DE2724599A1 - Verfahren zum herstellen einer masse zum ausfuellen von mit grubenausbauten in verbindug stehenden leeren raeumen - Google Patents

Description

• Titel: Verfahren zum herstellen einer Masse zum Aus-
• füllen von mit Grubenausbauten in Verbindung stehenden leeren Räumen Anmelder; Dr.-lng. K.A. Ullrich, Wilhelm bau tr. 12a, D 6145 Linaenfels (Odenwald) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aufblähbaren, in einen festen Aggregatzustand Üergehenden tasse, die zum Ausfüllen von mit Grubenausbauten in Verbindung stehenden leeren itäumen vor der, L'rhärten aufgebläht und in die Grubenräume eingepumpt wird, bis sie sich der @uerschnittsform der Hohlräume und des Ausbaus angepaßt hat.
• Es ist bereits bekannt (DT-PS 1 091 963), leere Raume in Grubenbauten mit einem aufblähbaren Werkstoff in der eise auszufüllen, daß in die Hohlräume der werkstoff eingepumpt und vor dem Erhärten aufgebläht wird, bis er sich der Querschnittsform der Hohlräume und des Ausbaus angepaßt hat. Dieses Verfahren gestattet es, hinter dem Ausbau und im Ausbau vorhandene Hohlräume auszufüllen, die als unkontrollierte hohlräume, insbesondere in Steinkohlenzechen wegen der Möglichkeit von Schlagwetteransamnjlungen eine Gefahr darstellen, weil sie einerseits vom Wetterstrom nicht oder nicht genügend durchspült werden und weil andererseits dort keine laufenden Wetterkontrollen stattfinden.
• Zum Ausfüllen der hohlräume nach den: bekannten Verfahren wurden bisher ausschließlich geschäumte .;erkstoffe auf organischer Grundlage verwendet. So kamen z.B. Harnstoffharze, Polyurethan u.a. zur Anwendung.
• Derartige organische Stoffe sind für den vorgesehenen Zweck zwar geeignet und lassen sich leicht verarbeiten, jedoch ist ihnen gemeinsam, daß sie elektrostatisch aufladbar und brennbar sind. Die Brennbarkeit bzw. Entflammbarkeit läßt sich zwar durch geeignete Zusätze herabsetzen, jedoch konnte eine absolute Unbrennbarkeit bisher nicht erzielt werden. dinzu kommt, daß diese Stoffe im Falle eines Brandes zu erheblicher und gefährlicher Rauchentwicklung neigen. Beide Eigenschaften - die elektrostatische Aufladbarkeit und die Brennbarkeit - setzen der Anwendung unter Tage Grenzen. Außerdem sind die genannten Stoffe vergleichsweise teuer.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Masse herzustellen, die zum Einsatz in Grubenräumen geeignet ist, sich elektrostatisch nicht auflädt, unbrennbar und billig ist.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß 50 bis 90 Gew.-; einer Flugasche eines fossilen Brennstoffs, 10 bis 25 Gew.-% Kalk und 0 bis 20 Gew.-; Sand mit Wasser in einem Verhältnis Wasser/Feststoff = 0,5 bis 0,8 gemischt werden, daß,bezogen auf den Feststoffanteil, 0,05 bis 1,0 Gew.-S - vorzugsweise 0,1 bis 0,25 Gew.-% - Aluminiumpulver zugeführt werden und die so erhaltene Mischung in die Hohlräume gepumpt wird.
• Als Flugasche kommen vorzugsweise Steinkohlenflugasche oder Braunkohlenflugasche zur Anwendung. Dem aus Flugasche, Kalk und gegebenenfalls Sand bestehenden Feststoffgemisch kann als Stabiisator Portlandzement zugefügt werden.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine nur aus anorganischen Bestandteilen gebildete geschäumte Masse erhalten, die alle für den vorgesehenen Anwendungszweck erforderlichen Eizenschaften aufweist; sie ist durch einfaches Mischen der einzelnen Komponenten herstellbar; sie lädt sich nicht elektrostatisch auf und ist unbrennbar; die erforderlichen Grundstoffe sind billig; bei der Flugasche, die den größten Anteil bildet, handelt es sich um einen Abfallstoff.
• Das Aufblähen der Masse erfolgt auf Grund der Reaktion des Al-Pulvers filit dem Kalk. Die bei diesem Prozeß entstehende Wärmemenge ist beherrschbar und läßt sich leicht ableiten. Nach dem Aushärten bildet die Masse einen Porenkuchen mit einem spezifischen Gewicht von etwa 4 g/cm³ von fester Konsistenz, jedoch ohne besondere Druckfestigkeit. Eine solche ist auch nicht erforderlich, da die Masse nur zum Ausfüllen der Hohlräume dient, nicht jedoch als tragender Ausbau. Im Bedarfsfall läßt sich die Festigkeit durch Zusatz von Portlandzement als Stabilisator erhöhen.
• Nachfolgend wird das erfindungsgemße Verfahren an Iland von drei Beispielen näher erläutert; Beispiel 1 66 Gew.-% Braunkohlenflugasche, 16 Gew.-'; Kalk (CaO) und 18 Gew.-% Sand wurden nacheinander in eine Wassermenge eingerührt, die einem Verhältnis Wasser/Feststoff = 0,7 entsprach. flach gründlichem Durchrühren mit einem hochtourigen Rührwerk wurden 0,15 Gew.-X feines Al-Pulver, bezogen auf die eingesetzte Feststoffmenge, zugefügt und das Rühren fortgesetzt, bis nach bereits wenigen Minuten eine Blasenentwicklung und Erwärmung auf etwa 50 0C eintraten. Die Masse wurde dann in einen anderen behälter un;gefüllt, in dem sie sich auf etwa das Zweieinhalbfache des ursprünglichen Volumens ausdehnte und innerhalb 30 minuten erstarrte. Es entstand ein in sich stabiler Porenkuchen von geringer Druckfestigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 0,42 g/cm³.
• Beispiel 2 Die Feststoffmenge bestand aus 71 Gew.- Steinkohlenflugasche, 14,5 Gew.-% Kalk und 14,5 Gew.-? Sand. Das Einrühren und Mischen erfolgte wie im Beispiel 1, wobei das Verhältnis Wasser Feststoff 0,6 betrug. Nach Zugabe von 0,13 Gew.-% Al-Pulver, bezogen auf die Feststoffmenge, trat innerhalb 9 Minuten die blasenbildung und eine Erwärmung auf 58° ein. Der entstandene Porenkuchen entsprach dem von Beispiel 1.
• Beispiel 3 An Feststoff wurden 83 Gew.-% Steinkohlenflugasche und 17 Gew.-% Kalk ohne Sandzusatz eingesetzt und im übrigen wie bei den Beispielen 1 und 2 verfahren. Das Wasser/Feststoffverhältnis betrug 0,7, der Al-Zusatz 0,15 Gew.-% der Feststoffmenge. Die Reaktion setzte bereits nach 4 Minuten ein, die Erwärmung stieg auf 72°. Der Porenkuchen hatte ein spezifisches Gewicht von 0,38 g/cm3.
• Die durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbare geschäumte Masse kann außer als Füllstoff auch als Isoliermaterial gegen Temperatur und Schall Anwendung finden, und zwar sowohl in Grubenbauten als auch in anderen Bereichen, z.B. im Bauwesen.
• Sofern für eine Isolierschicht, beispielsweise auf Beton, eine höhere Festigkeit erforderlich ist, läßt sich diese durch einen Zusatz von Portlandzement erzielen.

