Ökologisch-Ökonomische Herstellung von Flüssigboden
Flüssigboden, Boden-Mörtel usw. sind schon länger bekannt und deren Herstellung in der österreichischen Patentschrift 374163 aus dem Jahre 1981 bereits offenbart. Es handelt sich um ein fließfähiges, selbsterhärtendes Graben-Verfüllmaterial, das sich aufgrund seiner vielseitigen, vor allen Dingen definiert einstellbaren Eigenschaften für ein breites Anwendungsspektrum eignet. Da der Haupteinsatz von flüssigem Boden im Kanal- und Rohrleitungsbau zu sehen ist, wird dieser einen hohen Stellenwert bei Verbänden wie den DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall) und Güteschutz Kanalbau einnehmen. In einem von der DWA überarbeitetem Arbeitsblatt (A139) rückt die Problematik „Rohrleitungszone und Rohrbettung“ wieder in einen aktuellen Vordergrund, da die ordnungsgemäße Erstellung dieser sensiblen Rohrleitungszonen mitentscheidend für ein langes Leben der Rohrleitungen sind. So heißt es in dem Arbeitsblatt unter Punkt 7.2.1.: Die Bettung muss eine gleichmäßige Druckverteilung unter dem Rohr im Auflagebereich sicherstellen. Dadurch werden Risse, Verformungen, Punktlagerungen und somit Undichtigkeiten vermieden. Nach dem Herstellen der Rohrverbindung muss deshalb das Unterstopfen des Rohres sorgfältig ausgeführt werden.
An der Baustelle sieht es aber meistens anders aus. Da die Verdichtung der Rohrleitungszone sehr kosten- und zeitaufwendig ist, wird hier in den meisten Fällen gepfuscht! Mitverantwortlich für diese Pfuscherei ist der enorme Preisdruck und der Mangel an gut ausgebildetem Fachpersonal. Daher sind einfache Lösungen auf der Baustelle auf der Baustelle wichtig; Lösungen, die nach kurzer Einweisung verständlich und fehlerfrei umgesetzt werden können. Die Firma Stehr aus dem oberhessischen Schwalmtal, bekannt durch viele innovative Erfindungen, die mittlerweile sehr gut am Markt platziert sind, beschäftigte sich als erste Firma überhaupt mit dem Problem des Bodenaustausches beim Kanalbau. Durch den außerordentlich guten Ruf der Fa. Stehr wurde man von vielen Tiefbauunternehmen angesprochen, ein System zu schaffen, das die schon aufgeführten Probleme löst, um ein flüssiges Material zur Grabenverfüllung kostengünstig und den Belangen von Umwelt und Engerieeffizienz entsprechend herzustellen. Mit eingebunden in dieses neue Verfahren sind die bekannten Stehr-Kanalbaugeräte, wie Anbau-Recycler für Bagger, das Stehr-Verdichterrad, das mittlerweile über 5.000 Mal im Einsatz ist, sowie die bekannten Hochfrequenzverdichter, die ein fast erschütterungsfreies Verdichten in der Umgebung zulassen.
