DE3800776A1 - Bindemittelmischung fuer dichtwandmassen od. dgl. - Google Patents
Bindemittelmischung fuer dichtwandmassen od. dgl.Info
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bindemittelmischung für Dicht
wandmassen oder dgl. auf Zementbasis.
Zur Sicherung von Deponien - im Sinne einer Verhinderung
oder Verminderung der Wechselwirkung mit der Umgebung -
werden insbesondere zur vertikalen Abdichtung Dichtungs
schlitzwände als Umschließungsbauwerk hergestellt. Dabei
wird in der Schlitzwandbauweise zwischen dem Einphasen-
und dem Zweiphasenverfahren unterschieden.
Während beim Zweiphasenverfahren zunächst mit einer reinen
Bentonitsuspension als Stützflüssigkeit im ausgehobenen
Erdschlitz gearbeitet wird und erst in einem zweiten
Schritt das eigentliche Dichtungsmaterial, z. B. Beton
oder bentonithaltiger Beton, im Kontraktorverfahren durch
Verdrängung der Stützflüssigkeit eingebracht wird, ermög
licht das Einphasenverfahren durch Verwendung einer selbst
erhärtenden Bentonit-Zement-Suspension die Lösung der
Aufgabe in besonders wirtschaftlicher Weise.
Die für das Einphasenverfahren erforderlichen Schlämme
aus Bentonit und Zement werden auf der Baustelle in
speziellen Mischanlagen gemischt, wobei weitere Zusatz
stoffe (z. B. Steinmehle, Tone mit hohen Gehalten an nicht
quellenden Tonmineralen) und Zusatzmittel - wie Verzöge
rer - je nach Erfordernis zugegeben werden.
Die frischen Massen haben vergleichbare Eigenschaften
wie reine Bentonitsuspensionen, die in der Schlitzwand
technik üblicherweise eingesetzt werden, d. h. sie haben
eine Fließgrenze und bilden an den Erdwänden einen Fil
terkuchen, der eine Übertragung des hydrostatischen
Stützdrucks über Membranwirkung ermöglicht. Die frische
Dichtwandmasse ist eine Suspension, die über mehrere
Stunden stabil bleiben muß. Sie darf sich nicht ent
mischen, der Zementanteil muß in der Schwebe gehalten
werden, und die bei der Erhärtung des Zementes ablaufenden
chemischen Reaktionen dürfen nicht zu einer Flockung der
kolloidchemisch aktiven Tonminerale in der Suspension
führen.
Die Viskosität der Frischmasse ist so niedrig, daß die
Suspension pumpfähig ist und zudem beim Ausheben des
Erdreiches leicht aus dem Greifer abfließt.
Die Ausbildung eines Zementsteingefüges soll erst nach
Beendigung der Arbeit im Schlitz einsetzen, da dann die
Gefügestörungen gering bleiben, so daß die geforderten
Festigkeiten und Durchlässigkeitsbeiwerte (K f -Wert)
erzielt werden können. Die Festigkeiten werden dabei
in der Größenordnung der Tragfähigkeit des anstehenden
Bodens - also relativ niedrig - erwartet. Eine hohe
Druckfestigkeit wird nicht angestrebt, da die erhärtete
Wand auf Setzungen und Scherbewegungen im anstehenden
Erdreich nicht durch plastische Verformung folgen könnte.
Erhärtete Schlitzwandmassen, die unter Verwendung von
Zementen nach DIN 1164 und handelsüblichen Bentoniten
im Labor hergestellt werden, erreichen Durchlässigkeits
beiwerte in der Größenordnung von K = 1 × 10-7 bis 5 × 10-9
m/s (Meseck, 1981).
Bei Einsatz von Zementen nach DIN 1164 lassen sich nicht
in allen Fällen die gewünschten Anforderungen an die
Verarbeitbarkeit, die Festigkeit und die Wasserdurch
lässigkeit erreichen. Dies wird besonders dann beobach
tet, wenn die Schlitze sehr tief auszuheben sind und
so über lange Zeit das Erstarren des Zementes unterdrückt
werden muß.
Es ist Stand der Technik, daß Hochofenzemente der Klasse
35 L mit Vorteil eingesetzt werden können. Dabei bestehen
die Suspensionen in der Regel aus
30 bis 60 kg Na-Bentonit
175 bis 300 kg Hochofenzemente der Klasse 35 L und
880 bis 940 kg Wasser
oder bei höher gefüllten Massen aus
200 bis 250 kg Ca-Bentonit
200 bis 300 kg Hochofenzement der Klasse 35 L und ebenfalls
900 bis 1000 kg Wasser.
