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Verfahren zum Ausfüllen bergbaulicher Hohlräume
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausfüllen von bergbaulichen
Hohlräumen durch hydraulische Bindemittel oder Feinstmörtel, bei dem das betreffende
hydraulisch verfestigende Füllmaterial zunächst in dünnflüssiger wässriger Suspension
durch eine Rohr- oder Schlauchleitung bis an den Verwendungsort gefördert und dann
durch gleichmäßige Beimischung eines Aktivationsmittels in unmittelbarer Nähe des
auszufüllenden Hohlraumes zu einer thixotropen Masse verdichtet wird, bevor es erstarrt.
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Die thixotrope Masse ist nach dem Austritt aus der Leitung verdickt
und nur noch so weit fließfähig, daß sie die Form oder den Raum hinter der Schalung
voll ausfüllen kann. Trifft sie bei dieser-verminderten Fließbewegung auf den Widerstand
der Schalung, versteift sie augenblicklich vollends und bewegt sich nicht mehr.
Man kann sie auch mit steilem Böschungswinkel anböschen und dadurch unter entsprechenden
Voraussetzungen einen Teil der Schalung einsparen. Kurze Zeit nach Einsetzen der
Thixotropierung beginnt das eingebrachte Material sehr schnell zu erstarren und
sich zu einem künstlichen Stein zu verfestigen.
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Dieser Kunst stein füllt den betreffenden Hohlraum aus und paßt sich
dabei dessen Wandungen vollständig an.
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Als bergbauliche Hohlräume sind alle Hohlräume unter der Erdoberfläche
zu verstehen, die durch bergmännische Aktivitäten oder als Folge solcher Aktivitäten
entstanden sind. Zu den bergmännischen Aktivitäten zählen vornehmlich das Auffahren
von
Grubenbauen, Stollen, Tunneln oder Kavernen und das Hereingewinnen
von Mineralien. Als Folge solcher Aktivitäten, insbesondere durch das Hereingewinnen
von Mineralien, können die Uberlagernden Gebirgsschichten nachbrechen und an anderen
Stellen Hohlräume schaffen.
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In den Begriff der bergbaulichen Hohlräume sind auch solche einzubeziehen,
die tektonischen oder hydrologischen Ursprungs sind. Bei diesen handelt es sich
meist um großflächige Risse, Klürte, Spalten oder Kavernen in festem Gebirge, die
durch endogene geologische Vorgänge in der Erdkruste - insbesondere durch Sohichtzerre
ißungen im Gefolge von Dehnungs- und Pressungsvorgängen oder durch HochdrUcken vulkanischer
Massen -entstanden sind und fUr unter Tage tätige Personen eine erhebliche Gefahr
darstellen können. So ist es nicht selten, daß sie zwischen ihren Trennflächen unter
hohem Druck stehende Wasser oder schädliche Gase fUhren, die plötzlich und unerwartet
in offene und zugängliche Grubenbaue gelangen können, wenn beispielsweise eine den
Hohlraum abgrenzende Gebirgsfeste herein brioht oder unbeabsichtigt; hereingebrochen
wird. Beispiele für bergbauliche Hohlräume der zuletzt beschriebenen Art sind aus-'geprägte
Störungszonen im geschichteten Gebirge sowie Schlotten, Kavernen und Höhlen im kreidehaltigen
Deokgebirge, die durch vorwiegend chemische Auflösung kalkhaltiger Gesteinspartien
durch unter Tage zirkulierendes Wasser entstanden sind.
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Den Gefahren, die von bergbaulichen Hohlräumen ausgehen können, versucht
man entsprechend den Jeweiligen Gegebenheiten auf verschiedene Arten zu begegnen:
1. Der Hohlraum wird mit geeigneten Stoffen vollständig verfüllt und das umgebende
Gebirge dabei möglichst verfestigt.
