Masterarbeit (abgeschlossen)

Karoline Beule

Bauingenieurwesen

Steifigkeitsentwicklung von Zwei-Komponenten-Mörtel für die Ringspaltverpressung im maschinellen Schildvortrieb

Im maschinellen Tunnelbau ist der verfahrensbedingte Ringspalt mit einem geeigneten Ringspaltmörtel zu verpressen, um die Tunnelröhre lagegerecht einzubetten und Setzungen an der Geländeoberfläche zu minimieren. Dabei können neben Einkomponentenmörteln auch Zweikomponentenmörtel zum Einsatz kommen. Bei Einkomponentenmörteln werden alle Komponenten (Bindemittel, Gesteinskörnung und Wasser) vorab zum endgültigen Mörtel vollständig gemischt und ohne Zugabe weiterer Komponenten in den Ringspalt verpresst.
Ein Zweikomponentenmörtel hingegen setzt sich i.d.R. aus einer stabilisierenden Hauptkomponente A und einer aktivierenden Komponente B zusammen. Die Komponente A besteht vorwiegend aus 70 bis 80% Wasser, einem hydraulischen Bindemittel und einem Zusatzmittel, wie z.B. einem Stabilisierer und/oder Verzögerer, um eine Lagerung und Verarbeitbarkeit über mehrere Stunden bis Tage zu erzielen. Die Komponente B ist ein chemischer Beschleuniger, normalerweise Wasserglas auf Basis von Natriumsilikat, der erst am Ende der Schildschanzlisene der Komponente A zugemischt wird, um die Festigkeitsentwicklung des Mörtels unmittelbar anzuregen.
Ziel dieser Arbeit ist zum einen auf Grundlage einer Literaturrecherche die wesentlichen Anforderungen an einen Zweikomponentenmörtel hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Festigkeits- bzw. Steifigkeitsentwicklung zu eruieren und zum anderen, entsprechend des Einsatzgebietes von Zweikomponentenmörteln im maschinellen Tunnelbau, ein Versuchskonzept zu entwickeln, mit welchem in Anlehnung an die Prüfung des statischen Elastizitätsmoduls die Steifigkeitsentwicklung eines geeigneten Zweikomponentenmörtels ermittelt werden kann. Im Anschluss werden Versuchsreihen geplant und durchgeführt. Dabei wird die zeitabhängige Steifigkeitsentwicklung eines praxisüblichen Zweikomponentenmörtels in Abhängigkeit der Aktivatormenge ermittelt und daraus ergebende Restriktionen für den Einsatz im maschinellen Tunnelbau abgeleitet.

Lehrstuhl und Betreuer

Lehrstuhl für Baustofftechnik
(Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher)

Lehrstuhllogo

Betreuung

M.Sc. Christoph Schulte-Schrepping