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DE3927289A1 - Verfahren zum verschweissen von thermoplastischen kunststoffbahnen - Google Patents

Verfahren zum verschweissen von thermoplastischen kunststoffbahnen

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DE3927289A1 DE19893927289 DE3927289A DE3927289A1 DE 3927289 A1 DE3927289 A1 DE 3927289A1 DE 19893927289 DE19893927289 DE 19893927289 DE 3927289 A DE3927289 A DE 3927289A DE 3927289 A1 DE3927289 A1 DE 3927289A1
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Description

Zur Abdichtung von Deponien wird nach dem derzeitigen Stand der Technik empfohlen, eine Kombinationsdichtung, bestehend aus einer mineralischen Dichtschicht und aus Kunststoffbahnen, herzustellen. Die thermoplastischen Kunststoffbahnen werden nach dem Verlegen wasserdicht verschweißt und sollen auf der mineralischen Dichtschicht fest aufliegen, so daß ein Preßverbund entsteht.
Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Verschweißen von thermoplas­ tischen Kunststoffbahnen derart, daß die Schweißung auf der Baustelle ein­ fach und schnell ausgeführt werden kann und dadurch der Preßverbund zwi­ schen mineralischer Dichtschicht und Kunststoffbahn sicher hergestellt wird.
Bisher werden die thermoplastischen Kunststoffbahnen auf der Baustelle mittels Extrusions-, Heizkeil- oder Auftragsnähten verschweißt. Die Ver­ schweißungen erfordern einen verhältnismäßig hohen manuellen Aufwand und sind deshalb zeitaufwendig. Da die Kunststoffbahnen direkt auf der mine­ ralischen Dichtschicht verlegt werden und da die Oberfläche der minera­ lischen Dichtschicht sehr witterungsempfindlich ist (Aufweichung bei Re­ gen und Austrocknung bei Sonne), treten auf der Baustelle beim Einbau der Kunststoffbahnen häufig Verzögerungen auf. Außerdem erfordern die bisher bekannten Schweißverfahren eine hohe Qualifikation des Schweiß­ personals.
Zum Schutz der Kunststoffbahnen und um Wellenbildung infolge Wärmedehnung durch Sonnenbestrahlung zu vermeiden, sind die Bahnen möglichst kurzfristig nach dem Verlegen mit Sand oder Kies abzudecken. Bei den bisherigen Schweiß­ verfahren kann diese Forderung schlecht erfüllt werden, weil die Herstel­ lung einer qualitativ hochwertigen Schweißnaht nur auf einer größeren Flä­ che ohne Störung aus dem Kies/Sandeinbau erzielt wird. Auf der Baustelle liegen die neu verlegten Kunststoffbahnen oft mehrere Tage frei, so daß sich aufgrund der wechselnden Tagestemperaturen und der Sonneneinstrahlung Aufwölbungen bilden. Der im Deponiebau gewünschte Preßverbund ist dadurch nicht gewährleistet.
Die Erfindung hat deshalb das Ziel, ein Verfahren zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen zu finden, das auf der Baustelle ein­ fach, schnell und sicher ausgeführt werden kann und die geschilderten Probleme beim Herstellen der Kombinationsdichtung im Doponiebau vermeidet.
Die auf den anliegenden Figuren A-G skizzierte Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen (1) mit Hilfe von elektrischen Heizdrähten (2). Die elektrischen Heizdrähte (2) werden zwischen die Überlappenden Ränder der Kunststoffbahnen (1) einge­ baut. Um den für die Verschweißung erforderlichen Anpreßdruck zu erzeugen, werden die Kunststoffbahnen (1) im Schweißbereich mittels einer Auflast aus Sand oder Kies (6), eines Unterdruckes im Luftspalt (4) zwischen den Heizdrähten (2) oder durch das Zusammenpressen mit Hilfe einer Preßvor­ richtung (10 und 11) aufeinandergepreßt. Danach werden die elektrischen Heizdrähte (2) auf die für die Verschweißung erforderliche Temperatur er­ wärmt. Der Kunststoff neben den Heizdrähten (2) verflüssigt sich und durch den Anpreßdruck entsteht zwischen den Kunststoffbahnen (1) eine Schweiß­ verbindung.
Die Heizdrähte (2) können im Herstellerwerk auf den Schweißrand einer Kunststoffbahn (1) aufgebracht werden (siehe Fig. A). Außerdem werden die Schweißränder beider Kunststoffbahnen (1) im Herstellerwerk durch Aufbringen einer Schutzfolie (3) abgedeckt, um Verschmutzungen und Haut­ bildung infolge UV-Strahlung bei Transport und Lagerung zu vermeiden. Durch diese vorbereitenden Arbeiten im Herstellerwerk werden die Schweiß­ arbeiten auf der Baustelle vereinfacht. Dort werden die zu verschweißenden Ränder der Kunststoffbahnen (1) übereinandergelegt (siehe Fig. B). Die Schutzfolien (3) werden entfernt. Die Kunststoffbahnen werden wie in der Fig. B skizziert mit Sand oder Kies beschwert, um dadurch den erforder­ lichen Anpreßdruck zu erzeugen. Die Heizdrähte (2) werden elektrisch in der erforderlichen Zeit auf die notwendige Temperatur erwärmt. Durch den Anpreßdruck entsteht zwischen den Kunststoffbahnen (1) eine Doppelschweiß­ naht. Nach Herstellung der Schweißverbindung kann die Dichtigkeit mit Hilfe eines Unter- oder Überdruckes im Luftspalt (4) kontrolliert werden.