175 bis 300 kg Hochofenzemente der Klasse 35 L und
880 bis 940 kg Wasser
oder bei höher gefüllten Massen aus
200 bis 250 kg Ca-Bentonit
200 bis 300 kg Hochofenzement der Klasse 35 L und ebenfalls
900 bis 1000 kg Wasser.
Zement und Bentonit, gegebenenfalls andere Zusatzstoffe
und Zusatzmittel, werden auf der Baustelle getrennt vor
gehalten und in Spezialmischgeräten zu einer verarbei
tungsgerechten Frischmasse gemischt, die mit dem Fort
gang der Aushubarbeit in den Erdschlitz gefüllt wird.
Diese Arbeitsweise erfordert eine außerordentliche
Sorgfalt und kann nicht immer gewährleistet werden.
Für den Einsatz z. B. bei der Sanierung von Altdeponien
ist insbesondere die Durchlässigkeit der Dichtwandmassen
für Sicherwässer bedeutsam. Sie erfordert feststoffreiche
re Dichtwandmassen. Die Suspension derartiger Massen
weisen aber ungünstigere physikalisch-chemische Eigenschaf
ten auf; sie sind häufig stark thixotrop.
Aufgabe der Erfindung ist, eine feststoffreiche, insbeson
dere für eine trockene Fertigmischung geeignete, als Dicht
wandmasse verwendbare Bindemittelmischung zu schaffen, die
eine lange Verarbeitbarkeit der Frischmasse bei schwachem
bis keinem thixotropen Verhalten, hohe Dichtigkeit und hohe
Stabilität der Dichtwand gegen aggressive Wässer gewähr
leistet.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete
Bindemittelmischung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Mischung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß werden gute Ergebnisse mit Bindemittel
mischungen mit hohem Hüttensand und geringem Anregeranteil
erreicht, wobei in Kombination damit hohe Mahlfeinheiten der
Mischungspartner gewählt werden.
Vorteilhaft sind folgende trockene Fertigmischungen:
- a) Bentonit, 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 25 bis 50 Gew.-% insbesondere Ca-Bentonit
- b) Hüttensand 36 bis 81 Gew.-%, insbesondere 45 bis 67,5 Gew.-%
- c) Anreger 2,0 bis 4,5 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 3,75 Gew.-% insbesondere Portlandzement-Klinker
- d) reaktive Kieselsäure(dispers) 2,0 bis 4,5 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 3,75 Gew.-%.
Hüttensand und Klinker werden gemeinsam oder getrennt ver
mahlen, wobei wesentlich ist, daß bis auf eine Mahlfein
heit von über 3500 cm2/g vorzugsweise auf eine Mahlfein
heit zwischen 4000 und 5000 cm2/g gemahlen wird.
Die Verwendung der Bindemittelmischung bei Wasser-Binde
mittelmischung-Werten von vorzugsweise 2 bis 3 ergibt
feststoffreiche Dichtwand-Frischmassen mit schwachem
thixotropen Verhalten.
Die als Zusatzstoff verwendete Kieselsäure ist z. B. Silica-
Staub, der bei der Herstellung von Stahllegierungs-Hilfs
stoffen anfällt und/oder feingemahlenes Wasserglas und/oder
gemahlene Fällungskieselsäure. Die Kieselsäure sollte zweck
mäßigerweise eine spezifische Oberfläche von 8000 bis 12 000
cm2/g aufweisen.
Vorteilhaft ist, den Klinker mit dem Hüttensand und der Kie
selsäure gemeinsam zu vermahlen und dabei ebenfalls Feinhei
ten der Mischung über 4000 cm2/g, insbesondere zwischen 4000
und 5000 cm2/g, zu erzeugen.
Der Hüttensand sollte zweckmäßigerweise einen Al2O3-Gehalt/
SiO2-Gehalt von 0,4 bis 0,6 vorzugsweise von 0,42 bis 0,5
aufweisen.
Zur Erzielung höherer Füllfaktoren der Dichtwandmasse können
zusätzlich oder anstelle von Bentonit feingemahlene inerte
Füllstoffe z. B. Tonmehle, in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%,
insbesondere von 10 bis 25 Gew.-% der Bindemittelmischung
zugesetzt sein.
Die Bindemittelmischung kann zudem Zusatzmittel enthalten,
die z. B. die Oberflächenspannung des Wassers senken.
Vorzugsweise wird hierfür ein Celluloseether niedriger
Viskosität verwendet. Des weiteren können Zusatzmittel
eingesetzt werden, die Schutzkolloide bilden wie z. B.
Polyvinylalkohole oder dgl. Auch Abbindeverzögerer auf
den Klinkeranteil des Bindemittels können verwendet
werden wie z. B. Oxycarbonsäuren.