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Es ist dafür Voraussetzung, daß der Hohlraum nicht oder
nicht
mehr benötigt wird0 So wird beispielsweise nach dem Abbau von Kohle bei Anwendung
von Vollversatz der ausgekohlte Raum ständig entsprechend dem Vorrücken der Abbaufront
mit Bergen verfüllt und die Bergefüllung anschließend durch die Konvergenz des Hangenden
mehr oder weniger verfestigt. In speziellen Fällen hat man der Bergefüllung auch
schon hydraulische Bindemittel zugesetzt, um das Füllmaterial besser und bleibend
zu verfestigen. Wegen des hohen Kostenaufwands ist diese Methode beim Abbau Jedoch
nicht allgemein üblich.
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Feinstmörtel oder Suspensionen hydraulischer Bindemittel, zumeist
gemagert durch billiges Abfallmaterial aus eigenen Produktionsstätten, wie Flugasche,
Aschegranulat, o.ä., werden dagegen verwendet, um wichtige Grubenbaue abzuwerfen
und zu verfüllen0 So können überflüssige Schächte auf diese Weise mit verfestigenden
Füllsäulen versehen werden, um die yagesoberfläche um den Schacht und die benachbarten
Grubenbaue dauerhaft zu schützen. Mit Feinstmbrtel oder Bindemittel-Suspensionen
verfestigte Füllsäulen können unter dem Einfluß zufließenden oder ansteigenden Gruben--wasserS
nicht in andere Grubenbaue auslaufen. Sie geben damit auch nicht den gegen Bruch
besonders gefährdeten Tübbingausbau im nicht ßtandfesteh, wasserftihrenden Deckgebirgsabschnitt
frei, so daß ein Ausfließen von Schwimm-und Fließsand aus diesem Bereich in den
Schacht und damit Senkungen der Tagesoberfläche dauerhart vermieden werden.
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Im Stollen- und Tunnelbau können sich parallele Strecken mit großem
Querschnitt durch Gebirgsdruck so stark gegenseitig beeinflussen, daß ihre Standfestigkeit
auB Dauer
mit vertretbarem Aufwand nicht zu gewährleisten isto Entschließt
man sich in solchem Falle, eine Strecke aufzugeben, muß diese mit verfestigendem
Material so verfüllt werden, daß den Kluftkörpern des Gebirges kein Raum mehr verbleibt,
um dem Gebirgsdruck folgend in den freien Raum auszuweichen. Da das Einbringen von
Beton in solchem Falle meist zu kostenafwendig wäre, kann man gemagerte oder ungemagerte
Bindemittel-Suspensionen oder Feinstmörtel in den Freiraum verpumpen. Bisher bestand
die Schwierigkeit darin, die Bindemittel-Suspension oder den Feinstmörtel so zu
behandeln, daß sie einerseits dünnflüssig genug sind, zum über große Entfernungen
gepumpt zu werden, andererseits aber bei Bedarf insbesondere im Bereich von Widerlagern
so schnell versteifen, daß weder ein Auslaufen erfolgt noch hydrostatischer Druck
auftritt Diese Schwierigkeit wird durch die vorliegende Erfindung behoben, indem
das hydraulische Bindemittel oder der Feinstmörtel in dünnflüssiger wässriger Suspension
durch Rohr- oder Schlauchleitungen über große Entfernungen bis zum untertägigen
Verwendungsort gefördert und der Suspension in der Nähe der auszufüllenden Hohlräume
in gleichmäßiger Verteilung ein Aktivationsmittel beigemischt wird, das diese innerhalb
weniger Sekunden zu einer thixotropen Masse verdichtet und die Erstarrung des hydraulischen
Bindemittels bder des Feinstmörtels beschleunigt.
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2. Die zweite grundsätzliche Möglichkeit, der Gefahr durch einen bergbaulichen
Hohlraum zu begegnen, besteht darin, ihn kontrolliert und planmäßig zu Bruch gehen
zu lassen, während gleichzeitig die begehbaren Grubenbaue in der Nachbarschaft durch
entsprechende Maßnahmen vor den Auswirkungen
des Bruches geschützt
werden. Diese grundsätzliche Methode wendet man beispielsweise im Abbau beim Bruchbau
an. Beim Strebbruchbau auf Steinkohle schützt man die die Abbaufront begrenzenden
Abbaustrecken durch Begleitdämme oder sog. Saumversatz. Hier hat der starre Saumversatz
aus verfestigenden Baustoffen wegen seiner zahlreichen Vorteile die früher vorherrschende
Bergerippe oder die Holzkastensicherung sehr stark verdrängt. Der starre Saumversatz
oder die Abbaustreckenbegleitdämme aus verfestigenden Stoffen werden vielfach hydromechanisch
vom Tage aus eingebracht und bestehen bei der Einbringung im wesentlichen aus Bindemittel-Suspensionen
oder aus Feinstmörteln, denen geeignete FUll-und Zusatzstoffe beigegeben sein können.