Claims (6)

1. Patentansprüche: Verfahren zum Herstellen einer aufblähbaren, in einen festen Aggregatzustand übergehenden Masse, die zum Ausfüllen von mit Grubenausbauten in Verbindung stehenden leeren räumen vor dem Erhärten aufgebläht und in die Grubenräume (Itohlräume) eingepumpt wird, bis sie sich der Querschnittsform der ifohlraume und des Ausbaus angepaßt hat , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß 50 bis 90 Gew.-» einer Flugasche eines fossilen Brennstoffes, 10 bis 25 Gew.-% Kalk und 0 bis 20 Gew.-p Sand mit Wasser in einem Verhältnis h!asser/Heststoff = 0,5 bis 0,8 gemischt werden, daß, bezogen auf den Feststoffanteil, 0,05 bis 1,0 Gew.-% - vorzugsweise 0,1 bis 0,25 Gew.-% - Aluniniumpulver zugefügt werden und die so erhaltene Substanzmischung in die Hohlräume gepumpt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Steinkohlenflugasche verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Braunkohlenflugasche verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die sulisenung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, aus 65 bis 75 Gew.-S Flugasche und aus 25 bis 35 Gew.-; Sand und Kalk zu etwa gleichen Teilen gebildet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ;<iischung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, aus 75 bis 85 Gew.-% Flugasche und 15 bis 25 Gew.-% Kalk gebildet wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Mischung, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge, 5 bis 15 Gew.-; Portlandzement beigefügt werden.