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Verfahren zum Einbringen oder Einpressen von Flüssigkeiten in lose
Massen, Bodenschüttungen usw. Das Einpressen von Flüssigkeiten in lose Massen unter
hohem Überdruck ist bereits bekannt. Ebenfalls bekannt ist die Anwendung des Rüttelns
zur Erhöhung der Fließfähigkeit zähflüssiger Massen, zur Verdichtung von Schüttungen
und von frischem Beton.
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Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zum Einbringen von
Flüssigkeiten in lose Massen, Bodenschichten u. ä. Die Erfindung besteht darin,
daß die losen Massen während des Einbringens oder Einpressens der Flüssigkeit gerüttelt
werden. Die günstige Wirkung des neuen Verfahrens beruht auf den gleichartigen physikalischen
Vorgängen beim Einpressen der Flüssigkeit und beim Rütteln. Beim Einpressen einer
Flüssigkeit werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Flüssigkeit von unten
nach oben sich bewegt. Dabei geht die innere statische Reibung in die geringere
hydrodynamische über. Dieser Vorgang wird durch das gleichzeitige Rütteln der losen
Massen wesentlich unterstützt, da durch die fortdauernden Stöße der einzelnen Körner
gegeneinander einlabiler Aufbau der Masse geschaffen wird. Dadurch wird nicht nur
eine ganz bedeutende Verminderung der inneren Reibung erreicht, die im Grenzfalle
ganz wegfallen kann, sondern die Körner der losen Massen erreichen auch die dichtestmögliche
Lagerung bei gleichzeitiger Verkürzung der Bahnen der strömenden Flüssigkeit. Diese
dringt dabei auch in die feinsten Hohlräume zwischen den Körnern ein. Darum ist
eine lose Masse leichter einzurütteln, wenn sie mit einer Flüssigkeit vermengt ist.
Nicht jede Flüssigkeit ist jedoch für diesen Zweck geeignet, vielmehr muß ihre Viskosität
den gegebenen Verhältnissen entsprechen.
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Die grundsätzlichen Vorteile des neuen Verfahrens sind somit folgende:
Gegenüber dem Einpreßverfahren besteht die Möglichkeit, die Flüssigkeit unter geringerem
überdruck einzupressen bei dichterer Lagerung der Körner und unter Sicherstellung
einer gleichmäßigen Durchtränkung; gegenüber dem Rüttelverfahren die Gewährleistung
der dichtesten Lagerung bei geringerer Rüttelarbeit.
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Als erstes Anwendungsgebiet des erfuidungsgemäß.en Rütteldruckverfahrens
sei hier die Herstellung von Betonkörpern angeführt. Der frische Beton ist ein Gemenge
aus Zuschlagstoff und Bindemittelleim, der nach dem Abbinden in den Bindemittelstein
übergeht. Der Bindemittelstein bzw. -leim muß die Körner des Zuschlagstoffes umhüllen
und die Hohlräume zwischen ihnen dicht ausfüllen; davon hängt im großen Maße die
Dichte und die Festigkeit des abgebundenen Betons ab. Die Aufgabe der -Betonverarbeitung
besteht also
in der Überführung des frischen Betons in diesen vollkommenen
Zustand. Da der Bindemittelleim bis zu einem Zement-Wasser-Faktor von rund
2,5 eine Flüssigkeit ist, gleicht die Herstellung eines möglichst dichten
Betons einer gleichmäßigen Durchtränkung des Zuschlagstoffes durch den flüssigen
Leim, und dies erfolgt am besten mittels des Rütteldruckverfahrens.
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Die allgemeinen Vorteile der Anwendung des Rütteldruckverfahrens zum
Betonieren sind folgende: Der geringe Verbrauch an Bindemittelleim infolge der dichtesten
Lagerung der Körner des Zuschlagstoffes, die Möglichkeit, .einen bestimmten Wasser-Zement-Faktor
genau einzuhalten, die Vermeidung jeder Entmischungsgefahr, da der Beton erst an
Ort und Stelle entsteht, Gewährleistung eines dichten und festen Betons bei allen
üblichen Arten des Zuschlagstoffes.
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Beim Anwenden des bisher üblichen Einpreßverfahrens allein mußte hingegen
der Überdruck sehr hoch gehalten werden und der Zuschlagstoff aus grobem Material
mit viel Hohlräumen bestehen, um ein einigermaßen dichtes Ausfüllen der Hohlräume
zu sichern, was mit einem großen Mehrverbrauch an Bindemittelleim verbunden war.