Das Material zur Herstellung von Flüssigboden besteht zu über 95 % aus Wasser und anstehendem Bodenaushub, der auf jeder Kanalbaustelle anfällt. Der Rest besteht aus Zuschlagstoffen, hauptsächlich aus hydraulischem Bindemittel wie Zement und Kalk. Als Zusatzmittel werden Bentonit oder Tonmehl und die wie aus der Betonherstellung bekannten Verzögerer und Fließbeschleuniger beigemischt. Fast jeder Zementhersteller bietet mittlerweile ein geeignetes, fertig gemischtes Material samt dazu gehöriger Verarbeitungsvorschriften für Flüssigboden an. Da der Einsatz von Flüssigboden oder Bodenmörtel aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten bis jetzt zu teuer war, scheuten sich viele Auftraggeber dieses innovative System zu akzeptieren. Ausschlaggebend sind die hohen Kosten, die in der Hauptsache durch ein Logistiksystem entstehen, das in keinster Weise den Anforderungen von Umweltschutz, Engergieeinsparung und damit verbundener CO²-Verringerung entspricht. Es kann nicht sein, dass ein LKW zum Beispiel 6 m³ Erdaushub zu einer 30 km entfernten Mischanlage fährt, um das Material mischen zu lassen und anschließend wieder leer zur Baustelle zurückfährt. Der in der Mischanlage gemischte flüssige Boden wird dann mit einem Betonmischfahrzeug wieder 30 km zur Baustelle gefahren. Eine nur 50 %ige Energieeffizienz, verbunden mit hohen Kosten belastete Leerfahrten, sowie eine unnötige Umwelt- und Verkehrsbelastung sind nicht mehr zeitgemäß und für die Zukunft nicht geeignet, dieses gute Verfahren nach dieser Methode durchzuführen. Auch die Vorbehandlung des Bodenaushubes konnte bis jetzt in keinster Weise so durchgeführt werden, um aus diesem ein Material zu schaffen, das sich überhaupt dafür eignet, um selbstverdichtenden, optimal fließfähigen Bodenmörtel herzustellen. Es wird eine Technik gebraucht, um den Boden aufzubereiten und auf < 25 mm abzusieben. Einen großen Anteil daran hat der bekannte Stehr-Recycler, ein Anbaugerät für Bagger. Dieser bricht und mischt gleichzeitig im Boden befindliche Steine, alte Betonrohre, Altasphalt oder Abbruchmaterial. Sämtliches Aushubmaterial kann so auf der Baustelle bleiben, und es ist kein mit hohen Kosten verbundener Bodenaustausch nötig.
Von dem gebrochenen Material in einer Korngröße 80 < werden kleinere Mengen zur Herstellung von flüssigem Boden mit der neuen Stehr-Siebschaufel, ebenfalls ein Baggeranbaugerät, zu einer Fraktion < 25 mm abgesiebt.
Mit dieser sind höhere Leistungen als bei manchen herkömmlichen stationären Siebmaschinen möglich. Diese werden durch Hochdruck-Hydraulikmotore erreicht, die anders als bei den bekannten Schaufelseparatoren jede Siebwelle einzeln antreiben. Diese Ölmotoren arbeiten mit Drücken über 300 bar, der vollen Leistung des Trägergerätes und übertragen damit fast ein doppelt so starkes Drehmoment wie die Orbit-Motore bekannter Schaufelseparatoren. Da der Antrieb direkt auf die Siebwellen erfolgt, entfällt ein verschleißträchtiger und wartungsaufwendiger umständlicher Kettenantrieb. Die besondere Funktion der Siebschaufel, die ein ganz anderes System als das der bekannten Schaufelseparatoren darstellt, basiert auf rotierenden Wellen, die so ausgelegt sind, dass das zu siebende Material immer einige Zentimeter in die Höhe verschoben und somit immer in der Schaufel in Bewegung bleibt.
Das feinere Material fällt durch die Siebroste. Darunter sind spezielle Abstreifer angebracht, die die Öffnungen immer wieder reinigen. Das grobe Material bleibt in der Schaufel und wird über die Bagger-Kinematik entleert und als Verfüllmaterial über der Rohrzone verwendet. Die Stehr-Siebschaufel ist die einzige auf dem Markt, die Fraktionen von 0-15 mm zufriedenstellend aussieben kann. Durch das Auswechseln der Wellen können weitere Fraktionen bis 20, 25, 36, 50 und 70 mm ausgesiebt und sämtliches auf der Baustelle gebrauchte Material vor Ort kostengünstig hergestellt werden. Die mit hohen Kosten verbundene Beschaffung von Austausch-Material, wie Sand und Kies zur Rohrzonenverfüllung, entfällt. Große stationäre Siebmaschinen sind nicht mehr nötig. Das Material < 25 mm ist das Material, was am optimalsten zur Herstellung von Flüssigboden geeignet ist. Es hat durch diese Kornzusammenstellung eine gute Grundvoraussetzung, um eine gute Fließfähigkeit zu erreichen. Es wird zum Mischen anschließend mit der an dem Bagger oder Lader angebauter Siebschaufel direkt in einen von Stehr entwickelten Hochleistungsmischer aufgegeben.
