Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten der Wandungen von Ingenieurbauwerken aus Beton, beispielsweise von Schächten, Wasserleitungsstollen, Kläranlagen, Schwimmbecken u. dgl., gegen Flüssigkeiten und/oder Gase beziehungsweise Dämpfe, durch Aufkleben einer Kunststofffolie.
Heute werden derartige Isolierungen fast ausschliesslich zwischen einem äusseren Gewölbe aus Spritzbeton, geschaltem Ortsbeton oder Betontübbingen und dem eigentlichen tragen den Innengewölbe eingebaut. Für Folienisolierungen im Tunnel- und Stollenbau werden vornehmlich Folien in den Stärken 1,0, 1,5, 2 und 3 mm verwendet. Eine grosse Schwierigkeit bietet dabei das Befestigen der Folie an der sehr oft nassen Innenwand. Wird ferner der innere Betonring durch Vibration verdichtet, so zeigt es sich, dass durch die Zuschlagskörner sehr viele feine Löcher in der Folie erzeugt werden. Für die Befestigung der Folie an der äusseren Auskleidung aus Beton, Spritzbeton oder Naturstein wurden bereits mehrere Lösungen durch Anhängen mit Hilfe von Knöpfen oder Schienen oder durch Aufspannen gefunden.
Bei einem Teil der Befestigungssysteme sind Gebrauchsmuster oder Patente erteilt oder angemeldet worden.
So wurden 2 mm dicke Folien mittels Druckschienen, die am Beton der Hilfsauskleidung radial befestigt wurden, und Knopfbänder mit pilzförmiger Druckschiene, die zuerst an die Folie angeschweisst wurde, an die Hilfsauskleidung ange heftet. Die Verlegung der Druckschiene setzt eine gleich mässige Beschaffenheit der Auskleidung, die aber oft nicht gegeben ist, voraus.
Im weiteren wurden Folien mittels zuvor in die Spritz betonauskleidung eingeschossener Knopfnägel befestigt. Man verwendet dazu eine runde oder rechteckige Knöpfvorrich tung, auf der die Folie nur über den Knopfnagel gefaltet und durch einen darübergesteckten Spannbügel lose festgehalten wird. Das Aufknöpfen von Folien auf vorher eingeschossene
Knopfnägel gelingt nur bei Folien bis wenig über 1 mm
Dicke.
Folien jeder Dicke können an die äussere Auskleidung mit Nägeln, die durch die Folie hindurch eingeschossen wer den, angeheftet werden. Diese Befestigungsart verletzt jedoch die Folie bei jedem Nagel. Die Einschusslöcher müssen daher sorgfältig abgedichtet werden.
Bei einem weiteren Verfahren zum Montieren besonders dicker Folien werden bereits in der Werkstatt Kunststoff büchsen mit Schraubendeckeln auf die Folie aufgeschweisst.
Beim Durchschiessen des Büchsenbodens mit einem Nagel wird die Folie am Beton festgemacht. Darnach wird der
Deckel fest aufgeschraubt und somit das Einschussioch der
Folie dicht verschlossen.
Bei einem anderen Verfahren werden Nägel mit einem
Kopf, bestehend aus einer etwa 1 mm dicken mit PVC be schichteten stählernen Platte, in die äussere Auskleidung ein geschossen. Die ausgespannte Folie wird durch Schweissung befestigt.
Die Folie kann ebenfalls durch Stahlgitterbogen im Ab stand von 2 m, die zur Bewehrung der inneren Auskleidung gehören, ausgespannt werden. Bei dieser Verlegeart, die Regenschirm-Verfahren genannt wird, muss darauf geach tet werden, dass die Bewehrungsstähle die Folie nicht verlet zen.
Nach einem weiteren Vorschlag kann die Folie durch
Absaugen der Luft zwischen der äusseren Auskleidung und der Abdichtungshaut mittels Vakuumröhren an den Beton angedrückt werden.