Bisher bestand der wirtschaftliche Nachteil gegenüber pneumatisch eingebrachten
starren Abbaustreckenbegleitdämmen darin, daß wegen der Dünnflüssigkeit der Suspension
dichte Verschläge zur Aufnahme des Materials erforderlicb waren, während eingeblasenes
Material, z.B. fiaturanhydrit, nahezu verschlagfrei mit steilem Böschungswinkel
angeböscht werden konnte. Dieser Nachteil wird ebenfalls durch die vorliegende Erfindung
beseitigt, da sich die Suspension nach dem Austritt aus der Leitung hinsichtlich
der Verarbeitbarkeit ähnlich dem pneumatisch eingebrachten Material verhält, aber
dessen Nachteile, nämlich hohe Staubent--wicklung und große Rückprallkräfte an der
DUse, vermieden werden.
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Ein anderes Beispiel für diese Art des Schutzes vor den Gefahren bergbaulicher
Hohlräume ist das Aufgeben und Abdämmen von nicht mehr benötigten Grubenbauen im
Normalfall. Man raubt den Ausbau - soweit es sich wirtschaftlich
lohnt
- und schließt den Hohlraum durch einen Streckenabschlußdamm gegen das übrige begehbare
Grubengebäude ab.
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Dabei wird an der Dammstelle der Streckenquerschnitt auf eine bestimmte
Länge voll mit verfestigenden Baustoffen verfUllt. Es ist vorteilhaft, als verfestigenden
Baustoff eine fernförderbare Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspen-Sion (gemagert
oder ungemagert) zu verwenden, da dabei gegenüber konventionellen Verfahren erhebliche
Transport-und Baukosten gespart werden können. Die einen Abschlußdamm auf beiden
Seiten begrenzenden Verschläge füllen zwar den gesamten Querschnitt aus, werden
aber bevorzugt aus leichtem Material, wie beispielsweise Bretterverschläge in Form
von Lattenrosten mit Abdichtung durch Wettertuchverkleidung, hergestellt. Leider
ließen sich bisher solche leichten Dammverschläge nicht mit einer kostengünstig
fernförderbaren Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension füllen, da sich wegen
der Dünnflüssigkeit des gepumpten Materials ein gewisser hydrostatischer Druck im
Dammraum aufbauen würde, der die Verschläge mrstörtX Auch hier schafft die Erfindung
Abhilre und vermeidet durch eine sofortige Thixotropierung und eine anschließende
Schnellverfestigung des gepumpten Materials den Aufbau eines hydrostatischen Drucks.
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Ein drittes 3eispiel afür, daß man sich vor den Gefahren bergbaulicher
Hohlräume durch planmäßiges Zubruchgehenlassen des betreffenden Hohlraumes und Abschluß
gegen das begehbare Grubengebäude schützen kann, ist das Abdämmen eines Grubenbrandfeldes.
