DE2326647B2

DE2326647B2 - Baustoffmischung

Info

Publication number: DE2326647B2
Application number: DE19732326647
Authority: DE
Inventors: Sigurd Dr.phiL 4501 Hollage; Schröder Hans-Rudi 4500 Osnabrück Ohlgart
Original assignee: Sicotan, Gesellschaft für Kunststoffanwendung mbH & Co KG, 4500 Osnabrück
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2326647A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baustoffmischung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Errichtung abdichtender Unterwasser-Bauten, z. B. in Schiffahrtskanälen, werden Baustoffmischungen verschiedener Art eingesetzt. Zum Beispiel werden Tone natürlichen Vorkommens, Quelltone vom Montmorillonit-Typ mit und ohne Zuschlagstoffen, z. B. Sand oder Flugasche, sowie mit und ohne weitere Bindemittel, z. B. Kalkhydrat und Zement, verwendet. Ebenso werden Baustoff mischungen mit Bindemitteln auf Teer- oder Bitumenbasis eingesetzt, die sich ebenfalls für den Unterwassereinbau eignen. Solche Baustoffmischungen sind zwar erosionsbeständig, sind jedoch in ihrer Druckfestigkeit begrenzt. So bleiben z. B. Bentonit-Dichtungsschichten immer weich, und auch Baustoffmischungen aus Ton mit oder ohne Zement oder Kalkhydrat erreichen nur Druckfestigkeitswerte unter 100 kp/cm².

Bestimmte Druckfestigkeiten sind aber erforderlich, um z. B. eingebrachte Dichtungsschichten in Schiffahrtskanälen oder ähnlichen Bauten widerstandsfähig gegen mechanische Verletzungen, z. B. Ankernotwürfe, zu gestalten. Bauten aus Baustoffmischungen, die nicht mindestens 40 bis 60 kp/cm²

Druckfestigkeit erreichen, müssen daher mit einer darüber gelagerten Steinschicht aus Schüttsteinen vor Verletzungen geschützt werden.

Es ist ferner bekannt, für Unterwasser-Bauten Beton als Baustoffmischung unter Wasser einzubringen. Beton,der mit Zement als hydraulisch (unter Wasser) härtendem Bindemittel in seiner Druckfestigkeit genau steuerbar ist und Schwind- und Quellvorgängen bei Unterwasserlagerung nicht unterliegt, bietet sich für diesen Einsatz besonders an. Die bekannten Betone können allerdings nur mit Hilfe von Rohren oder Betonpumpen unmittelbar auf die Kanalsohle aufgebracht werden. Hierbei erfolgt der Transport des Betons im Schütze der Rohre oder anderer Ummantelungen, so daß der Kontakt mit dem erodierenden Wasser erst nach dem Einbringen des Betons und dann auch nur an dessen Oberfläche stattfindet. Aber auch bei Einbringung mit Hilfe von Schutzummantelungen zeigen sich die bekannten Betone vielfach als ungeeignet, da z. B. bei den heutigen Verhältnissen in Schiffahrtskanälen durch die schnellfahrenden Selbstfahrer mit einem Schraubenabstand über der Kanalsohle von ca. 1 m hohe Erosionskräfte durch Schraubensog und Wasserverdrängung auf die Betonoberfläche ausgeübt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baustoffmischung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. einen Mörtel oder einen Beton, zu schaffen, der hohe Biegezug- und Druckfestigkeiten beim Abbinden unter Wasser erreicht, in freiem Fall durchs Wasser ohne Sedimentationen einbringbar ist und bis zum Erhärten Erosionskräften des Wassers widersteht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Baustoffmischung nach der Erfindung weist eine solche Erosionsfestigkeit bzw. Naßkohärenz zwischen den Bestandteilen auf, daß sie ohne Ummantslungsschutz in freiem Fall durch das Wasser im Unterwasserbau eingesetzt werden kann, ohne daß eine Mischungsänderung oder Trennung der Mischungsbestandteile, nämlich des Bindemittels und der Zuschlagstoffe, trotz unterschiedlicher spezifischer Gewichte eintritt. Nach Abbinden der Baustoffmischung unter Wasser bietet sie dabei die erwünschten hohen Biegezug- und Druckfestigkeitswerte dar.