Ein auf der Kabine aufgebrachte digitale Anzeige zeigt genau die aufgegebene Menge: Boden-, Bindemittel, Wasser. Aus der Baggerkabine wird über eine Funkfernsteuerung diese auf TARA gestellt.
Das Beschicken des Mischers kann auch über ein Förderband mit Bandwaage erfolgen. Der Zwangsmischer ist als Schlepper-Anbau oder -Anhängegerät ausgelegt und verfügt über ein Volumen von 3 oder 6 m³ Der Antrieb erfolgt über die Zapfwelle des Schleppers. Es stehen Leistungen des Schleppers über 300 PS zur Verfügung. Für die enorm hohe Kraftübertragung auf die Mischwelle des Mischers ist ein eigens dafür konstruiertes Getriebe mit einer Leistungsabgabe von 50.000 NM nötig. Wasser kann genau nach Bedarf zugeführt werden. Der optimale nötige Wassergehalt wird über das in der DIN 12350-5 beschriebene Ausbreitverfahren festgelegt und kann über eine Drehmoment Kraftmess-Vorrichtung an der Getriebe-Eingangswelle genau dosiert zugegeben werden (je dünnflüssiger das Mischgut, desto leichter dreht das Getriebe). Der Strom zur Steuerung der Wiegeeinheit und der digitalen Anzeige kommt ebenso wie die Hydraulikströme, die erforderlich sind zur Steuerung des Mischers von der Elektrik und der Bordhydraulik des Schleppers. Durch dieses Anbaugerät wird der Einsatz von Traktoren am Bau ebenso wie die Auslastung noch interessanter.
Über 4 Wägezellen wird das Bodenmaterial, hydraulische Bindemittel, Zusatzstoffe und Wasser über diese Wiegeeinrichtung genau abgewogen, sämltiche Messvorgänge auf einem Speichermodull gespeichert und auf eine Anzeigevorrichtung über ein Funksignal in die Kabine des Baggers oder Laders übertragen. Als zusätzliche Ausbaustufen sind vorgesehen: eine voll-automatische Computersteuerung mit Datenfernübertragung ins Büro.
UNSERE IDEEN MACHEN BODEN GUT!!!
Noch während dem Mischvorgang kann der Traktor mit Mischer an die Stelle fahren, um den verflüssigten Boden in den Graben zu verbringen.
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Die Konsistenzbereiche F5 / F6 sind erforderlich zur Herstellung von Flüssigboden und sind ein Garant dafür, dass sämtliche Problemzonen, wie die Rohrauflage (Zwickel), der Rohre und Leitungen ausgefüllt werden.
Diese Problemzonen können bei herkömmlichen Bauverfahren mit keinem Material verfüllt und nach den Vorschriften verdichtet werden, da diese Zonen mit keinem Verdichtungsgerät erreicht werden.
Nach nur vier Stunden ist das verflüssigte Bodenmaterial so ausgehärtet, dass es begehbar oder befahrbar ist.
Nach einer Abbindezeit von 28 Tagen darf der Flüssigboden höchstens eine Festigkeit nach Bodenklase 3 aufweisen und muss mit dem Spaten oder Baggerlöffel so löslich sein, wie der anstehende Boden.
Fast alle mischfähigen Materialien können gemischt werden. Es ist ein kostengünstiges, einfaches Verfahren, um Flüssigboden direkt auf der Baustelle aus Bodenaushub, der dort anfällt, herzustellen. Es entfallen Deponie- und Transportskosten, bei deren Einsparung jeder Kalkulator sofort hellhörig wird. Die natürlichen Ressourcen werden geschont und die bekannten Umweltbelastungen druch Verkehrslärm, Feinstaub und CO² wird deutlich reduziert.
