle. In gewissen -nicht bevorzugten- Fällen kann es jedoch angezeigt sein, das Blocken durch ein Auflegen eines
Trennpapieres, insbesondere eines silikoniserten Trennpapieres, auf die beschichtete Membran vor dem Rollen, vollständig zu verhindern.
Die Membran ist auf der Oberfläche des Tübbings aufgrund der Klebfreiheit der abgelüftete Dispersionsklebstoffzusammensetzung
verschiebbar. Aufgrund des Eigengewichtes der mit Klebstoff beschichten Membran wird jedoch für dieses Verschieben einer gewisse Mindestkraft benötigt. Dies ist deshalb von Vorteil, weil dadurch ein nicht gewolltes
Verschieben verhindert werden kann. Somit wird zum Beispiel bei
abschüssigen Oberflächen ein nichtgewolltes Abrutschen oder ein Wegwehen durch geringe Winde weitgehend verhindert. Die für ein Verschieben notwendige Mindestkraft kann einerseits mit der Wahl der Zusatzstoffe (z.B. Füllstoffe) oder der Foliendicke eingestellt werden oder andererseits kann die Oberflächenstruktur der abgelüfteten Dispersionsklebstoffzusammensetzung die Haftreibung massgebend beeinflusst werden. So lässt sich beispielsweise die Haftreibung durch eine raue Klebstoffoberfläche vergrössern, welche zum Beispiel das Resultat eines ungleichmässigen Klebstoffauftrags oder eines rastermässigen Klebstoffauftrags ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst den Schritt a) Auflegen einer Membran 4 aufweisend eine
Dispersionsklebstoffschicht 5 und eine thermoplastische Schottschicht 6 auf die Aussenfläche 2 und weiter auf mindestens der Aussenfläche 2 zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen 7, 8 des Tübbing, wobei die Dispersionsklebstoffschicht 5 dem
Tübbing 1 zugewandt ist.
Vorzugsweise wird die Membran 4 auf alle der Aussenfläche 2 zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen 7, 8 des Tübbing aufgelegt.
In einem weiteren Schritt b) des Verfahrens wird Wärme zugeführt, so dass die Dispersionsklebstoffschicht 5 anschmilzt.
In Schritt b) erfolgt das Zuführen von Wärme vorzugsweise derart, dass die Temperatur der Heissschmelzklebstoffschicht 5 eine Temperatur nicht überschreitet, welche mindestens 20°C, vorzugsweise mindestens 30°C„ insbesondere mindestens 40°C unter dem Schmelzpunkt, d.h. unter dem Erweichungspunkt, der Dispersionsklebstoffschicht liegt. Das Zuführen der Wärme in Schritt b) kann vorzugsweise während des
Auflegens der Membran 4 in Schritt a), insbesondere in den während des Auflegens zwischen Dispersionsklebstoffschicht 5 und dem Tübbing 1 gebildeten Spalt 13, erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt in Schritt b) das Zuführen von
Wärme auf der der Dispersionsklebstoffschicht 5 entgegen gesetzten Seite der Membran 4 und wird über die thermoplastische Schottschicht 6 auf die
Dispersionsklebstoffschicht 5 übertragen. Vorzugsweise wird die Membran 4 dabei nach dem Verkleben der Aussenfläche 2 durch erneutes Zuführen von Wärme zumindest teilweise über die Aussenseitenflächen tiefgezogen.
Dadurch entsteht ein durchgehender Flächen/Kanten Verbund. Das Zuführen von Wärme kann durch Heissluft, Flamme, Induktion oder dielektrischer Erwärmung erfolgen. Das Zuführen der Wärme erfolgt vorzugsweise derart, dass die Wärme die Dispersionsklebstoffschicht 5, die thermoplastische Schottschicht 6 oder die Aussenfläche 2, respektive die der Aussenfläche zugewandte Seiten der Aussenseitenflächen 7, 8, des Tübbing thermisch nicht zu stark negativ belastet oder gar zerstört.