Bei all diesen starren Befestigungen kann infolge grosser
Bewegungen der Abdichtungshaut, wie sie beim Aufbau des
Wasserdrucks über etwaigen Hohlräumen zwischen der inne ren Auskleidung und der Abdichtungshaut sowie beim Einbringen des Betons der inneren Auskleidung möglich sind, eine Beschädigung der Folie an der Befestigungsstelle durch Einreissen von Löchern auftreten.
In den meisten Fällen ist zudem eine glatte und ebene Oberfläche des Tunnelgewölbes notwendig.
Diese Nachteile werden durch das Verfahren nach der Erfindung vermieden. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man auf den rohen Untergrund des Bauwerkes eine 1 bis 30 mm dicke Schicht eines elastischen Bitumen-Elastomer-Klebers aufbringt, eine Kunststoffolie mit dieser Klebeschicht in der Wärme vollflächig verklebt und die Folie dann mit einer weiteren, 1 bis 10 mm dicken Schicht eines elastischen Materials zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen überzieht.
Es ist bekannt, dass man ganz allgemein die Eigenschaften von Bitumen durch Zusatz von geeigneten Kautschuken verbessern kann. Die Modifizierung von Bitumen kann beispielsweise so vorgenommen werden, dass man eine Bitumenemulsion mit einem geeigneten Kautschuklatex verschneidet.
Die Bitumenemulsionen können in bekannter Weise hergestellt werden. Unter Kautschuklatex soll eine Dispersion sowohl aus Natur- als auch Synthesenkautschuk verstanden werden wie z. B. Polymere aus Diolefinen wie Butadien, Chloropren und Isopren oder Copolymere aus Diolefinen und anderen polymerisationsfähigen Verbindungen wie z. B.
Mischpolymerisate aus Butadien und Styrol, aus Butadien und Acrylnitril, aus Butadien, Styrol und Acrylnitril, aus Butadien, Styrol, a-Metharcrylsäure und Acrylnitril, aus Styrol, Acrylnitnl und Acrylsäureestern, aus Chloropren und a-Methacrylsäure. Die so hergestellte Mischung aus Bitumenemulsion und Kautschuklatex kann ohne Anwendung höherer Temperaturen für den erfindungsgemässen Zweck versprüht werden. Dabei verwendet man eine Doppelkopf-Spritzpistole, bei der durch den einen Kopf das Gemisch Bitumenemulsion/ Kautschuklatex und durch den anderen Kopf gleichzeitig ein Fällungsmittel - vorwiegend eine wässerige Salzltösung eines mehrwertigen Metalls - gesprüht wird.
Durch die koagulierende Wirkung des Fällungsmittels wird ein Gemisch aus Bitumen und Kautschuk als homogener Film abgeschieden.
In der gleichen Art und Weise kann die Bitumenemulsion und der Kautschuklatex natürlich getrennt versprüht werden.
Bei Verwendung einer anionischen resp. kationischen Bitu menemulsion und einem kationischen Bitumenemulsion und einem kationischen resp. anionischen Kautschuklatex erfolgt beim Versprühen auf Grund der entgegengesetzten elektri schen Ladung eine Koagulation, wobei wiederum ein homo gener Film abgeschieden wird.
Durch die Solvation des Kautschuks mit dem Bitumen entstehen Eigenschaften beim Endprodukt, die sich wie folgt zusammenfassen lassen: - hohe Klebkraft - hoher Erweichungspunkt - tiefe Penetration - hoher Fliesspunkt - tiefer Brechpunkt - hohe Elastizität und Duktilität - ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit.
Diese Bitumen-Kautschuk-Mischung kann in Schichtdik ken bis zu mehreren Zentimetern aufgespritzt werden. Da durch ist es möglich, Unebenheiten im Untergrund auszu füllen und eine elastische Klebung der Folie zu erreichen. Die
Anwendung dieses Abdichtungsverfahrens erfolgt deshalb di rekt auf Spritzbeton oder Fels. Das Erstellen eines äusseren
Betonringes entfällt (s. Zeichg. Fig. 1 und 2).