Die in der Fig. B dargestellte Kies- oder Sandschicht (6) kann nicht mit Schubgeräten (Planierraupen) aufgebracht werden, weil durch die Schub­ kräfte die Lage der Kunststoffbahnen (1) im Schweißbereich verschoben werden kann, sondern der Kies oder Sand muß vorsichtig von oben eingebaut werden. Dazu eignet sich eine Mörtel- oder Estrichpumpe, mit der das Kies- oder Sandmaterial über Schlauchleitungen zum Einbauort gefördert und dort manuell gesteuert auf die Kunststoffbahnen (1) aufgebracht wird.
Die Fig. C zeigt die Möglichkeit, die Heizdrähte (2) nicht im Hersteller­ werk sondern auf der Baustelle einzubauen. Allerdings sollten dann die die Schutzfolien (3) im Herstellerwerk aufgebracht werden. Die elektri­ schen Heizdrähte (2) werden auf einem Gewebe oder einem Vlies (7) als Schweißband in der erforderlichen Länge zusammengefaßt. Auf der Baustelle werden nach dem Verlegen der Kunststoffbahnen (1) die Schutzfolien (3) entfernt und das Schweißband mit den elektrischen Heizdrähten (2) zwischen den Überlappenden Rändern der Kunststoffbahnen (1) eingebaut. Das Zusam­ menpressen und anschließende Verschweißen erfolgt wie oben beschrieben und wie z. B. in der Fig. B skizziert.
Falls das Zusammenpressen der Kunststoffbahnen (1) im Schweißbereich mit Hilfe eines Unterdruckes im Luftspalt (4) zwischen den Heizdrähten (2) erfolgen soll, muß an den Rändern der Schweißzone zwischen den Kunststoff­ bahnen (1) eine luftdichte Abdichtung hergestellt werden. Das kann entweder durch eine vorherige Dichtschweißung mit Hilfe von elektrischen Heizdräh­ ten (9) an den Rändern oder durch die Anordnung eines Dichtungs- und Kle­ bebandes (8) an den Rändern erreicht werden.
Fig. D zeigt eine Schweißverbindung mit Hilfe von elektrischen Heizdräh­ ten (2) und einer Kies/Sandauflast (6). Nach dem Aufbringen der Auflast erfolgt zuerst die Dichtschweißung an den Rändern der Schweißzone mit Hilfe der äußeren Heizdrähte (9). Danach wird im Luftspalt (4) zwischen den Heizdrähten (9) der Unterdruck erzeugt und dadurch werden die Kunst­ stoffbahnen (1) zusätzlich zusammengepreßt. Jetzt erfolgt die eigentliche Verschweißung der Kunststoffbahnen (1) mittels der mittleren Heizdrähte (2).
In der Fig. E ist dargestellt, wie die zur Herstellung einer luft­ dichten Verbindung zwischen den Kunststoffbahnen (1) erforderlichen Dich­ tungs- oder Klebebänder (8) an den Rändern der Schweißzone angeordnet wer­ den. Die Dichtwirkung wird durch das Zusammenpressen der Kunststoffbahnen (1) und durch das Aufbringen eines Unterdruckes zwischen den Dichtungs- bzw. Klebebändern (8) erzielt. Nachdem der erforderliche Unterdruck im Luftspalt (4) zwischen den Heizdrähten (2) erzeugt ist, erfolgt die Ver­ schweißung mittels der elektrischen Heizdrähte (2).
Die Fig. F zeigt eine Preßvorrichtung zur Erzeugung des Anpreßdruckes im Schweißbereich ohne Kies/Sandauflast und Unterdruck. Um die Schweiß­ zone von außen zusammenpressen zu können, muß der Rand einer Kunststoff­ bahn (1) um 180° oder die Ränder beider Kunststoffbahnen (1) jeweils um 90° umgeklappt werden. Zwischen die überlappenden Ränder der Kunststoff­ bahnen (1) werden wie vor die elektrischen Heizdrähte (2) eingebaut. Der Preßrahmen (10) umfaßt U-förmig den Schweißbereich und mit Hilfe eines Preßschlauches (11) oder ähnlich wird der erforderliche Anpreßdruck er­ zeugt. Danach erfolgt die Verschweißung mittels der elektrischen Heiz­ drähte (2). Nach Beendigung des Schweißvorganges wird der Anpreßdruck gelöst und die Preßvorrichtung (10 und 11) ausgebaut.
Das Verfahren zur Verschweißung von thermoplastischen Kunststoffbahnen ist auch geeignet, die Kunststoffbahnen einer Kombinationsdichtwand, bei der Kunststoffbahnen in eine Bentonit-Zement- Suspension einer Dichtwand eingebaut werden, miteinander zu verschweißen. Fig. G zeigt ein spund­ wandähnliches Verbindungsschloß zwischen 2 Kunststoffbahnen (1), die in eine Dichtwand-Suspension (12) eingebracht wurden. Die elektrischen Heiz­ drähte (2) sind in der einen Hälfte des Verbindungsschlosses angeordnet. Der Anpreßdruck wird mittels eines Preßschlauches (11), der im Inneren des Verbindungsschlosses sitzt, erzeugt. Nach dem Anpressen und Aufheizen der Heizdrähte (2) entsteht zwischen den Kunststoffbahnen innerhalb des Verbindungsschlosses eine Dichtschweißung.
Das beschriebene Verfahren zur Verschweißung von thermoplastischen Kunst­ stoffbahnen vereinfacht und beschleunigt die Schweißarbeiten auf der Bau­ stelle. Bei der Herstellung einer Kombinationsdichtung im Deponiebau läßt sich die mineralische Dichtung schnell mit den Kunststoffbahnen abdecken. Die nachteiligen Witterungseinflüsse werden minimiert. Insbesondere zwingt das in der Fig. B skizzierte Verfahren (Aufbringen der Kies/Sandauflast vor dem Verschweißen) zum schnellen Bekiesen der Kunststoffbahnen. Damit werden die Kunststoffbahnen unmittelbar nach dem Verlegen durch eine Kies- oder Sandschicht geschützt. Eine Wellenbildung der Kunststoffbahnen in­ folge Temperaturdehnung und Sonneneinstrahlung wird vermieden. Zwischen der mineralischen Dichtschicht und den Kunststoffbahnen entsteht der ge­ wünschte Preßverbund.