Ist wegen zu hoher Temperaturen in einem Brandfeld oder wegen Unzugänßlicthkeit
des Brandherdes eine direkte Bekämpfung eines Grubenbrandes nicht oder nicht mehr
möglich, wird in der Regel auf indirekte Brandbekämpfung umgeschaltet und das Brandfeld
durch Abdämmen aufgegeben. Man schließt dabei die betroffenen
Grubenbaue
gasdicht und explosionssicher ab, und zwar in ähnlicher Weise wie die zuvor angeführten
normal aufgegebenen Grubenbaue. Große Schwierigkeiten können dabei während des Dammbaus
auf der Ausziehseite des Brandfeldes auftreten. Diese Stelle wird von den heißen
Brandgasen durchzogen, die am Brandherd eine Temperatur von etwa 1.ooo° C angenommen
haben und an der Dammstelle häufig noch 60 bis loo0 C heiß sind. Unter solchen Bedingungen
können die Einsatzzeiten der Grubenwehr nur wenige Minuten betragen, so daß der
Bau von Verschlägen ausgeschlossen ist. Mit viel Arbeitsaufwand läßt sich nur eine
Schlauchleitung bis zur vorgesehenen Dammstelle verlegen. Sind aber zusätzlich Verschläge
zu bauen, muß die Dammstelle so weit zurückverlegt werden, bis die Temperatur der
umgebenden Wetter ertrEglich ist und bei den eingesetzten Personen keine Wärmestauungsgefahr
mehr besteht. Diese Maßnahme kann zur zusätzlichen Aufgabe anderer wichtiger Anschlußgrubenbaue
und zu weiterem Substanzverlust führen und wird nach Möglichkeit vermieden.
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Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, solche BranddSmme bei vollständigem
Verzicht auf Verschläge einzubringen. Diesem soll das erfindungsgemä13e Verfahren
abhelfen, indem man bei diesem das Material ohne Beisein von Personal aus der AustrittsdU^se
an der Dammstelle austretenrund durch den Aktivationsmittelzusatz sofort thixotropieren
und anschließend erstarren läßt. Da die Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension
nicht mehr fließt, böscht sie sich an und verschließt sehr schnell den abzudämmerd
en Querschnitt ohne Verschläge. Die Früherstarrung und Frühverfestigung der einzubringenden
hydraulisch verfestigenden Massen ist wesentlich, da sie eine schnelle Explosionssicherheit
solcher Dämme und damit einen frühzeitigen Schutz der AbdEmmungsmannschaften garantieren.
Explosionssicherheit der Branddämme
ist aber erforderlich, wenn
sich im Brandfeld bei gestörter Wetterführung und Vorhandensein einer Zündquelle
Methan ansammelt, das aus dem Gebirge als Folgeerscheinung des Abbaus laufend weiter
freigesetzt wird.
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3. Die dritte Möglichkeit, den Gefahren durch bergbauliche Hohlräume
zu begegnen, besteht darin, den Hohlraum so zu stabilisieren und auszukleiden, daß
das umgebende Gebirge im Verband bleibt und die auftretenden Spannungen aufnimmt.
Von dieser Möglichkeit macht man grundsätzlich beim Auffahren von Grubenbauen Gebrauch.
Man baut sie so aus, daß die den Hohlraum umgebenden und sich im Gebirgsverband
befindenden Gesteinskörperteilchen aufgrund des Gebirgsdrucks nicht Gebirgsdrucks
nicht' in den Hohlraum hineinwandern können, sondern sioh wieder gegeneinander verspannen
und an der Druckaufnahme aus dem Gebirge beteillgen. Wesentliche Voraussetzung dafür,
daß sich auf diese Weise die Eigen-» tragfähigkeit des Gebirges voll ausnutzen läßt,
ist ein kraftschlüssiger Verbund zwischen Gebirge und tragendem Ausbau. Man erreicht
ihn heute dadurch, daß man gefährdete Strecken nachträglich mit Spritzbetõn umkleidet,
den 8- Mantel mit Mörtel hinterfüllt, dann ihren Umfang radial anbohrt und die Bohrkränze
mit Bindemittelleim unter hohem Druck injiziert. Da solche nachträglichen Sicherungsarbeiten
immer kostspielig sind, wird gegenwärtig in einigen Versuchsbetrieben versucht,
eine aus verfestigenden Baustoffen bestehende Ausbauhinterfüllung anstelle von Handbergeverzug
bereits während der Auffahrung einzubringen. Dabei soll gleichzeitig erreicht werden,
daß der etwa 40 % des gesamten Arbeitsaufwandes für das Ausbauen ausmachende Anteil
der Ausbauhinterfüllung mechanisiert wird. Während Versuche mit Spritzbeton
wegen
bestimmter Entmis chungsvorgänge fehlgeschlagen sind, hat das pneumatische Einbringen
von Naturanhydrit zum Erfolg geführt. Allerdings hat diese Art der Ausbauhinterfüllung
wesentliche Nachteile, nämlich die erhöhte Staubentwicklung, die Behinderung im
Vortriebsbereich aufgrund der hohen Austrittsgeschwindigkeit und des Rückprall des
Grobkorn sowie der hohe Kostenaufwand für die maschinelle Ausstattung. Außerdem
besteht dauernd die Gefahr, daß sich ein Teil der maschinellen Einrichtung vorUbergehçnd
oder dauernd im Schußbereich des Vortriebes befindet. Diese Nachteile werden durch
-das erfindungsgemäße Verfahren behoben. Das Hinterfüllmaterial wird dabei durch
eine nach der Verfestigung die gleicheFestigkeit wie Naturanhydrit erreichende Bindemittel-
oder Feinstmörtel-Suspension ersetzt. Diese wird durch eine Schlauchleitung von
der Pumpstation außerhalb der aufzufahrenden Strecke, die transportmäßig gut zu
erreichen sein soll, bis vor Ort gepumpt, .rf Y und zwar hinter den Verzugdraht
oder das Verzugblech.