Beispiel
Mit Hilfe einer Doppelkopf-Spritzpistole werden mit ei nem Druck von 3 atü durch den einen Kopf der Spritzpistole eine Mischung aus 80 0/0 anionischer Bitumenemulsion und 20 /0 anionischer Butadien-Styrol-Dispersion und durch den anderen Kopf der Spritzpistole eine 100/oige Ca-Nitratlösung auf die Unterlage versprüht. Durch die sofortige Koagulation wird eine Schicht von ca. 10 mm aufgebaut. Das Emulsionswasser fliesst zum grössten Teil ab. Durch Auswalzen der Schicht kann dieser Vorgang noch beschleunigt werden. Nach dem Trocknen kann die Bitumen-Kautschuk-Schicht durch Erhitzen auf 140-2000 C mittels Brenner oder Heissluft mit einer Kunststoffolie aus Hypalon, PVC, Butylkautschuk usw. beklebt werden. Die Verklebung erfolgt in der gleichen Art und Weise, wie sie von den Bitumenbahnen her bekannt ist.
Die einzelnen Folienbahnen können sich an den Rändern überlappen und werden dort verklebt oder verschweisst. Anschliessend wird die Folie durch Bespritzen mit einer zweiten Schicht Bitumen-Kautschuk vor mechanischer Beschädigung geschützt.
In der Zeichnung sind diese Verhältnisse dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Tunnelgewölbe mit einer bisher üblichen Abdichtung und
Fig. 2 einen analogen Schnitt durch die erfindungsgemäss erstellte Abdichtung.
In den Figuren ist der Fels mit 1 (Fig. 1) und 6 (Fig. 2) bezeichnet. Darauf angebracht ist die sogenannte Vordichtung und Gunit (Spritzbeton) 2 bzw. 7. Zur bisherigen glatten Befestigung der Folie 4 war es nun notwendig, eine aussen ebene, glatte Schicht eines ersten Betonringes 3 aufzubringen, und nach Verlegen der Folie 4 konnte der innere Betonring 5 erstellt werden.
Erfindungsgemäss (Fig. 2) wird die mit der elastischen Kleberschicht versehene Folie 8 direkt auf die unregelmässige Oberfläche der Spritzbetonschicht 7 befestigt, worauf man auf die Folie, nach Aufbringen einer weiteren elastischen Klebeschicht, direkt den inneren Betonring 9 giesst.
Beim erfindungsgemässen Verfahren ist also nur eine einzige Einschalung erforderlich.
Das beschriebene Verfahren hat gegenüber bekannten Verfahren, bei denen man eine Folie zwischen einem äusseren und einem inneren Betonring starr aufhängt, sehr grosse Vorteile: durch Anwendung einer dicken Schicht eines e2asti- schen Klebers wird jegliche Beschädigung der Folie bei ihrer Befestigung vermieden, während Folien durch die übliche Befestigung mittels Druckknöpfen, angeschweissten Nägeln od. dgl. örtlich beschädigt werden könnten. Durch die zweite Bitumen-Kautschuk-Schicht werden die Abriebsschäden durch das Vibrieren des inneren Betonrings, welche die Folie siebartig durchlöchern können, verhindert. Der Untergrund braucht nicht eben zu sein; es kann direkt auf den Spritzbeton oder Fels appliziert werden.
Es ist daher möglich, anstelle des bisher üblichen Doppelgewölbes mit einem Einfachgewölbe zu arbeiten, was erhebliche wirtschaftliche Vorteile bringt (s. Zeichg. Fig. 1 u. 2).
Das neue Verfahren ist auch auf feuchter Unterlage ohne Beeinträchtigung der Güte anwendbar. Schliesslich ist beim Arbeiten keine Lüftung notwendig, da dieses System keine Lösungsmittel enthält, nicht toxisch und demnach physiologisch unbedenklich ist.