Claims (9)

1. Verfahren zum Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffbahnen (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung der Kunststoffbahnen (1) mit Hilfe von elektrischen Heizdrähten (2), die zwischen die Überlappenden Ränder der Kunststoffbahnen (1) eingebaut werden, und durch Zusammenpres­ sen der überlappenden Ränder der Kunststoffbahnen (1) zur Erzeugung des erforderlichen Anpreßdruckes erfolgt.
2. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzone der Kunststoffbahnen (1) im Herstellerwerk durch eine Schutz­ folie (3) abgedeckt wird.
3. Schweißverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Schweißung erforderliche Anpreßdruck mit Hilfe einer Kies- oder Sandauflast (6) erzeugt wird.
4. Schweißverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Schweißung erforderliche Anpreßdruck durch Erzeugung eines Unterdruckes im Luftspalt (4) zwischen den Heizdrähten (2) hergestellt wird.
5. Schweißverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Schweißung erforderliche Anpreßdruck mit Hilfe einer Preßvor­ richtung, bestehend aus einem Preßrahmen (10) als Widerlager und einem Preßschlauch (11), erzeugt wird und daß zum Einlegen der Ränder der Kunst­ stoffbahnen (1) in den Preßrahmen (10) der Rand einer Kunststoffbahn (1) um 180° bzw. beide Ränder jeweils um 90° umgeklappt werden.
6. Schweißverfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kies- oder Sandschicht (6) mit Hilfe von Sand- oder Estrichförderpum­ pen und Schlauchleitungen eingebaut wird.
7. Schweißverfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Unterdruckes im Luftspalt (4) seitlich neben den elek­ trischen Heizdrähten (2) Dichtungs- oder Klebebänder (8) angeordnet wer­ den oder die äußeren Heizdrähte (9) zur Erzielung einer Dichtschweißung zuerst aufgeheizt werden.
8. Schweißverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizdrähte (2) und ggfls. (9) sowie ggfls. die seitlichen Dichtungs- oder Klebebänder (8) mit Hilfe eines Kunststoffgewebes oder -vlieses (7) zu einem fortlaufenden Schweißband zusammengefaßt werden, derart daß dieses Schweißband auf der Baustelle zwischen die zu verschwei­ ßenden Kunststoffbahnen (1) eingebaut und die Verschweißung nach dem be­ schriebenen Verfahren ausgeführt werden kann.
9. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Erzielung einer Dichtschweißung im Verbindungsschloß zweier Kunststoffbahnen (1) zur Herstellung einer Kombinationsdicht­ wand angewendet wird, derart daß die elektrischen Heizdrähte (2) in einem Teil des Verbindungsschlosses werkseitig eingearbeitet werden und der Anpreßdruck mit Hilfe eines Preßschlauches im Verbindungs­ schloß erzeugt wird.
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