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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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Schlauchwehre aus Elastomer-Bahnen

2mm


Materialaufbau Schlauchmembran

Schicht 1 (Deckschicht)Grenzfläche 1

Schicht 2 (mit Festigkeitsträger 1)

Kettfaden

Schussfaden

Grenzfläche 2

Schicht 3 (mit Festigkeitsträger 2)

Kettfaden

Schussfaden2mm


Längsschnitt zweilagige Schlauchmembran


Diskontinuierliche Herstellung Elastomere

Erster Schritt Rohmischung

Maschinen / Anlagen:Innenmischer, Brecher, PlastikatorWalzwerk,Batch-off-Anlage,Einzelwaage, Bandwaage,Volumenbestimmung

Rohstoffe:Regallager, Silolager, Tanklager


Beispiel Herstellung Schlauchmembran


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)


Chemisch analytische Untersuchungen


Dynamische Prüfung:

Dauerknickversuch

nach de Mattia

(DIN ISO 132)


Endzustand nach 500.000 Knickungen


Statische Prüfungen an Normproben

Dehnung in %


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


Prüfung Weiterreißwiderstand, DIN ISO 34-1

Streifenprobekörper Forderung ≥ 8N/mm


Druckverformungsrest nach DIN ISO 815

Lagerung:168h bei RTund 24h bei 70°C

Abstandsstücke

Probekörper Typ B


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


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


Statische Prüfung Bauteilproben, ISO 283-1


Statische Prüfung Bauteilproben, ISO 283-1

[kN

]


ISO 283-1, Ergebnisse in Längs- und Querrichtung


Verbindungsprüfung, konfektionierte Membran


Zeitstandverhalten von ElastomerenSpannungsrelaxation:

Retardation (Kriechen): Dehnung = f(t)

t

t

σ

ε dε=0

σ =f(t)


Prinzip Großer Versuchstand


Großer Versuchstand, Messfeld und Auswertung


Kleiner Versuchstand; Langzeitverhalten


Vandalismus Untersuchungen, Beschusstests


Vandalismus Untersuchungen, Vakuumpumpe


Stichtest, Freifalleinrichtung

Eindringtiefe =

f (Geweberichtung und Anzahl Gewebelagen)


Schlauchwehrmembran, Wasseraustritt


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)


Auszug Empfehlung Werkstoffanforderungen


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


Migrationsprüfung


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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