Das beschriebene Verfahren kann auch zur Abdichtung der Wandungen von Schächten, Wasserleitungsstollen, Kläranlagen, Schwimmbecken u. dgl. mit Erfolg eingesetzt werden, wobei es sich dann in vielen Fällen natürlich nicht darum handelt, das Eintreten sondern das Austreten von Wasser zu verhindern. Ebenso können Dächer nach diesem System abgedichtet werden. Es ist klar, dass man das Verfahren auch anwenden kann, wenn die Wandung nicht gegen Wasser, sonden gegen eine andere Flüssigkeit oder ein Gas abzudichten ist.
The invention relates to a method for sealing the walls of engineering structures made of concrete, for example of shafts, water pipe tunnels, sewage treatment plants, swimming pools and the like. Like., against liquids and / or gases or vapors, by sticking a plastic film.
Today, such insulation is almost exclusively installed between an outer vault made of shotcrete, formwork in-situ concrete or concrete segments and the actual bearing the inner vault. Foil insulation in tunnels and galleries is mainly used for foils with a thickness of 1.0, 1.5, 2 and 3 mm. The fastening of the foil to the often wet inner wall presents a great difficulty. If the inner concrete ring is also compacted by vibration, it is found that the aggregate grains create a great number of fine holes in the foil. Several solutions have already been found for attaching the film to the outer lining made of concrete, shotcrete or natural stone by attaching it with the help of buttons or rails or by stretching it.
For some of the fastening systems utility models or patents have been granted or pending.
For example, 2 mm thick foils were attached to the auxiliary lining by means of pressure rails that were attached radially to the concrete of the auxiliary lining, and button tapes with mushroom-shaped pressure bars that were first welded to the foil. The laying of the pressure rail requires a uniform quality of the lining, which is often not given.
In addition, foils were attached using button nails previously shot into the sprayed concrete lining. One uses a round or rectangular Knöpfvorrich device on which the film is only folded over the button nail and loosely held in place by a clamp placed over it. The unbuttoning of foils on previously shot
Button nails only work with foils up to a little over 1 mm
Thickness.
Films of any thickness can be attached to the outer lining with nails that are shot through the film. However, this type of attachment damages the foil with every nail. The bullet holes must therefore be carefully sealed.
In another method for assembling particularly thick foils, plastic cans with screw caps are welded onto the foil in the workshop.
When shooting through the bottom of the can with a nail, the foil is attached to the concrete. Then the
Lid screwed on tightly and thus the bullet hole
Foil tightly closed.
Another procedure involves using a
Head, consisting of an approximately 1 mm thick PVC-coated steel plate, shot into the outer lining. The stretched film is attached by welding.
The film can also be stretched through steel lattice arches from 2 m, which belong to the reinforcement of the inner lining. With this type of installation, known as the umbrella method, care must be taken that the reinforcing steel does not damage the foil.
After another suggestion, the slide can go through
Sucking off the air between the outer lining and the sealing skin can be pressed against the concrete by means of vacuum tubes.
With all these rigid fastenings, large
Movements of the waterproofing membrane as they occur when building the
Water pressure over any cavities between the inner lining and the sealing skin and when the concrete is poured into the inner lining are possible, damage to the foil at the fastening point by tearing holes.
In most cases, a smooth and even surface of the tunnel vault is also necessary.
These disadvantages are avoided by the method according to the invention. This process is characterized by applying a 1 to 30 mm thick layer of an elastic bitumen-elastomer adhesive to the raw subsurface of the building, gluing a plastic film with this adhesive layer over the entire surface and then applying another, 1 Coats up to 10 mm thick layer of an elastic material to protect against mechanical damage.
It is known that the properties of bitumen can be improved in general by adding suitable rubbers. Bitumen can be modified, for example, by blending a bitumen emulsion with a suitable rubber latex.
The bitumen emulsions can be produced in a known manner. Rubber latex should be understood to mean a dispersion of both natural and synthetic rubber, such as B. Polymers of diolefins such as butadiene, chloroprene and isoprene or copolymers of diolefins and other polymerizable compounds such as. B.