Vorzugsweise enthält die Mischung als Zusatzstoff Zelluloseäther, Polyacrylamide oder Polyäthylenoxyde hohen Molekulargewichts. Statt dessen können als Zusatzstoff auch Alginate oder Kaseine, insbesondere in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.%, bezogen auf den Bindemittelanteil, in der Mischung enthalten sein. Zur Abbindebeschleunigung kann die Mischung zusätzlich Kalziumchlorid, Natrium-Aluminat oder Tonerdeschmelzzement enthalten. Schließlich kann in der Mischung auch Tonmehl, Bentonit oder Kieselgur in einer Menge von 0,5 bis 3%, bezogen auf die Gesamtmischung, enthalten sein.

Zum Zementieren und Abdichten von Bohrlöchern ist zwar ein Spezialzement, d. h. eine Baustoffmischung ohne Zuschlagstoffe, bekannt, der zum Zwecke eines guten Umpumpens gleichbleibende niedrige Viskositäten und lange Erhärtungs- bzw. Versteifungszeiten als Eigenschaften aufweisen soll, und diese Eigenschaften durch Zugabe von Hydroxyäthylcellulose in einer Menge von 0,05 bis 3% des Zementgewichtes erhält. Dieser hochviskose Zuschlagstoff hat in dem aus Zement und Wasser beste-

henden Zementschlamm die Wirkung, die Abgabe von Wasser aus dem Zementschlamm, d. h. Wasserverluste, beim Umpumpen zu vermeiden, die zu einem vorzeitigen Erhärten mit der Folge von Verstopfungen und/oder zu einem Verbrennen infolge Wassermangels beim Erhärten führen würden.

Zwischen einem solchen Tiefbohrzement und der Baustoffmischung nach der Erfindung bestehen grundlegende Unterschiede, da der polymere Zusatzstoff beim Tiefbohrzement die Wasserabgabe von einem gewünschten Zeitpunkt für den Beginn des Erhärtens vermeiden soll, wohingegen polymere Zuschlagstoffe bei der erfindungsgemäßen Baustoffmischung die gerade entgegengesetzte Funktion der Vermeidung einer Wasseraufnahine mit den daraus resultierenden schädlichen Folgen auf die Erosionsfestigkeit der Baustoffmischung erfüllt.

Als Beispiel für eine erfindungsgemäüe Baustoffmischung sei die nachfolgende Rezeptur genannt:

400 kg/m' PZ 350 F,

860 kg/m' Sand 0/3 mm,

642 kg/m' Zuschlag 3/7 mm,
2 kg/m' Zelluloseäther und

230 I Wasser.

Als k-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert nach Darcy) wird mit der Baustoffmischung nuch diesem Beispiel 10~^g cm/sek. erreicht. Ferner beträgt das Ausbreitungsmaß α= 50 cm, die Biegezug- und Druckfestigkeit nach 7 Tagen 36 bzw. 183 kp/cnr und nach 28 Tagen 48 bzw. 279 kp/cm².

Claims

Patentansprüche:

1. Baustoffmischung, insbesondere Beton, für Unterwasser-Bauten, bestehend aus Zement oder Zement-Kalk als Bindemittel und Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die einsatzfertig zubereitete Mischung zur Erzielung einer Erosionsfestigkeit, die zumindest einer Wasserretention entspricht, welche 1 Liter Zement-Wasser-Mischung mit einem Wasser-Zementwert von 0,5 bei einer Wasserabgabe von 60 cm³ Unterwasserstrahl-Vakuum von 12 Torr in 60 sec als unterem Grenzwert darbietet, einen an sich zur Erhöhung der Wasserretention bekannten, polymeren Zusatzstoff in einem Anteil von 0,05 bis 2 Gew.%, bezogen auf den Bindemittelanteil der Mischung, enthält.

2. Baustoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung als Zusatzstoff Zelluloseäther, Polyacrylamide oder Polyäthylenoxyde hohen Molekulargewichts enthält.

3. Baustoff mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung als Zusatzstoff Alginate oder Kaseine enthält.

4. Baustoffmischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alginate oder Kaseine in der Mischung in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew. %, bezogen auf den Bindemittelanteil, enthalten sind.

5. Baustoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zur Abbindebeschleunigung Kalziumchlorid, Natrium-Aluminat oder Tonerdeschmelzzement enthält.

6. Baustoffmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Tonmehl, Bentonit oder Kieselgur in einer Menge von 0,5 bis 3%, bezogen auf die Gesamtmischung, enthält.