Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Suspensionen
Suspensionen sind Mischungen, die aus einer Trägerflüssigkeit mit darin gleichmäßig verteilten, nicht gelösten Feststoffen bestehen.
Im Unterschied zu den Pasten besitzen sie einen wesentlich geringeren Feststoffanteil. Sie können in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Mischung zu Verfestigungs- und/oder Abdichtungszwecken sowohl in stark durchlässigen als auch in gering durchlässigen Lockergesteinen (Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k > 10-3m/s) und in Rissen mit Rißbreiten ab > 3 mm verwendet werden.
Die Eigenschaften der Suspensionen werden im wesentlichen durch die Art und den Anteil der Ausgangsstoffe sowie durch die Mischtechnik bestimmt.
Als Ausgangsstoffe für Suspensionen werden neben Wasser vorwiegend Zement, Ton oder Bentonit sowie Kombinationen dieser Stoffe verwendet.
Der gewählte Wassergehalt entscheidet über die Fließeigenschaften, wobei sowohl die Viskosität als auch die Fließgrenze in weiten Bereichen beeinflußt werden können [Maidl83a] .
Man unterscheidet:
- Instabile Suspensionen
- Einfache Zementsuspensionen [Bonze72]
- Stabile Zementsuspensionen durch
- mechanische Aktivierung
- chemische Aktivierung
- kolloidale Zusätze in Form von Bentonit
- Zusatzstoffe
- Stabile Tonsuspensionen.
Bei Verwendung von Zementsuspensionen wird die Veränderung durch die Hydratation des Zementes im Korngerüst des Bodens bewirkt. Im Gegensatz zur Betontechnologie wird hier der Zement in ein vorhandenes Korngerüst bei gleichzeitig hohem Wasserzementwert (W/Z) eingepreßt. Dabei können sich Effekte z.B. aus der Sedimentation, Filtration und Randvermischung im Übergangsbereich zum verdrängten Grundwasser überlagern.
Ergänzend zu den Normzementen mit Blainewerten zwischen 3000 und 6000 cm2/g wurden in den letzten Jahren die Ultrafeinzemente bzw. Feinstzemente mit Blainewerten bis zu 15000 cm2/g (Tabelle 5.2.2.1.3-1) und mit einem Größtkorn unter 8 μm zur Verbesserung der Penetrationsfähigkeit entwickelt [FI-Heide] [Kühli90] .
Sie werden mit Verflüssigern und Wasser zu Zementsuspensionen kolloidal vermischt, die in ihren rheologischen Eigenschaften den Suspensionen auf der Basis von Normzement überlegen und damit auch in feinere Hohlräume und sogar im Mittel- bis Feinsand zu verpressen sind (Bild 5.2.2.1.3-1) .
Abbindezeiten über 60 Minuten schränken andererseits den Einsatzbereich ein. Gegenüber den bisher in Sandböden üblichen Silikatgelverfestigungen sind bei der Verfestigung mit Ultrafeinzement geringere Kriechverformungen und höhere Festigkeiten zu erwarten.
Vergleich von Zementen auf Portlandzementklinkerbasis (Heidelberger Feinstzemente) [Kühli90]
| Kenngrößen | Zemente | PZ 35 F | PZ 55 | Feinstzemente* | |
|---|---|---|---|---|---|
| A | B | ||||
| Spez. Oberfläche | cm2⁄g | 2700−3300 | 5400−5700 | 11000−12000 | 15000−16000 |
| Korngrößenverteilung | |||||
| Anteil < 2 μm | Gew.−% | 10−12 | 17−22 | 30−35 | 45−50 |
| Anteil < 16 μm | Gew.−% | 41−50 | 75−85 | 95−98 | 100 |
| Anteil < 32 μm | Gew.−% | 62−75 | 96−99 | 100 | 100 |
| Normsteife bei | Gew.−% | 25−31 | 31−34 | ca. 55 | ca. 60 |
| w⁄z | 0,50 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | |
| Druckfestigkeit | |||||
| n. 2 Tagen | N⁄mm2 | 22−30 | 40−45 | 40−45 | 45−50 |
| n. 28 Tagen | N⁄mm2 | 47−50 | 65−70 | 60−65 | 50−55 |
| * Werte ermittelt in Anlehnung an DIN 1164 | |||||
Der Feinstzement sollte hauptsächlich in homogenen Böden eingesetzt werden, da das Mittel bei unerwarteten Hohlräumen, z.B. in gröberen Schichtungen, sehr leicht ungewollt abfließt.
Beim Einsatz von Ultrafeinzement sollte darauf geachtet werden, daß bei injektionsbegleitenden Untersuchungen auch die Partikelgröße des Zementes ständig überwacht wird; denn schon ein sehr geringer Anteil an Überkorn läßt durch Verstopfungen der Porenkanäle im Boden die Gesamtmaßnahme scheitern.
Baupraxisübliche Wasserzementwerte (W/Z-Werte) liegen zwischen 4 und 8; durch Zugabe spezieller Fließmittel können die rheologischen Eigenschaften, insbesondere das Fließvermögen verbessert werden, so daß W/Z-Werte von 2 möglich sind [FI-Heide] .
Bei Suspensionen auf der Basis von Feinstzement sollte nach [FI-Heide] auf die Zugabe von Bentonit verzichtet werden.