Dadurch, dass die Dispersionsklebstoffzusammensetzung anschmilzt, wird die Dispersionsklebstoffzusammensetzung zumindest teilweise fliessfähig, wodurch ein inniger Kontakt zur Oberfläche des Tübbingsgewährleistet wird. Der Kontakt der Dispersionsklebstoffzusammensetzung mit der Oberfläche des Tübbings kann mit Druck, der beispielsweise über eine Walze aufgebracht wird, verbessert werden, was im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist. Die Erwärmung des Klebstoffs erfolgt dabei insbesondere auf eine
Klebstofftemperatur von 60 bis 120°C, bevorzugt 70 bis 90°C.
In einem dem Schritt b) nachgelagerten Schritt c) wird die
Dispersionsklebstoffschicht 5 unter Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran 4 und dem Tübbing 1 abgekühlt. Dieses Abkühlen erfolgt
typischerweise ohne weitere Hilfsmittel. In gewissen Fällen kann es jedoch angebracht und von Vorteil sein, wenn der Tübbing nach besonders kurzer Zeit bereits belastet oder begangen werden soll, das Abkühlen zu beschleunigen. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem durch ein Abkühlmittel, bei- spielsweise durch ein Gebläse, insbesondere ein Luftgebläse, die Membran oder der Tübbing gekühlt wird.
Das Zuführen von Wärme unter Anschmelzen der
Dispersionsklebstoffschicht 5 in Schritt b) kann derart erfolgen, dass
-in einem Schritt die Membran 4 nur auf die Aussenfläche 2 aufgelegt wird und die Schritte b) und c) ausgeführt werden, und danach
-in einem weiteren Schritt die Membran 4 weiter auf alle der
Aussenfläche zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen 7, 8 aufgelegt wird und die Schritte b) und c) ausgeführt werden. Bei einem solchen Verfahren ist die Verwendung einer nichtreaktiven Dispersionsklebstoffzusammensetzung besonders vorteilhaft, da diese wiederholt aufgeschmolzen und wieder abgekühlt werden kann und trotzdem der Klebverbund zwischen Membran und dem Tübbing gewährleistet ist. Beispielsweise wenn während dem Verbinden der Aussenfläche Bereiche der Dispersionsklebstoffschicht beim Zuführen von Wärme aufgeschmolzen werden, die in dem weiteren Schritt auf einer der Aussenfläche zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen 7, 8 zu liegen kommen und mit dieser verbunden werden.
Weiter kann es unter anderem vorteilhaft sein, wenn es sich bei der Membran 4, welche auf die Aussenfläche 2 aufgelegt wird und der Membran 4, welche auf alle der Aussenfläche zugewandten Seiten der
Aussenseitenflächen 7, 8 aufgelegt wird, um zwei separate Membranen handelt. Diese müssen jedoch derart miteinander verbunden, insbesondere verschweisst oder verklebt, werden, dass die Wasserdichtheit gewährleistet bleibt.
Weiter kann es besonders vorteilhaft sein, wenn es sich bei der Membran 4, welche auf die Aussenfläche 2 aufgelegt wird und der Membran 4, welche auf alle der Aussenfläche zugewandten Seiten der
Aussenseitenflächen 7, 8 aufgelegt wird, um ein und dieselbe Membranen handelt. Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn vor und/oder während dem
Abkühlen der Dispersionsklebstoffschicht in Schritt c), insbesondere zwischen Schritt b) und c), die Membran auf den Tübbing gedrückt wird, insbesondere mit einer Walze oder einer Rolle. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Schritte a) und b) des Verfahrens.
In Figur 3 ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Hier wird im Schritt a) die Membran 4 auf die Aussenfläche 2 des Tübbing aufgelegt, wobei die Dispersionsklebstoffschicht 5 dem Tübbing 1 zugewandt ist. Insbesondere wenn es sich bei der Dispersionsklebstoffschicht um eine klebfreie
Dispersionsklebstoffschicht handelt kann diese sich auf der Aussenfläche bewegt werden, wodurch beispielsweise eine Endpositionierung der Membran ermöglicht wird.
