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BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau Referat B3 Baustoffe M. Maisner
BAW Kolloquium, 19 Juni 2008Elastische Wehrverschlüsse an Wasserstraßen
Dipl.-Ing. Matthias. Maisner,BAW Karlsruhe
Werkstoffe für
Schlauchmembrane
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BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau Referat B3 Baustoffe M. Maisner
Schlauchwehre aus Elastomer-Bahnen
2mm
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Materialaufbau Schlauchmembran
Schicht 1 (Deckschicht)Grenzfläche 1
Schicht 2 (mit Festigkeitsträger 1)
Kettfaden
Schussfaden
Grenzfläche 2
Schicht 3 (mit Festigkeitsträger 2)
Kettfaden
Schussfaden2mm
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Längsschnitt zweilagige Schlauchmembran
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Diskontinuierliche Herstellung Elastomere
Erster Schritt Rohmischung
Maschinen / Anlagen:Innenmischer, Brecher, PlastikatorWalzwerk,Batch-off-Anlage,Einzelwaage, Bandwaage,Volumenbestimmung
Rohstoffe:Regallager, Silolager, Tanklager
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Beispiel Herstellung Schlauchmembran
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Werkstoffuntersuchungen an handelsüblichen Schlauchmembranen:
- Chemisch analytische Untersuchungen (Forschungsdienste Freudenberg KG (FFD), Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e. V. (DIK) und BAW)
- Statische Prüfungen an genormten Elastomer Probekörpern (FFD, DIK und BAW)
- Dynamische Prüfungen in voller Materialdicke (FFD)
- Statische Prüfungen in voller Materialdicke (FFD und BAW)
- Vandalismus (Beschussamt Ulm, Institut für Textil- und Bekleidungstechnik der TU Dresden)
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Chemisch analytische Untersuchungen
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Dynamische Prüfung:
Dauerknickversuch
nach de Mattia
(DIN ISO 132)
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Endzustand nach 500.000 Knickungen
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Statische Prüfungen an Normproben
Dehnung in %
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Zerstörungsfreie Härte-Prüfung nach DIN 53 505
Härtemessung bei R.T., Shore A liefert Indexwerte
DIN 7865-2: 62 ± 5 Shore A
DIN 19704: 65 ± 5 Shore A
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Prüfung Weiterreißwiderstand, DIN ISO 34-1
Streifenprobekörper Forderung ≥ 8N/mm
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Druckverformungsrest nach DIN ISO 815
Lagerung:168h bei RTund 24h bei 70°C
Abstandsstücke
Probekörper Typ B
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Ozonalterung nach DIN 53 509-1
48h, 40°C, 20%, 50pphm O3O O
O
17 Jahre altes Fugenband aus Naturkautschuk
2 mm dicker Probekörper, 1,2 mm tiefe Risse; 25 % Dehnung
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Auszug Ergebnisse statische Prüfungen
10,3 ± 1,08,6 ± 0,37,5 ± 0,68 ± 0,2querN/mm
9,9 ± 0,515,6 ± 0,78,6 ± 0,28,4 ± 0,312 ± 1,2längsN/mmDIN ISO 34-1Methode A,
StreifenprobekörperWeiterreißfestigkeit
**21,4 ± 0,512 ± 0,021 ± 0,3%24h/70°C
**21,9 ± 0,610 ± 1,517 ± 0,3%168h/23°CDIN ISO 815(Probekörper Typ B)
Druckverformungsrest
372 ± 15*594 ± 9427 ± 22517 ± 8quer%
342 ± 9710 ± 49534 ± 33430 ± 17519 ± 9längs%DIN 53504
(Normstab S2)Reißdehnung
14,2 ± 0,8*16,8 ± 0,321,9 ± 1,322,0 ± 0,5querMPa
13,9 ± 0,716,8 ± 2,217,3 ± 1,121,4 ± 1,623,1 ± 0,6längsMPaDIN 53504
(Normstab S2)Reißfestigkeit
6861615856Shore ADIN 53505Shore-A-Härte (Median)
TSRCB
HerstellerRichtungEinheitPrüfung nachEigenschaften
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Statische Prüfung Bauteilproben, ISO 283-1
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Statische Prüfung Bauteilproben, ISO 283-1
[kN
]
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ISO 283-1, Ergebnisse in Längs- und Querrichtung
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Verbindungsprüfung, konfektionierte Membran
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Zeitstandverhalten von ElastomerenSpannungsrelaxation:
Retardation (Kriechen): Dehnung = f(t)
t
t
σ
ε dε=0
σ =f(t)
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Prinzip Großer Versuchstand
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Großer Versuchstand, Messfeld und Auswertung
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Kleiner Versuchstand; Langzeitverhalten
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Vandalismus Untersuchungen, Beschusstests
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Vandalismus Untersuchungen, Vakuumpumpe
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Stichtest, Freifalleinrichtung
Eindringtiefe =
f (Geweberichtung und Anzahl Gewebelagen)
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Schlauchwehrmembran, Wasseraustritt
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Regelwerke mit Materialanforderungen
CRD-C 513-74, US Corps of Engineers Specifications for Rubber Waterstops; Juni 1974
DIN EN 1337-3, Lager im Bauwesen - Teil 3: Elastomerlager; Juli 2005
DIN 19704-2, Stahlwasserbauten - Teil 2: Bauliche Durchbildung und Herstellung; Mai 1998
DIN 7865-2, Elastomer-Fugenbänder zur Abdichtung in Beton - Teil 2: Werkstoff-Anforderungen und Prüfung: Februar 2008 (alt 1982)
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Auszug Empfehlung Werkstoffanforderungen
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Europäische Kommission, Brüssel
Europäische Bauprodukten Richtlinie (CPD) National: BPG(zukünftig CPR)
Wesentliche Anforderungen u. a. :
Mechanische Festigkeit und Standsicherheit
Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz
Umsetzung durch Mandate in ENDangerous SubstancesHorizontales Mandat M366, 2005
Werkstoffe für Schlauchwehre
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Migrationsprüfung
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Fazit und Ausblick• Untersuchung neuer Werkstoffe
• Vandalismus-Prüfungen an heute marktüblichen Schlauchmembranen
• Untersuchungen Trennfestigkeit Elastomer/Gewebe wegen Anforderung Trennwiderstand
• Materialverhalten in den verschiedenen Klemmkonstruktionen
• Erkenntnisse aus der baubegleitenden QS der BAW
umsetzen in Empfehlungen
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