Es ist überraschend, daß durch die Feinmahlung des Hütten
sandes mit dem Klinker und durch den Zusatz von
reaktiver Kieselsäure die Thixotropie der Dichtwand-
Frischmasse derart günstig beeinflußt werden kann.
Offenbar wird die Ca-Ionenaktivität in der Suspension
abgesenkt, so daß deren Stabilität gewährleistet werden
kann. Die dispersive Kieselsäure wird insbesondere durch
Mischen oder gemeinsames Vermahlen mit dem Klinker ein
gebracht. Vorzugsweise wird Siliciumdioxid-Staub aus
der Herstellung von Stahllegierungsstoffen verwendet.
Verwendbar ist aber auch Wasserglas, und zwar insbeson
dere unhydratisiertes Wasserglas sowie Mischungen aus
hochdispersiver Kieselsäure und Tonerden.
An einer Dichtwandmasse auf der Basis von 35 kg/m3 Na-Ben
tonit und 200 kg/m3 Spezialbindemittel, das auf eine Fein
heit von 4850 cm2/g nach Blaine gemahlen war und aus
68,4 M.-% Hüttensand, 26,6 M.-% Klinker und 5 M.-% reakti
ver Kieselsäure mit Tonerde bestand, wurden folgende Werte
im Vergleich zur Nullprobe (ohne reaktive Kieselsäure) ge
messen:
An einer Dichtwandmasse auf der Basis von 200 kg/m3 Ca-Ben
tonit und 200 kg/m3 Spezialbindemittel, das auf eine Fein
heit von 4500 cm2/g nach Blaine gemahlen war und aus
90,25 M.-% Hüttensand, 4,75 M.-% Klinker und 5 M.-% reakti
ver Kieselsäure bestand, wurden folgende Werte im Vergleich
zu einer Nullprobe mit 71,25 M.-% Hüttensand, 23,75 M.-%
Klinker und 5 M.-% reaktiver Kieselsäure gemessen:
Claims (9)
1. Bindemittelmischung für Dichtwandmassen oder dgl. auf
der Basis von Zement und Bentonit, dadurch
gekennzeichnet, daß sie die folgende
Zusammensetzung aufweist:
- a) Bentonit, 10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 25 bis 50 Gew.-%, insbesondere Ca-Centonit
- b) Hüttensand 36 bis 81 Gew.-%, insbesondere 45 bis 67,5 Gew.-%
- c) Anreger, 2 bis 4,5 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 3,75 Gew.-%, insbesondere Portlandzement-Klinker
- d) Kieselsäure (dispers) 2 bis 4,5 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 3,75 Gew.-%
wobei der Hüttensand mit dem Klinker vorzugsweise gemeinsam vermahlen
wird, und zwar auf eine Mahlfeinheit von über 3500
cm2/g, vorzugsweise auf eine Mahlfeinheit zwischen 4000
und 5000 cm2/g.
2. Bindemittelmischung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie eine dispersive, reak
tive Kieselsäure aufweist, in Mengen von 2 bis 4,5
Gew.-%.
3. Bindemittelmischung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die als Zusatzstoff verwen
dete Kieselsäure Silicia-Staub und/oder feingemahlenes
Wasserglas und/oder gemahlene Fällungskieselsäure ist.
4. Bindemittelmischung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kieselsäure eine
spezifische Oberfläche von 8000 bis 12 000 cm2/g auf
weist.
5. Bindemittelmischung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klinker mit dem Hüttensand und der Kieselsäure
gemeinsam vermahlen oder gemischt ist und die Feinheit
der Mischung über 3500 cm2/g, vorzugsweise zwischen 4000
und 4800 cm2/g liegt.
6. Bindemittelmischung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hüttensand einen Al2O3-Gehalt zu SiO2-Gehalt von
0,4 bis 0,6, vorzugsweise von 0,42 bis 0,5, aufweist.
7. Bindemittelmischung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß inerte feingemahlene Füllstoffe z. B. Tonmehl in
Mengen von 5 bis 30, insbesondere von 10 bis 25 Gew.-%
vorhanden sind.
8. Bindemittelmischung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Zusatzmittel zur Senkung der Oberflächenspannung
und/oder zur Bildung von Schutzkolloiden und/oder zur
Abbindeverzögerung aufweist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883800776 DE3800776A1 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Bindemittelmischung fuer dichtwandmassen od. dgl. |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19883800776 DE3800776A1 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Bindemittelmischung fuer dichtwandmassen od. dgl. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3800776A1 true DE3800776A1 (de) | 1989-07-27 |
| DE3800776C2 DE3800776C2 (de) | 1991-11-21 |
Family
ID=6345201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883800776 Granted DE3800776A1 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Bindemittelmischung fuer dichtwandmassen od. dgl. |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE3800776A1 (de) |
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