Weiterhin zeigt Figur 3 eine Variante des Schrittes b). Hier erfolgt das Zuführen von Wärme in Schritt b) während des Auflegens der
Dispersionsklebstoffschicht in Schritt a) in den während des Auflegens zwischen Dispersionsklebstoffschicht und der Aussenfläche, respektive
Aussenseitenflächen, des Tübbing gebildeten Spalt 13. Durch die Wärme bedingt erfolgt ein Anschmelzen der Dispersionsklebstoffzusammensetzung. Dadurch wird die Dispersionsklebstoffzusammensetzung weich bzw. leicht klebrig und kann sich mit dem Tübbing verbinden. Im anschliessenden Schritt c) wird die Dispersionsklebstoffzusammensetzung wieder abgekühlt, wodurch ein Klebverbund zwischen Membran und dem Tübbing erfolgt.
Figur 4 stellt eine weitere Ausführungsform dar. Hierbei wird die
Wärme mittels einer Wärmequelle 14 in Schritt b) auf der der
Dispersionsklebstoffschicht 5 entgegen gesetzten Seite der Membran 4 zugeführt und wird über die thermoplastische Schottschicht 6 auf die
Dispersionsklebstoffschicht 5 übertragen. Durch die Wärme bedingt erfolgt ein Anschmelzen der Dispersionsklebstoffschicht 5. Dadurch wird die Dispersionsklebstoffzusammensetzung zumindest teilweise fliessend und kann den
Tübbing kontaktieren. Im anschliessenden Schritt c) wird die Dispersions- klebstoffzusammensetzung wieder abgekühlt, wodurch ein Klebverbund zwischen Membran und Tübbing erfolgt.
Der Tübbing eignet sich vorzugsweise zur Verwendung für Tunnelbauten mit einem Durchmesser von 0.5-50 m.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauwerk, insbesondere einen Tunnel, enthaltend einen erfindungsgemässen Tübbing. Beispiele
Inn Folgenden wird die Erfindung auch noch anhand von Beispielen illustriert.
Es wurde eine Tunnelmembrane Sikaplan® WP 1 100-21 HL, erhältlich von Sika AG, Schweiz, mit Hilfe eines Rakels mit einem nicht-reaktiven Polyurethandispersionsklebstoff SikaTherm®-4100 (nicht reaktiver Polyurethandispersionsklebstoff), erhältlich bei Sika Automotive GmbH, Deutschland, beschichtet. Das Auftragsgewicht von SikaTherm®-4100 betrug 250 g/m2. SikaTherm®-4100 weist eine Crossover Temperatur, bestimmt über DTMA nach der Methode, wie sie vorstehend beschrieben ist, von ca. 1 10°C auf. Die so erhaltene Membran wurde für 10 Minuten in einem Mathys Ofen auf 80°C erhitzt. Anschliessend wurden die beschichteten Membranen durch Einbringen von Hitze zwischen Platte und Membran (Leister Fön (Electron), 500°C) auf einen gegebenenfalls vorbehandelten Gartenplatte (konventionelle Gehwegplatte auf Betonbasis) aufgebracht.
In einer ersten Probe wurde die Gartenplatte mit Hilfe eines Rollers ebenfalls mit SikaTherm®-4100 beschichtet (Auftragsgewicht 250 g/m2), und für 30 Minuten bei 23°C abgelüftet.
In einer zweiten Probe wurde die Gartenplatte wie bei der ersten Probe beschichtet, aber für 10 Minuten bei 70 °C getrocknet.
