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(Bild: Übersicht über die Injektionsverfahren) Unter Injektion (Einpressen) wird nachfolgend in Anlehnung an DIN 4093 [DIN4093:1987] das Einbringen von Injektionsmitteln (Einpreßgut nach DIN 4093 [DIN4093:1987] oder Füllgut nach ZTV-Riss 93 [Verkehra] ) in Risse und Hohlräume unter Druck über Einfüllstutzen verstanden. Hohlraum ist der Oberbegriff für natürliche und künstliche Hohlraumstrukturen aller Art:
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(Bild: Zusammenstellung der für Injektionen geeigneten Flüssigkeiten [Stein92c])
Einen Überblick über die für Injektionen verwendbaren Flüssigkeiten, geordnet nach der Teilchengröße der dispergierten Stoffe bzw. der Viskosität, vermittelt Bild 5.2.2.1 . Von diesen Injektionsmitteln, die im injizierten Bereich gelieren oder aushärten, sind heute nur noch die Zementpasten und -mörtel, Suspensionen aus Zement, Ton oder Kombinationen beider Mittel … |
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Anforderungen und Einsatzmöglichkeiten von Injektionsmitteln |
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Bei Rißbreiten von ≥ 3mm sind alle Injektionsmittel auf der Basis von Zementsuspensionen und Kunststofflösungen geeignet. Die weiteren Injektionsgrenzen sind in [Verkehra] für folgende Injektionsmittel und Rißbreiten angegeben:
Beim Einsatz von Injektionshochdruckpumpen mit Drücken über 20 bar liegt die Injektionsgrenze für Kunststofflösungen … |
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Hier muß unterschieden werden zwischen zur Ruhe gekommenen und noch in Bewegung befindlichen (arbeitenden) Rissen. Im ersten Fall werden keine weiteren Zusatzanforderungen an das Injektionsmittel gestellt. Hier kommen bei entsprechend großen Rißbreiten auch Injektionsmittel auf der Basis von Zement zur Anwendung, die von Natur aus einen für Injektionsmittel relativ hohen Elastizitätsmodul besitzen und hierdurch keine Bewegungen zulassen. Im Falle … |
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Im Druckbereich der Konstruktion befindliche Risse sollten mit einem Injektionsmittel verpreßt werden, welches mindestens die Festigkeit des Bauteils und einen ähnlich hohen Elastizitätsmodul besitzt, um die Wirkung der Verzahnung bzw. Kraftschlüssigkeit wieder herzustellen und Querverschiebungen unmöglich zu machen. Für im Zugbereich der Konstruktion befindliche Risse sollten, wie unter "Rißbewegung" erwähnt, hochelastische evtl. schäumende und … |
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Maßgebende Kriterien für die Rißflanken sind deren Feuchtigkeit und Oberflächenbeschaffenheit.Im vorliegenden Anwendungsfall muß in der Regel von feuchten und teilweise verschmutzen Rißflanken ausgegangen werden. Hier eingesetzte Injektionsmittel sollten in der Lage sein, durchfeuchtete Rißflanken verkleben und in feinere Haarrisse in den Rißflanken eindringen zu können. Eine Übersicht über die Zuordnung geeigneter Injektionsmittel zu Parametern … |
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Injektionsmörtel sind Mischungen aus Zement, Wasser, Zuschlagstoffen kleiner Korngröße und ggf. Zusatzstoffen (z.B. Gesteinsmehl, Flugasche, Bentonit) und Zusatzmitteln (z.B. Verflüssiger, Dichtungsmittel, Erstarrungsverzögerer, Erstarrungsbeschleuniger, Stabilisatoren, u.a.) [Stein81] . Injektionspasten sind Mischungen aus Zement, Wasser und ggf. Zusatzstoffen und Zusatzmitteln. Charakteristisch für injizierfähige Mörtel und Pasten sind ihre breiartige … |
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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) … |
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Chemische Lösungen und Kunstharze als Injektionsmittel |
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Unter Wasserglas versteht man Natrium- oder Kalisalz der Kieselsäure, wobei das Verhältnis Alkali/Silizium im Wasserglas in weiten Grenzen variiert werden kann. Ausgangsstoffe für die Injektionstechnik sind flüssige Wassergläser, die sich sehr rasch und in jedem Verhältnis mit Wasser mischen lassen. Den flüssigen Wassergläsern werden Reaktive beigegeben, die eine Silikatgelbildung durch chemische Umsetzung und Polykondensation der Silikatmoleküle … |
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Lösungen auf der Basis von Kunststoffen bzw. Kunstharzen als Injektionsmittel |
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16.02.2011 Diese Mittel, die mit unterschiedlichsten Bezeichnungen auf dem Markt sind, werden für Abdichtungszwecke (Abschnitt 5.2.2.3) eingesetzt. Das wasserlösliche Acrylharz wird, mit Polymerisationsbeschleuniger bzw.-verzögerer und Wasser verdünnt, mit einem für die Polymerisation unerläßlichen Katalysator gemischt und anschließend verpreßt. Die Lösung mit einer Viskosität zwischen 1 und 4 MPa s polymerisiert zu einem transparenten und elastischen Gel. … |
