Abdichtungs- und Verfestigungs­injektionen

Baumaßnahme

Abdichtungs- und Verfestigungsinjektionen

Aufgabe

Injektionen zur Bodenverfestigung und/oder -abdichtung im Zuge von Erdbaumaßnahmen sowie zum Füllen von Klüften in Fels werden bereits seit vielen Jahren erfolgreich ausgeführt. Ebenso werden im konstruktiven Ingenieurbau Risse in Betonbauteilen durch Injektionen abgedichtet bzw. verfüllt. Dabei haben sich zementgebundene Systeme als geeignet erwiesen.

Für solche Injektionen gibt es vielfache Anwendungsmöglichkeiten:

1. Abdichtungsinjektionen

  • Injektionssohlen für Baugruben im Grundwasser; sie werden häufig in Verbindung mit Schlitzwänden eingesetzt
  • Injektionsschleier unter Stauanlagen zur Herabsetzung der Wasserdurchlässigkeit, um Unterspülungen zu verhindern
  • Abdichten des Gebirges um Tunnel und Stollen, um den Boden zu konsolidieren und die Dichtheit des Baugrundes zu erhöhen
  • Abdichten der Umgebung von Kavernen, um die Bergwassermenge zu begrenzen
  • Abdichten einer Grabensohle, um das Verlegen von Rohrleitungen unter dem Grundwasserspiegel zu ermöglichen

2. Verfestigungsinjektionen

  • Erhöhung der Tragfähigkeit des Baugrundes z. B. unter Brücken, Hochhäusern, Maschinenfundamenten usw.
  • Unterfangung von Fundamenten neben Baugruben
  • Baugrundverfestigung als Hilfsmaßnahme für Tunnel- und Stollenvortriebe im Lockergestein

Verfahren

Mit der Entwicklung der Feinstbindemittel wurden die Anwendungsbereiche von zementgebundenen Injektionssystemen in Abhängigkeit von der Korngröße des zu injizierenden Bodens wesentlich erweitert. Bisher konnten ausschließlich Fein- und Mittelkiese sowie Grobsande mit üblichen Zementen, gemäß DIN 1164, injiziert werden, während Mittel- und Feinsande Wasserglas oder Kunstharzen vorbehalten blieben.

Mit Suspensionen aus Feinstbindemitteln kann nunmehr auch der Porenraum von Mittel- und Feinsanden verfüllt werden sowie feinste Risse im Fels.

Feinstbindemittel müssen folgende Anforderungen erfüllen:

  • stetige, eng gestufte Kornverteilung mit begrenztem Größtkorn (in der Regel bei 95% Siebdurchgang ≤ 16 µm),
  • definierte chemisch-mineralische Zusammensetzung.

Damit die Suspension während der Injektion gleichmäßig, homogen und vollständig in den anstehenden Boden eindringen kann, muss sie während der Verarbeitung eine möglichst gleich bleibende Konsistenz behalten.

Deshalb gilt:

  • Die Kornverteilung des Bindemittels in der Suspension muss möglichst lange erhalten bleiben. Wachsen die hydratisierenden Zementkörner nach dem Anmischen zu stark, kann es zur Sperrkornbildung an den Porenengstellen des Bodens kommen.
  • Das Erstarren und Erhärten der Suspension muss auf die Anforderungen des Anwenders einstellbar sein.
  • Die Suspension muss Kluft- und Porenwasser ohne Vermischung vollständig verdrängen können, da sonst die Eigenschaften verändert werden (z. B. steigender W/B-Wert).

Vor der Festlegung der Bindemittel-Type und des Wasser/Zement-Wertes muss die Beschaffenheit des zu injizierenden Baugrundes bekannt sein. Dazu gehören Korngrößenverteilung, Durchlässigkeit, Lagerungsdichte, Masse der Feinstanteile, Schichtung, auftretende Trennflächen, Geometrie der Fließkanäle usw. Zusätzliche Informationen können durch Probeinjektionen im Labor und/oder im Feldversuch gewonnen werden.

Die Herstellung der Suspension geschieht durch intensives, hochtouriges Mischen.

Die eigentliche Verpressung erfolgt im Rahmen üblicher Zement-Injektionstechniken (Manschettenrohrinjektion mit Packern u. ä.).

Produkt

Das Dyckerhoff Injektionsprogramm enthält Injektionsbindemittel unterschiedlicher Zusammensetzungen und Feinheiten für abdichtende und/oder verfestigende Injektionen z. B. in der Geotechnik und im konstruktiven Ingenieurbau. Bei den Bindemitteln wird je nach Feinheit differenziert zwischen Feinst-Bindemittel MIKRODUR® (Größtkorn 6 µm ≤ d95 ≤ 16 µm) bzw. Standard-Bindemittel (d95 > 40 µm).

Durch die abgestimmten Zusammensetzungen sowie eng gestuften Kornverteilungen mit hoher Feinheit und enger Begrenzung der Größtkorndurchmesser eröffnen sich beim Einsatz von MIKRODUR® neue Möglichkeiten auf allen Gebieten der zementgebundenen Injektionssysteme. Diese Produkte zeichnen sich gegenüber Standard-Bindemitteln durch geringere Korngrößen und ihr höheres Penetrationsvermögen aus, sodass selbst kleinste Porenräume und Fehlstellen des Baugrundes (Lockergestein, Fels) ausgefüllt, verfestigt und abgedichtet werden.

Die Injektionsbindemittel MIKRODUR® sind auf der Basis von Portlandzementklinker (Sorten P) oder – als gegen chemische Angriffe (z. B. Sulfatangriff) resistentere Formulierungen – auf der Basis von Hüttensand (Sorten R) verfügbar. Durch das spezielle Produktionsverfahren hat Dyckerhoff MIKRODUR® eine konstante Zusammensetzung mit abgestimmten SO3-Gehalten, da die Einzelkomponenten separat in der jeweiligen Feinheit hergestellt und erst danach zielgerichtet zusammengesetzt werden. Dyckerhoff MIKRODUR® zeigt nahezu kein Kornwachstum in der Suspension.

MIKRODUR® rock ist eine weitere spezielle MIKRODUR®-Sorte, die insbesondere für Injektionen von klüftigem Fels entwickelt wurde. Suspensionen aus MIKRODUR® rock weisen auch bei niedrigen Temperaturen, z. B. zwischen 5 und 10 °C, eine sehr gute Verarbeitbarkeit und insbesondere eine rasche Festigkeitsentwicklung nach der Injektion auf.

Für Injektionen, insbesondere in Lockergestein, bei höheren Temperaturen ist MIKRODUR® soil besonders geeignet. Bei Suspensionstemperaturen von 30 °C ist MIKRODUR® soil noch mehrere Stunden lang verarbeitbar.

Weitere Vorteile der Injektionsbindemittel aus dem Dyckerhoff Injektionsprogramm sind:

  • die auf die baustellenspezifischen Anforderungen abgestimmte Feinheit und Zusammensetzung,
  • abgestimmte Festigkeiten und Wasserdurchlässigkeiten,
  • die Umweltverträglichkeit, die in Gutachten des Hygiene-Instituts Gelsenkirchen nachgewiesen wurde,
  • die lange Lagerbeständigkeit bei sachgemäßer Lagerung.

Zur Verbesserung des Injektionserfolges beim Einsatz von Dyckerhoff MIKRODUR® wird die Zugabe von Tricosal® MSH oder LIH als Injektionshilfe empfohlen.

Dokumente

Dyckerhoff Mikrodur