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Durch Zusatz des chemischen Aktivationsmittels unmittelbar vor dem
Austritt aus der Leitung wird die Suspension so schnell zur-Thixotropierung und
anschließend zurt -Erstarrung gebracht, daß ein Ausfließen ausgeschlossen wird.
Die Schlauchleitung kant innerhalb kürzester Zeit verlängert oder zurückgenommen
werden. Der Baustoff und die maschinelle Ausstattung ermöglichen wesentliche Kosteneinsparungen
und eine gleiche Anböschung des Materials wie bei pneumatischer Verarbeitung von
Naturanhydrit Für die Zwecke der Erfindung sind solche hydraulischen Bindemittel
oder Trockenmörtelpulver in erster Linie geeignet, die besonders fein aufgemahlen
sind und damit günstige hydromechanische Fördereigenschaften besitzen. Trotz der
feinen
Aufmahlung dürfen Eie Jedoch bei Druckfestigkeiten von 2
200 bis 250 kp/cm keine wesentlich größeren Hydratationswärmemengen entwickeln,
als für Normenzemente mit niedriger Hydratationswärme vorgesehen ist0 Sonst wäre
bei größeren Einbringungsmengen mit dem Auftreten gefährlicher Temperaturspannungen
und dem schlagartigen Zerbersten des herzustellenden Untertagebauwerkes tu rechnen
Ein diesen Anforderungen genügendes Trockenmörtelpulver ist beispielsweise in der
DT-PS 1.921o084 beschrieben und besteht vorzugsweise aus 54 Gew.-P Zementklinker,
4o Gewe-% Kalkmergel mit 68 bis 70 ffi CaCO»-Anteil, 5 Gew.- schwachgebranntem Lepolofenklinker
und 1 GewO- Calciumchlorid0 Dieses Pulver ist so weit aufgeschlossen, daß etwa 6o
bis 65.Gew.- eine Korngröße unter o,o6 mm und etwa 85 bis 95 Gew.-% eine solche
unter o,l mm aufweisen.
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Das zur Anwendung kommende hydraulische Bindemittel oder Trookenmörtelpulver
wird mit Wasser zu einer Suspension aufgeschlämmt und auf einen Wasser/Feststoff-Wert
eingestellt, der so bemessen ist,. daß einerseits die Entfernung bis zur Verwendungsstelle
mit möglichst geringem Druckverlust in der Förderleitung überbrückt wird und andererseits
das eingebrachte Material eine ausreichende Endfestigkeit erreicht.
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Nach heutigem Stand der Erkenntnisse wird für die der Erfindung zugrundeliegenden
Anwendungsfälle eine maximale Endfestigkeit von 200 bis 250 kp/cm2 für ausreichend
erachtet.
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Soll diese mit dem oben beschriebenen, vorzugsweise zu verwendenden
Trockenmörtelpulver erreicht werden, so ist ein Wasser/ Feststoff-Wert zwischen
<o,6 und o,7 einzustellen, Der Druck verlust beträgt dann bei Förderung durch
eine innen gummierte Schlauchleitung mit 52 mm Innendurchmesser nur 2 bis 3 kp/cm2
Je loo m söhliger Förderlänge unter der Voraussetzung, daß der Förderstrom in der
Leitung 1o bis 20 r?/h nicht Uberschreitext. Andere Suspensionen mit gröber gemahlenen
Mörtelpulvern
haben bei Versuchen unter gleichen Voraussetzungen
Druckverlustziffern bis zu 1o und 15 kp/cm2 Je 1oo m Förderlänge ergeben.