Copolymers of butadiene and styrene, of butadiene and acrylonitrile, of butadiene, styrene and acrylonitrile, of butadiene, styrene, α-methacrylic acid and acrylonitrile, of styrene, acrylonitrile and acrylic acid esters, of chloroprene and α-methacrylic acid. The mixture of bitumen emulsion and rubber latex produced in this way can be sprayed for the purpose according to the invention without using higher temperatures. A double-head spray gun is used, in which the bitumen emulsion / rubber latex mixture is sprayed through one head and a precipitant - predominantly an aqueous salt solution of a polyvalent metal - is sprayed through the other head.
Due to the coagulating effect of the precipitant, a mixture of bitumen and rubber is deposited as a homogeneous film.
In the same way, the bitumen emulsion and the rubber latex can of course be sprayed separately.
When using an anionic, respectively. cationic bitumen emulsion and a cationic bitumen emulsion and a cationic respectively. Anionic rubber latex coagulates when spraying due to the opposite electrical charge, which in turn deposits a homogeneous film.
The solvation of the rubber with the bitumen creates properties in the end product that can be summarized as follows: - high adhesive strength - high softening point - deep penetration - high pour point - low breaking point - high elasticity and ductility - excellent aging resistance.
This bitumen-rubber mixture can be sprayed on in layers of up to several centimeters. Since it is possible to fill traces of unevenness in the substrate and to achieve elastic adhesion of the film. The
This sealing method is therefore used directly on shotcrete or rock. The creation of an outer
Concrete ring is omitted (see drawing. Fig. 1 and 2).
example
With the aid of a double-head spray gun, a mixture of 80% anionic bitumen emulsion and 20/0 anionic butadiene-styrene dispersion is applied through one head of the spray gun and a 100% through the other head of the spray gun Ca nitrate solution sprayed onto the base. The immediate coagulation creates a layer of approx. 10 mm. Most of the emulsion water flows off. This process can be accelerated by rolling out the layer. After drying, the bitumen-rubber layer can be covered with a plastic film made of Hypalon, PVC, butyl rubber, etc. by heating it to 140-2000 C using a burner or hot air. The bonding takes place in the same way as is known from the bitumen sheeting.
The individual film webs can overlap at the edges and are glued or welded there. The film is then protected from mechanical damage by spraying a second layer of bitumen rubber.
These relationships are shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 shows a section through a tunnel vault with a previously customary seal and
2 shows an analogous section through the seal created according to the invention.
In the figures, the rock is denoted by 1 (Fig. 1) and 6 (Fig. 2). The so-called pre-seal and gunite (shotcrete) 2 or 7 are attached to it. For the previous smooth fastening of the foil 4, it was now necessary to apply an externally flat, smooth layer of a first concrete ring 3, and after laying the foil 4, the inner concrete ring could 5 can be created.
According to the invention (FIG. 2) the film 8 provided with the elastic adhesive layer is attached directly to the irregular surface of the shotcrete layer 7, whereupon the inner concrete ring 9 is poured directly onto the film after a further elastic adhesive layer has been applied.
In the method according to the invention, only a single formwork is required.
The method described has very great advantages over known methods in which a film is rigidly suspended between an outer and an inner concrete ring: by using a thick layer of an elastic adhesive, any damage to the film during its attachment is avoided, while the film is through the usual fastening by means of snaps, welded nails or the like. Could be damaged locally. The second bitumen-rubber layer prevents the abrasion damage caused by the vibration of the inner concrete ring, which can perforate the film like a sieve. The underground need not be level; it can be applied directly to the shotcrete or rock.
It is therefore possible to work with a single vault instead of the previously usual double vault, which brings considerable economic advantages (see drawing Fig. 1 and 2).
The new process can also be used on a damp surface without impairing the quality. After all, no ventilation is necessary when working because this system does not contain any solvents, is non-toxic and therefore physiologically harmless.
The method described can also be used for sealing the walls of manholes, water pipes, sewage treatment plants, swimming pools and the like. The like. Can be used with success, in which case, in many cases, it is of course not a question of preventing water from entering but rather preventing water from escaping. Roofs can also be sealed using this system. It is clear that the method can also be used when the wall is not to be sealed against water, but against another liquid or gas.