Das Rüttelverfahren für sich wird nur im Trocknen angewandt, da besondere Maßnahmen
erforderlich sind, um den Beton unter Wasser so einzubringen, daß seine Qualität
durch Auslaugen des Bindemittels nicht vermindert wird. Bei der Anwendung des Rütteldruckverfahrens
ist hingegen das Auslaugen des Bindemittelleims, der in den vorher eingebrachten
Zuschlagstoff eingepreßt wird, völlig ausgeschlossen, so daß das Rütteldruckverfahren
beim Unterwasserbetonieren besondere Vorteile bietet.
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Der Bindemittelleim kann mit Zement oder einem beliebigen anderen
Bindemittel angemacht werden oder aus Chemikalien bestehen, die einzige Bedingung
ist der flüssige Zustand des Leimes. Es kann auch so verfahren werden, daß nicht
der Zuschlagstoff, sondern frischer Beton mit einer geringeren Menge des Bindemittelleims
eingebracht wird und derRest desLeimes unterDruck beigleichzeitigem Rütteln des
Betons eingeführt wird.
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Bei der Herstellung eines Gründungskörpers im Baugrund kann dieser
entweder vom umliegenden Boden abgeschlossen oder unmittelbar in diesen erstellt
werden. Im zweiten Falle kann durch eine entsprechende Regelung des Flüssigkeitsdruckes
und der Rüttelstärke jede erforderliche Form des Gründungskörpers, gegebenenfalls
bei gleichzeitiger Versteinerung des anliegenden Baugrundes, erreicht werden. Diese
Möglichkeit ist besonders bei der Herstellung von Ortpfählen von Wichtigkeit, da
durch die Fußverbreiterung und die Wulstbildung die Tragfähigkeit des Ortpfahles
erhöht wird.
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Ähnlich wie beim Betonieren liegt der Fall bei der Versteinerung eines
rolligen Baugrundes. Auch dabei ist die Durchtränkung durch Bindemittelleim oder
Chemikalien erforderlich. Bisher war in diesem Falle nur -das einfache Einpressen
möglich. Das Einpressen versagte jedoch oft, besonders bei feinkörnigen Baugrundarten,
wegen des hohen inneren Reibungswiderstandes in den feinen Poren. Auch bei sehr
hohen Überdrücken bestand die Gefahr der ungleichmäßigen Versteinerung infolge der
Bildung von Krusten und Klumpen an den Austrittsöffnungen der Flüssigkeit. Bei Anwendung
des Rütteldruckverfahrens ist hingegen die gleichmäßige Durchtränkung des Grundes
und einheitliche Versteinerung desselben gewährleistet.
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Beim Einrütteln einer Schüttung handelt es sich darum, die dichteste
Lagerung zu erreichen, um eine nachträgliche Setzung zu vermeiden. Zu diesem Zwecke
wird das Rütteldruckverfahren anzuwenden sein, wobei als .einzupressende Flüssigkeit
eine Lehmlösung, ein Gemenge aus Wasser und Traß oder Steinmehl bzw. auch reines
Wasser o. ä. benutzt werden kann.
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Das gleichzeitige Einpressen und Rütteln kann durch zwei oder mehrere
voneinander unabhängige Geräte erfolgen. Bei der Herstellung von Ortpfählen und
beim Einpressen von Flüssigkeiten in den Baugrund kann in bekannter Weise das Bohrrohr,
die Pfahlhülse bzw. die Bewehrung als Rüttelkörper benutzt werden.
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In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, ein Rütteldruckgerät zu
verwenden, das aus einer Rüttelmaschine besteht, die mit einer oder mehreren Düsen
zum Einpressen der Flüssigkeit ausgerüstet ist.
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Zur Herstellung von Ortpfählen und zum Einpressen von Flüssigkeiten
in den Baugrund wird das Rütteldruckgerät so ausgebildet, daß es in das Bohrloch
bzw. in die Pfahlhülse hineingeht.
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Bei der Anwendung des Rütteldruckverfahrens bzw. des vorerwähnten
Rütteldruckgerätes ist es wichtig, daß der Zuschlagstoff über der Rüttelstelle nur
bis zu einer bestimmten Höhe aufgefüllt wird. Um dies auch bei den der unmittelbaren
Beobachtung nicht zugänglichen Betonierungskörpern, in erster Linie bei Ortpfählen
zu erreichen, wird das Rütteldruckgerät bzw. die Einpreßdüse mit einem Pegel versehen;
ein zweiter Pegel wird auf die Oberfläche des Zuschlagstoffes gestellt, so daß durch
Ablesen der beiden Pegel die Schütthöhe des Zuschlagstoffes bestimmt und geregelt
werden kann.