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16.02.2011 Handelsübliche Epoxidharze stellen weitgehend niederviskose bis glasige, seltener kristalline Substanzen dar, die vor ihrer Applikation mit den entsprechenden Härtern versetzt und ggf. noch mit Lösemitteln, reaktiven Verdünnern (niedrigviskosen Epoxidharzen), Weichmachern, Füllstoffen oder Pigmenten modifiziert werden [Batze81] . Epoxidharze können bis in den Grobschluffbereich eingesetzt werden (Bild 5.2.2.1.1) , wobei relativ hohe Festigkeiten … |
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16.02.2011 Zur Verfügung stehen Gele sowie Ein- und Zweikomponentenpolyurethansysteme. Zur Herstellung von Gelen werden (polyfunktionelle) NCO-Prepolymere auf der Basis von ethylenoxidreichen Polyethern eingesetzt. Durch Vermischen mit überschüssigem Wasser entstehen zunächst Emulsionen bzw. Lösungen, die durch Wasser und ggf. zugesetztes Di-bzw. Polyamin unter Vernetzung aushärten. Sofern das bei der Wasserreaktion entwickelte Kohlendioxid nicht im wäßrigen … |
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16.02.2011 Ein relativ neues Injektionsmittel stellt das im Bergbau seit einigen Jahren bereits eingesetzte Silikatharz dar, welches aus der Reaktion von anorganischem Alkalisilikat und organischem Isocyanat entsteht. Die Komponente A ist ein modifiziertes Wasserglas, Komponente B ein polyfunktionelles Isocyanat [FI-Webac] . Zur Herstellung des Harzes werden die beiden Komponenten im Volumenverhältnis 1:1 gemischt. Das entstehende Endprodukt ist je nach Rezeptur … |
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Ziele der Injektion von außen sind das den defekten Leitungsbereich umgebende Lockergestein zu verfestigen und/oder abzudichten und somit diesem die verlorengegangenen Funktionen dieses Kanalabschnittes zuzuweisen bzw. vorhandene Hohlräume zu verfüllen. Die zu injizierenden Bereiche werden durch Bohrungen, Einpreßlanzen o.ä. von der Oberfläche aus zugänglich gemacht und mit einem geeigneten Injektionsmittel unter Druck verpreßt (Abschnitt 5.2.2.2) |
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Die Auswahl der Injektionsverfahren und die Durchführung der Injektion sind u.a. abhängig von den jeweiligen geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen, dem Zustand und der Tiefenlage des Kanals sowie vom Injektionszweck. So kann die Möglichkeit einer Vorinjektion, z.B. bei stark durchlässigen Schichten bzw. zur Lagesicherung des betreffenden Kanalabschnittes, aber auch die einer Nachverpressung wesentlich sein. Hinsichtlich der Injektionstechnik … |
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Mit der Injektion von innen können in Abhängigkeit vom eingesetzten Verfahren und Mittel alle im Abschnitt 5.2.2 genannten Zielstellungen der Injektionsverfahren sowohl im begehbaren als auch im nichtbegehbaren Nennweitenbereich realisiert werden. Die Injektion von innen bietet gegenüber der von außen folgende Vorteile:
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16.02.2011 Im Bereich der Undichtigkeiten oder vermuteten Hohlräume werden durch die Kanal- oder Bauwerkswandungen Bohrungen hergestellt, in die entweder Injektionslanzen oder -stutzen eingesetzt werden, über die das Einbringen des Injektionsmittels erfolgt [Under85] (Bild 5.2.2.3.1) (Bild 5.2.2.3.1) .
Beim … |
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16.02.2011 Das Füllen, d.h. das Injizieren und Tränken von Rissen in begehbaren Kanälen und Bauwerken der Ortsentwässerung erstreckt sich aufgrund der großen Nennweiten ausschließlich auf die Werkstoffe Beton, Stahlbeton oder Ziegelmauerwerk. Für die Rißinjektion im vorliegenden Anwendungsfall gibt es keine speziellen technischen Vorschriften. Sinngemäß übertragbar erscheinen die Merkblätter des deutschen Betonvereins [NN81] sowie die "Zusätzlichen Technischen … |
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16.02.2011 Die Injektion von Rohrverbindungen in begehbaren Querschnitten kann analog zur erläuterten Rißinjektion oder unter Verwendung von Spezialpackern durchgeführt werden. Diese Packer werden von Hand oder maschinell an der undichten Rohrverbindung positioniert. Die einzelnen Arbeitsschritte bei Anwendung eines in den USA patentierten Dreifachpackers (US Patent Nr. 3.951.173) zeigen Abschnitt 5.2.2.3.3 . Nach Fixieren des Packers durch Aufblasen der beiden … |
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Injektion von innen bei nichtbegehbaren Kanälen |
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16.02.2011 Bei der Injektion von Rohrverbindungen, auch Muffeninjektion genannt, kommen vornehmlich Injektionsmittel auf der Basis von Acrylharz, Polyurethan und Epoxidharz zum Einsatz (Abschnitt 5.2.2.1) . Diese Mittel erfordern unterschiedliche Packersysteme und Mischtechniken für die jeweils eingesetzten Komponenten. Generell kann unterschieden werden zwischen:
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Stellvertretend für diese Verfahrensgruppe werden nachfolgend das Posatryn-Verfahren (Abschnitt 5.2.2.4.1.1.1.1) , Seal-i-Tryn-Verfahren (Abschnitt 5.2.2.4.1.1.2) und Telegrout-System (Abschnitt 5.2.2.4.1.1.3) näher erläutert. |
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