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Das Aktivationsmittel, das erfindungsgemäß der einzusetzenden Bindemittel-
oder Feinstmörtel-Suspension beigemischt wird, um diese innerhalb weniger Sekunden
zu einer thixotropen Masse zu verdichten und ihre anschließende Erstarrung zu beschleunigen,
besteht aus insgesamt drei Komponenten, nämlich einer thixotropierenden, einer-erstarrungsbeschleunigenden
und einer synergetischen Komponente. Von diesen wirkt die thixotropierende Komponente
sofort, während die erstarrungsbeschleunigende erst mit zeitlicher Verzögerung nachfolgt
und die synergetische überhaupt keine alleinige Wirkung auf Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspensionen
ausübt. Die synergetische Komponente ist nur wirksam in Verbindung mit den beiden
anderen Komponenten oder zumindest mit einer der beiden.
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Sie erhöht deren normale Wirkung als Einzelkomponente auf ein Mehrfaches.
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Als erstarrungsbeschleunigende Komponente kommt eine Reihe von chemischen
Substanzen in Betraoht, deren Wirkung als Zusatzmittel auf Betone und Mörtel bereits
als erwiesen gilt.
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So.sind beispielsweise neben einigen organischen Verbindungen insbesondere
anorganische alkalische Erstarrungsbeschleuniger, wie Calciumchlorid, Natriumcarbonat
(Soda), Kaliumcarbonat (Pottasche), Natriumhydroxid, Natriumsulfat, Kaliumsulfat,
Calciumphosphat, Natriumaluminat und Wasserglas (wässrige, kieselsäurehaltige Lösung)
bekannt, die meist Elektroloytcharakter haben und über die Änderung des Ionengleichgewichts
wirken, das sich im Zementleim nach dem Anmachen mit
dem Wasser
einstellt. Zu dieser Wirkung addieren sich noch eine Änderung der Löslichkeitsbedingungen
und die Formung von Komplexverbindungen mit den verschiedenen Mineralbestandteilen
des Zementklinkers.
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Von den genannten Erstarrungsbeschleunigern hat ein Gemisch aus 8
bis 11 Gewichtsanteilen kalzinierter, wasserfreier Soda, 1 bis 2 Gewichtsteilen
Natriumaluminat und 0,05 bis o,2 Gewichtsteilen Kieselsäure bei Versuchen in Verbindung
mit der thixotropierenden und der synergetischen Komponente die beste Wirkung gehabt.
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Die Erstarrung setzt bei dieser Mittelkombination bereits nach einigen
Minuten ein. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das ausschließlich Transportzwecken
dienende Uberschußwasser der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension den für übliche
Betone und Mörtel normalen Verlag der Hydratations- und Hydrolyseprozesse stört
und eine Verspätung des Abbindebeginns bewirkt.
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Als thixotropierende Komponente des Aktivationsmittels eignen sich
besonders bestimmte wasserlösliche Kunstharze und Celluloseäther, die sonst in-der
Kunststoff-Industrie Verwendung finden. Es sind dies vor allem das Polyäthylenoxid,
versohiedene Polyacrylverblndungen und Carboxymethylcellulose. Bisher sind nur Bentonit,
Ton,.
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Perlit, Traß und Flugasche als thixotropierende Zusatzmittel für hydraulisch
verfestigende Suspensionen bei Gebirgs- und BodeninJektionen sowie bei Tiefbohrungen
bekanntgeworden. FUr die Zweoke der Erfindung reicht deren Wirkung allein jedoch
nicht aus0 Die besten Ergebnisse hat
bei Versuchen einsGemisch
aus 1 bis 5 Gewichtsteilen linearem, polymerem Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht
zwischen 0,5 und 5 Millionen, 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen Carboxymethylcellulose
und lo bis 25 Gewichtsteilen Bentonit ergeben.
