Projekt 23439/01

Entwicklung eines gegenüber Zementmischungen energetisch günstigen und ressourcenschonenden Bindemittels auf Filteraschebasis mit Zugabe eines Verflüssigers

Projektdurchführung

Brandenburgische Bergsicherungs Verwaltungs und Betriebs GmbH (BBVB GmbH)
Dissenchener Str. 50
03042 Cottbus

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Eine dauerhafte und sichere Verfüllung von schwer zugänglichen technischen bzw. natürlichen Hohlräumen ist nur erreichbar durch das vollständige Ausfüllen mit einer als Monolith abbindenden Suspension, die vorgegebene bestimmte Eigenschaften gewährleistet.
Besonders unter Verkehrstrassen, Gebäuden, gefährdeten Medienleitungen oder anderen sensiblen Bautenwerken werden für die Hohlraumverfüllung besondere Bedingungen vorgegeben, die herkömmlich eingesetzte Filterasche-Wasser-Suspensionen nicht erreichen.
Ziel ist die Entwicklung eines anwenderorientierten pumpfähigen Versatzmörtels, der aus preiswerter Filterasche-Wasser-Suspension mit Zusatz eines Verflüssigers der neuen Generation besteht und die voranstehenden Eigenschaften unter den besonderen Bedingungen gewährleisten soll.
Dazu wird die übliche Versatz- bzw. Verfülltechnologie mit Kraftwerksfilteraschen verändert, einer Testreihe unterzogen und für die Anwendungen optimiert.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden- verschiedene Braunkohlen-FA sowie eine Steinkohlen-FA werden mit Wasser und verschiedenen Verflüssigern zu einer pumpfähigen Suspension gemischt, wobei 6 Parameter bestimmt werden
- Ermittlung der kostengünstigsten pumpfähigen Asche-Verflüssiger-Wasser Suspension
- Dokumentation und Auswertung der Untersuchungsergebnisse
- Versuchsdurchführung mit herkömmlicher Technik wie Silofahrzeug für Asche, Wasserzufuhr aus Behälter, Mischrohr und Verflüssigerzufuhr über eine Dosierpumpe. Hierbei werden die Masse- u. Volumenströme gemessen u. ausgewertet.
- Durchführung einer Optimierungsphase nach den vorhergehenden Versuchen und Konfiguration ei-ner funktionierenden optimalen Gerätezusammenstellung
- Praxiserprobung an je einem Objekt f. bergbaul. Hohlräume, Rohrverfüllung und Filterbrunnenver-satz
- Versuch zur Verfestigung (Injektion) von locker gelagertem, rolligen Material
- Erstellung Abschlußbericht incl. Darstellung der Vermarktung


Ergebnisse und Diskussion

Nach Ermittlung der Zusammensetzung der oxidischen Hauptbestandteile der zu betrachtenden 5 beschriebenen Filteraschen (Bericht wurde bereits übergeben) kann ein direkter Zusammenhang zwischen Wasserbedarf, Fließeigenschaften, Abbindeverhalten und Druckfestigkeit nur punktuell erkannt werden.
Die Aschen mit dem geringsten Wasserbedarf zur Erreichung einer pumpfähigen Suspension bringen auch nur die geringsten Festigkeiten. Gleiches gilt umgekehrt.
Als wirksamste Fließmittel erwiesen sich bei allen Aschen Viscocrete 1035 und Muraplast FK 841.1, wobei diese in den Langzeitversuchen eine gleichbleibend bzw. ansteigende Festigkeit allein bei den beiden Aschen aus Boxberg und Jänschwalde erreichten. Bei den anderen Aschen gingen diese Werte deutlich zurück, was auf eine Mineralbildung (Treiben) zurückzuführen sein wird.
Dauerfestigkeiten von > 1 N/mm² wurden von allen Aschen mit Fließmittel erreicht. Dauerfestigkeiten > 5 N/mm² wurde dagegen nur bei der Turower Asche unter Wasserlagerung gemessen. Bemerkenswert ist allerdings, dass bei einer anderen Charge aus Turow gleichwertige und höhere Festigkeiten ohne und mit Fließmittelzusatz erreicht werden (siehe Ergänzungsbericht).
Dauerfestigkeiten von > 5 N/mm² bei der preiswertesten Asche in unserer Region aus dem KW Jänschwalde wird nur mit Zugabe von > 10 - < 15 % Zement erreicht, was ökonomisch nicht vertretbar ist.
Untersucht wurden auch die Betonstahl- und Betonkorrosion durch Einbettung in den BFA-Fließmittelmörtel. Bis auf Korrosionserscheinung an Betonstahl bei der Boxberger BFA wurden keine Einflüsse festgestellt. Praxisversuche mit dem neu gebauten und konstruktiv angeglichenen Mischrohr wurden auf einer Deponie in Groß Ziethen erfolgreich durchgeführt und in der Technologie verankert.
Bei anderen Projekten konnte auf Grund der sehr stark streuenden Untersuchungsergebnisse kein Auf-traggeber zur Anwendung gewonnen werden. Beauftragt werden, auch aus preislichen Gründen, über-wiegend der Einsatz mit reiner Asche und nur in Ausnahmefällen genau vorgegebene zertifizierte Dämmer oder Betone.
Anwendung und entsprechende Vermarktung ist gegenüber der ursprünglichen Zielsetzung nicht er-reichbar.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentation und Projektvorstellung bei Planungsbüros, bei potentiellen Anwendern und ausschreibenden Behörden:

Ing.-Büro Voigt, Gesellschaft für Montan- und Bautechnik GmbH, Kerkhoff Transporte Cottbus, LBGR, MAC MIX Baustoffe GmbH & Co. KG, BUL Sachsen GmbH, ECOSOIL Ost GmbH, Fehr Umwelt Ost GmbH, RECON GmbH, LMBV mbH, Bergsicherung Schneeberg GmbH, BLZ Geotechnik GmbH, Berg-sicherung Frankfurt GmbH, Vattenfall Europe Generation, Geotec GmbH, eta AG engineering, EURO-VIA VBU GmbH, NSG mbH, SGL mbH


Fazit

Die Verwendung von Verflüssigern der neuen Generation in BFA-Suspensionen zur Erreichung eines pumpfähigen, schnell abbindenden, mit höheren Druckfestigkeiten ausgestatteten und preiswerten Versatzmörtel wurde durch zahlreiche Laborversuche und einen Praxiseinsatz untersucht und eine generelle Anwendbarkeit erfolgreich nachgewiesen.
Die Untersuchungen haben allerdings ergeben, dass die Herstellung von einem Versatzmörtel mit definierten Eigenschaften auf Grund der zu stark streuenden Korngrößenverteilung und der stark differierenden chemisch - mineralischen Zusammensetzung der Asche nicht möglich ist.
Für Einzelfälle sind die Grundlagen gelegt und durchaus praxistauglich anwendbar.