EXPANSIONSHARZ
Die bei der Bodeninjektion eingesetzten Expansionsharze werden weltweit exklusiv für URETEK hergestellt. Je nach Bodenbeschaffenheiten und Anwendung kommen bei der Baugrundinjektion verschiedene RESIN Produkte zum Einsatz, um optimale Ergebnisse hinsichtlich Stabilität, Festigkeit und Gleichmäßigkeit zu erzielen.
DAS MATERIAL? EINFACH GENIAL!
Bei den URETEK Injektionsmethoden wird ein speziell entwickeltes Zweikomponenten-Expansionsharz-System verwendet. Werden die beiden Komponenten URETEK RESIN und HARDENER 10 vermischt, reagieren sie miteinander und expandieren – bei freier Expansion –bis zum 36-Fachen ihres Volumens. Aufgrund des enormen Expansionsdrucks von bis zu 500 kN/m2 (Laborprüfwert bis zu 10.000 kN/m2) können der Baugrund verstärkt und Bauwerksteile angehoben werden. Das Material härtet sekundenschnell aus und ist dann unmittelbar belastbar. Dabei ist das Harz physiologisch unbedenklich, formstabil und langzeitbeständig.
Spannungsverteilung unterhalb des Fundaments und Vorgehensschema
Beim minimal-invasiven URETEK Verfahren wird ein Expansionsharz in den Baugrund injiziert. Zunächst werden vorhandene Hohlräume (Porenvolumina) durch das Harz aufgefüllt und der Untergrund durch die schnelle Reaktion und Volumenvergrößerung des Harzes und die dabei entstehende Expansionskraft aufgesprengt. Das Expansionsharz kann sein Volumen im Baugrund (je nach Spannungszustand) um das 6 - 8fache vergrößern und entwickelt dabei einen Expansionsdruck bis zu 10.000 kPa (Laborwert).
Im ersten Schritt des URETEK Verfahrens erfolgt also ein „Fracking”, d. h. eine Aufsprengung, des Bodens in vertikaler Richtung. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass ein konsolidierter Boden zu Beginn der Injektionen kleinere horizontale Spannungen (σy) als vertikale (σz) aufweist. Die Ausdehnung des Harzes bewirkt also eine Zunahme der horizontalen Spannungen, bis diese den Betrag der Auflast erreichen (hydrostatische Druckverhältnisse). Sobald keine weitere horizontale Verspannung des Bodens möglich ist, bleibt eine Hebung des Bauwerks/Fundaments als die einzige Bewegungsmöglichkeit zum Abbau der Expansionsdrücke. Somit entstehen in diesem Schritt auch horizontale Lamellen im Boden.
Die vertikalen und horizontalen Aufsprengungen in Form von Lamellen sind in der untenstehenden Abbildung (Forschungsauftrag mit der Delft University of Techno-logy) deutlich sichtbar. Diese aufsprengenden Harzstrukturen sind nachweislich nur mit den URETEK Expansionsharzen erreichbar. Wie in der obenstehenden schematischen Abbildung zu erkennen ist, haben die aufsprengenden Harzlamellen vom Injektionspunkt entfernt eine Reichweite von bis zu 1,50 m.
Die Verstärkungswirkung der Expansionsharze ist bis zu 2,50 m vom Injektionspunkt entfernt messbar. Für die millimetergenaue Überwachung der Injektionen und Kontrolle der Bauwerksreaktion werden Rotationslaser aufgestellt und Laserempfänger am Bauteil befestigt, die permanent in Verbindung stehen. Die an der jeweiligen Injektionsstelle dokumentierten Hebungsreaktionen von 1-2 mm (bauwerksverträglich) dienen als empirischer Nachweis, dass der Baugrund die erforderliche Verstärkung erreicht hat – auch für die Aufnahme von zusätzlichen Lasten, wie z. B. durch eine Aufstockung.
Nötige erdstatische Nachweise werden von URETEK mit der Baugrundsoftware GGU-Footing unter Ansatz verbesserter Bodenkennwerte (Steifemodul, Reibungswinkel, Kohäsion) der bearbeiteten Böden durchgeführt.