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Die synergetische Komponente des Aktivationsmittels bildet Aluminiumoxid,
das für sich allein ohne feststellbaren Einfluß auf das Verhalten von Bindemittel-oder
Feinstmörtel-Suspensionen bleibt, aber in Verbindung mit den Gemischen aus Natriumaluminat,
Soda und Kieselsäure sowie aus Polyäthylenoxid, Carboxymethylcellulose und Bentonit
deren Wirkung erheblich verstärkt.
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Die Einzelkomponenten des Aktivationsmittels werden in der Regel als
Trockensubstanz vor der Verwendung gemischt, und-zwar in einem Verhältnis, das eine
optimale Wirkung garantiert. Dieses Verhältnis beträgt bei dem oben genannten, vorzugsweise
zu verwendenden Trockenmörtelpulver 55 bis 85 Gew.-% der erstarrungsbeschleunigenden
Stoffkomponente aus Soda, Natriumaluminat und Kieselsäure, lo bis 3o Gew.-% der
Thixotropierungskomponente aus Polyäthylenoxid, Caboxymethyleellulose und Bentonit
und 5 bis 15 Gew.-% der aus Aluminiumox'id bestehenden synergetischen- Komponente.
Diese Mischung wird unmittelbar vor der Verwendung in Wasser gelöst und die Lösung
anschließend der Bindemittel- oder -Peinstmörtel-Suspension zugegeben.
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Als gut pumpbar hat sich eine Lösung aus 50 bis 6o Gew,-% trockenem
Aktivationsmittel und 40 bis 60 Gew,-% Wasser erwiesen. Als Zusatzmenge an trockenem
Aktivationsmittel genügen 2 bis 3 Gew.-% der Bindemittel- bzw. Feinstmörtel-Trookensubstanz.
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Technisch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchführen:
Aus Silos oder Transportbehältern wird das trockene hydraulische Bindemittel oder
das Trockenmörtelpulver über Tage oder an einer transportgünstigen Stelle unter
Tage in einen Turbomischer mit senkrechter Welle abgezogen und mit Wasser zu einer
Suspension aufgeschlämmt0 Vom Mischer wird die Suspension in eine Pumpe geleitet
und durch eine. angeschlossene 52-mm-Schlauchleitung oder eine 5o-mm-Rohrleitung
bis zur Verwendungsstelle gepumpt0 Vor der Aufgabe des gepumpten Materials in den
Verwendungsraum wird in die Pumpleitung ein statischer Mischer eingeschaltet, der
z0B. aus einem im Durchmesser auf die Förderleitung abgestellten Rohrstück besteht,
in dem sich mehrere Pakete gewellter Lamellen befinden, die die durchrließende Suspension
in verschiedene Teilströme aufteilen und diese dann wieder durchmischen. Dem statischen
Mischer in Fließrichtung unmittelbar vorgeschaltet ist eine Aufgabeöffnung, durch
die das Aktivationsmittel zugesetzt wird. Dessen Dosierung muß in dem vorgegebenen
Verhältnis zum Durchrluß der Bindemittel-Suspension stehen. Man kann dazu beispielsweise
den Durchfluß der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Sus pension laufend messen und
die wässrige Lösung des Aktivationsmittels in Abhängigkeit von der Meßmenge automatisch
über ein Regelventil und eine Pumpe zudosieren0 Es ist aber auch möglich, den Druck
in der Leitung vor dem statischen Mischer auszunutzen, um ein trockenes Aktivationsmittel,
das zuvor zu einem Block bestimmter Abmessungen und bestimmten Inhalts zusammengepreßt
worden ist, gegen eine rotierende Bürste vorzudrücken die dann das Material wieder
zu Pulver zerreibt, und zwar in der Menge, die durch den Leitungsdruck vorgegeben
wird. Die Einspeisung des Pulvers in den Mischer kann pneumatisch oder hydromechanisch
mittels
Druckwassers erfolgen Wenige Sekunden nach Zusatz des Aktivationsmittels
stellen sich die thixotropierenden Eigenschaften der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension
ein und kurze Zeit später beginnt die nachfolgende Schnellerstarrung.