Für die dritte Probe wurde der Dispersionsklebstoff auf Platte und Membran mit einem Zahnspachtel aufgebracht. Die Platte und die Membran wurden anschließend für 30 Min bei 70 °C getrocknet. Die vierte Probe wurde analog der ersten Probe hergestellt, jedoch, ohne dass der Dispersionsklebstoff auch auf die Gartenplatte aufgetragen wurde. Die fünfte Probe wurde analog der zweiten Probe hergestellt. Die Verklebung erfolgte jedoch durch Aufbringen der Hitze auf die der Klebstoffschicht abgewandten Seite der Membran. Nach Abkühlen jeder Probe für 1 -2 Minuten konnte von Hand eine sehr gute Festigkeit beobachtet werden.
Von den Proben 1 bis 3 wurde zusätzlich der Schäl- und Haftzug (jeweils 90 ° Abzugswinkel) bestimmt, wofür die Probenkörper zunächst 7 Tage bei 23 °C gelagert wurden.
Der Schälzug wurde in Anlehnung an die DIN EN 1372 bestimmt.
Gegenüber dieser Norm wurden die folgenden Änderungen vorgenommen: Anstelle einer Faserzementplatte wurde eine Gartenplatte aus Beton
verwendet. Die Muster werden nicht in einer Rollschälprüfung geprüft.
Stattdessen wurde die Membrane vollflächig unter Verwendung von Hitze auf eine Gartenplatte mit den Massen 20x40 cm aufgeklebt. Anschließend wurde parallel zur Breite mit einem Teppichmesser jeweils ein Streifen mit den
Dimensionen 5x20 cm ausgeschnitten. Der Streifen wurde mittig unterhalb der Zugprüfmaschine platziert und die Gartenplatte wurde befestigt. Anschließend wurde die Kraft bestimmt, mit der der Streifen in einem Winkel von 90 ° abgezogen werden kann. Die in Tabelle 1 angegebenen Werte sind Mittelwerte aus fünf Einzelmessungen. Der Haftzug wurde in Anlehnung an die SIA 271 bestimmt. Gegenüber dieser Norm wurden die folgenden Änderungen vorgenommen:
Als Substrat wurde eine Gartenplatte mit den Massen 20x40 cm aus Beton verwendet. Auf diese Platte wurde die Membrane vollflächig unter Verwendung von Hitze aufgeklebt. Anschließend wurde ein Prüfstempel mit Durchmesser 50 mm mit Hilfe eines Sekundenklebers auf die Membrane befestigt. Nach Aushärten des Klebers wird der Prüfwert bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 mm/min ermittelt. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt:
Tabelle 1 :
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Bezugszeichenliste
1 Tübbing
2 konvex-gewölbte Aussenfläche
3 konkav-gewölbte Innenfläche
4 Membran
5 Dispersionsklebstoffschicht
6 thermoplastische Schottschicht
7 Längsseitenfläche
8 Stirnseitenfläche
10 die Aussenseitenflächen rahmenförmig umlaufende Dichtungsnut
1 1 Dichtungskörper
12 abdichtende Beschichtung
13 Spalt
14 Wärmequelle

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Tübbing aus Beton zur Verkleidung eines Tunnels, insbesondere eines Verkehrstunnels, wobei der Tübbing
(1 ) eine konvex-gewölbte Aussenfläche (2) und eine der Aussenfläche
(2) gegenüberliegende konkav-gewölbte Innenfläche (3) aufweist, umfassend die Schritte
a) Auflegen einer Membran (4) aufweisend eine
Dispersionsklebstoffschicht (5) und eine thermoplastische
Schottschicht (6) auf die Aussenfläche (2) und weiter zumindest teilweise auf mindestens eine, insbesondere alle, der Aussenfläche (2) zugewandten Seiten der Aussenseitenflächen (7, 8) des
Tübbing, wobei die Dispersionsklebstoffschicht (5) dem Tübbing (1 ) zugewandt ist;
b) Zuführen von Wärme unter Anschmelzen der
Dispersionsklebstoffschicht (5);
c) Abkühlen der Dispersionsklebstoffschicht (5) unter Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran (4) und dem Tübbing (1 ).
Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Membran zunächst auf der Außenfläche so befestigt, vorzugsweise verklebt, wird, dass die Membran mindestens eine über die konvexe Aussenfläche des Tübbing hinausstehende Kante aufweist, und anschließend die Dispersionsklebstoffschicht im Bereich der
hinausstehenden Kante der Membran nach dem Schritt c)
gegebenenfalls durch Zuführen von Wärme angeschmolzen und unter Bildung eines Klebverbundes zwischen Membran (4) und der
Aussenseitenfläche des Tübbing oder der Membran eines
angrenzenden Tübbing abgekühlt wird.
Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tübbing eine die Aussenseitenflächen (7, 8) umlaufende Dichtungsnut (10) aufweist, in welcher ein Dichtungskörper (1 1 ) angeordnet ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottschicht (6) teilweise, insbesondere bis zur Dichtungsnut (10), auf alle der Aussenfläche (2) zugewandten Seiten der
Aussenseitenflächen (7, 8) des Tübbing aufgelegt wird.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die thermoplastische Schottschicht (6)
Polyvinylchlorid (PVC) enthält.
Verfahren gemäss einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tübbing zwischen der Aussenfläche (2) und der Dispersionsklebstoffschicht (5) eine abdichtende Beschichtung (12) aufweist, wobei die abdichtende Beschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methacrylatharz, Polyesterharz, Epoxydharz, Polyurethan, vorzugsweise in Form eines Dispersionsklebstoffs, und Polyharnstoff.
Verfahren gemäss einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abdichtende Beschichtung (12) weiter mindestens teilweise auf allen Aussenseitenflächen (7, 8) angeordnet ist.
Verfahren gemäss einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Dispersionsklebstoff in der Dispersionsklebstoffschicht (5) um einen
Polyurethandispersionsklebstoff, der vorzugsweise eine wässrige Dispersion ist, handelt.
Verfahren gemäss einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsklebstoffschicht (5) ein Copolymer umfasst, welches aus der radikalischen Polymerisation von mindestens zwei Monomeren mit mindestens einer, vorzugsweise einer,
ungesättigten C=C-Doppelbindung erhalten wird, bevorzugt ein
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, enthält. 10. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dispersionsklebstoffschicht (5) einen
Dispersionsklebstoff umfasst, der eine Schmelztemperatur im Bereich von 60 bis 120°C, insbesondere von 70 bis 90°C, aufweist. 1 1 . Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dispersionsklebstoffschicht (5) ein
Auftragsgewicht von 50 bis 1000 g/m2, insbesondere von 200 bis 400 g/m2, aufweist. 12. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Zuführen von Wärme während des Auflegens der Membran (4) in Schritt a), insbesondere in den während des Auflegens zwischen Dispersionsklebstoffschicht (5) und dem
Tübbing (1 ) gebildeten Spalt (13), erfolgt.
13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 -1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Zuführen von Wärme auf der der
Dispersionsklebstoffschicht (5) entgegen gesetzten Seite der Membran (4) erfolgt und über die thermoplastische Schottschicht (6) auf die Dispersionsklebstoffschicht (5) übertragen wird, und vorzugsweise die
Membran (4) nach dem Verkleben der Aussenfläche (2) durch erneutes Zuführen von Wärme zumindest teilweise über die Aussenseitenflächen tiefgezogen wird, so dass ein durchgehender Flächen/KantenVerbund entsteht.
14. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Zuführen von Wärme derart erfolgt, dass die Dispersionsklebstoffschicht (5) eine Temperatur nicht überschreitet, welche mindestens 20 °C, vorzugsweise mindestens 30°C, unter dem Schmelzpunkt der Dispersionsklebstoffschicht (5) liegt.
Bauwerk, insbesondere ein Tunnel, enthaltend einen Tübbing erhalten aus einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 - 14.
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