Umweltverträglichkeit
Bei unseren Injektionsmethoden kommen speziell dafür entwickelte Kunstharze zum Einsatz, die für Mensch und Natur vollkommen ungefährlich sind. Sie sind FCKW-, formaldehyd- und radonfrei, grundwasserneutral und in geschlossenen Räumen einsetzbar. Für die Unbedenklichkeit des Materials spricht, dass z. B. die Unteren Wasserbehörden URETEK
die Erlaubnis erteilten, Projekte in Wasserschutzgebieten durchzuführen. Einzelne Untersuchungsberichte finden Sie in unserem Download-Bereich.
Hygiene-Institut des Ruhrgebiets, Gelsenkirchen
Herbst 1994: Beurteilung von Injektionen mit URETEK-Material (AL643) unter wasserhygienischen Gesichtspunkten. Nach dieser Untersuchung gibt es keine nennenswerten Auswirkungen des Verfahrens auf die Umwelt, gegen den Einsatz des Produktes sind keine grundsätzlichen Bedenken zu erheben.
Herbst 2003: Beurteilung von Injektionen mit URETEK-Material (RESIN 2409) unter bodentoxikologischen Gesichtspunkten. Nach dem Untersuchungsergebnis ist das Material gegenüber Organismen des Bodens als nicht giftig bzw. nicht schädlich einzustufen.
HUK-Umweltlabor, Wenden
Auswirkungen des ausreagierten URETEK-Materials auf das Grundwasser. Demnach sind keine Beeinträchtigungen des Grundwassers im Injektionsbereich festzustellen.
Langzeitbeständigkeit
Für die Anwendung des URETEK Verfahrens ist keine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich.
Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (IBMB), TU Braunschweig
1998 das exakte Anheben elastisch gebetteter Betonbauteile aus Stahlbeton mittels URETEK Injektionen. Der Schlussbericht der durchgeführten Tests führt aus, dass das angewandte Verfahren seine Tauglichkeit hinreichend unter Beweis gestellt hat.
Fakultät für Ingenieurwissenschaften Abt. Bauwissenschaften, Fachgebiet Geotechnik, Universität Duisburg-Essen
Überlegungen zum mechanischen Verhalten des Injektionsguts und des umgebenden Baugrunds angestellt, sowie eine Auswertung durchgeführter Projekte herangezogen. Da viele der durchgeführten Injektionsmaßnahmen bereits 10 bis 15 Jahre zurückliegen, kann gesagt werden, dass die Injektionsverfahren URETEK FloorLift® (UFL) und URETEK DeepInjection® (UDI) langzeitig und dauerhaft wirksam sind.
Zu diesem Ergebnis kommen auch andere Studien, die sowohl von unabhängigen Prüfinstituten als auch von großen Rohstofflieferanten durchgeführt wurden. Sie bescheinigen eine langfristige Stabilität und Beständigkeit auch in ungünstigen Umgebungen.
Dynamische Lastwechsel
Das URETEK Verfahren wird auch zur Beseitigung von Hohlräumen unter Betonplatten und zum Stabilisieren in den Plattenrandbereichen eingesetzt. Dabei ist das Kriechverhalten des eingepressten Expansionsharzes bei dynamischen Lasten, verursacht durch z.B. Stapler oder LKW-Verkehr, für die Bewertung des Verfahrens von besonderem Interesse.
Insititut Dr.-Ing. Gauer, Regenstauf
20.000 Lastwechseln nachgestellt. Dabei wurden unterschiedliche Materialdichten verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst unter erhöhter Verkehrslast keine nennenswerten Kriechverformungen des Expansionsharzes zu erwarten sind.
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Referenzen
Seit 20 Jahren ist URETEK Marktführer im Spezialtiefbau für die minimal-invasive Baugrundverbesserung unter Betonböden und Fundamenten. Mehrere tausend erfolgreiche Projekte in ganz Deutschland sprechen für sich.
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