Einsatz von Walzenzügen in der Bauwirtschaft

  • Verdichtung wird demnächst neu definiert werden müssen

Die seit langem in der Bauwirtschaft eingesetzten Walzenzüge, die für die Verdichtung verwendet wurden, werden in Zukunft auf den Baustellen eine andere Bedeutung erhalten.  Man benötigt sie dann nur noch zum Verdichten von bindigen Bodenarten wie z.B. U, T, GU, GT sowie SU und ST Böden. 

Für alle anderen, rolligen, gebrochenen, nicht oder gering bindigen Bodenarten wird in der Zukunft eine neuartige Verdichtungstechnologie vermehrt zum Einsatz kommen.  Diese neue Technologie mit reinen Verdichterplatten, die an Radladern oder Traktoren angebaut werden arbeiten mit 100% gerichteten Schwingungen und einer Vibrationsfrequenz von 70 Hz und sind bei der Verdichtung von rolligen, kiesigen, gebrochenen, sandigem Material und nicht oder gering bindigen Bodenarten den herkömmlichen Walzenzügen überlegen. Lange Versuchsreihen und Tests haben eindeutig ergeben, dass diese

Verdichterplatten mit nur einem Übergang Verdichtungswerte von teilweise 99,8 Dpr. erreichten. Zwischen der Korngröße d und deren Eigenschwingungszahl n gilt die mathematische Beziehung d C 1/n². Höhere Erregerfrequenzen regen verstärkt die kleineren Körner zum Schwingen an, wodurch diese in die freien Räume zwischen den größeren Körnern wandern können und die Anzahl der Kornkontakte und damit die Steifigkeit des Bodens innerhalb kürzester Zeit stark zunehmen. Die Eigenfrequenz der Böden liegt üblicherweise zwischen 25 und 35 Hz und ändert sich mit dem Verdichtungsfortschritt. Leitet man diese Frequenz in den Boden ein, dann werden vorwiegend die Körner mit einem größeren Durchmesser zum Schwingen angeregt, während alle anderen Körngrößen aufgrund der relativ geringen Beschleunigung nur wenig reagieren. Da die größeren Körner immer von kleineren Körnern umlagert sind, wird die Beschleunigung der großen Körner gedämpft. Die Stehr-Hochfrequenz-Verdichterplatten arbeiten mit einer Frequenz von 70 Hz, auf die die Körner mit einem kleineren Durchmesser unter Resonanz reagieren. Auch die effektive Beschleunigung der größeren Körner wird durch die verbesserte Schwingungsübertragung deutlich verstärkt. Mit Hilfe der zusätzlich von der Verdichterplatte ausgeübten Flächenpressung lagert sich das Material dichter ein. Diese Ergebnisse sprechen eine eindeutige Sprache und sind von keinem Walzenzug bei vergleichbaren Übergängen zu erreichen. Zudem wird bei dieser Verdichtungsmethode die Umwelt nachhaltig entlastet. Es werden bis zu 50% Kraftstoff eingespart, die CO² Emissionen werden wesentlich verringert und es ergeben sich signifikante Produktivitätssteigerungen bei der Verdichtung.

 

 

 

 

 

Auf einer Windparkbaustelle in Wartenberg / Vogelsbergkreis  werden im Auftrag von Hessen Energie  5 Windräder mit einer Nabenhöhe von 140 Metern und einer Leistung von  16,5 Megawatt  errichtet. Die Tiefbauarbeiten - inklusive Fundamente und Kranstellflächen - wurden von der Oberhessischen Firma Caspar aus Lautertal ausgeführt.  Die Kranstellflächen verdichtete man mit  herkömmlichen 13 und 19 Tonnen schweren Walzenzügen. Dabei wurde vom Bauüberwachenden Ingenieurbüro festgestellt, dass an mehreren Stellen die Verdichtungsvorgaben trotz einiger Verdichtungsübergänge nicht erreicht bzw. grenzwertig waren und es musste nachverdichtet werden. Hier kamen - wie immer öfter -  die neuen patentierten  Stehr Plattenverdichter SBV 160/3 zum Einsatz. Es zeigte sich, dass nur nach einer zusätzlichen Überfahrt, die vorgeschriebenen Werte mehr als erreicht wurden. Jürgen Stehr, der selbst mit auf der Baustelle weilte, bot dem Unternehmer an, ausschließlich mit dem Plattenverdichter zu verdichten, da man dadurch  enorme Kosten einsparen aber gleichzeitig die Verdichtung verbessern kann.
Dieses Vorhaben wurde von sämtlichen auf der Baustelle weilenden Personen inkl. Bauüberwachung  zunächst skeptisch angenommen. Es wurde ein Probefeld mit einer Schütthöhe von 40 cm  Körnung  0 > 32 Basaltbruch gleichmäßig aufgeschoben. Nach zwei Übergängen wurden mit dem 19 Tonnen schweren Walzenzug eine Verdichtung von 49 MN Ev/d gemessen, die sich bei weiteren Übergängen nicht mehr steigerte. Jetzt kam der größte Plattenverdichter von  Stehr SBV 160 – mit einer Breite von 3.000 mm, einer Wuchtkraft von 3 X 160 KN Wuchtkraft und einer Frequenz von 70 Hertz, angebaut an einen Fendt 724 Vario zum Einsatz.  Mit einer einzigen Überfahrt wurden 89 NM Ev/d erreicht. Bei einer weiteren Überfahrt benutzte man zusätzlich eine von Stehr entwickelte Wassersprühanlage. An die Front des Schleppers angebaut und mit einer hydraulisch angetriebenen Wasserpumpe bestückt, wurde genau auf die Breite des Plattenverdichters eine abgestimmte Wassermenge aufgebracht. 

Dabei legt sich das Wasser  wie ein Film über die Körnung  und wirkt wie ein Schmiermittel. Die Reibungskräfte werden vermindert und die Verdichtung  um einiges verbessert. So wurde bereits nach nur einer Überfahrt eine Verdichtung von 118 Ev/d erreicht. Hierbei wurde außerdem noch festgestellt, dass durch die vielen Überfahrten mit der Walze eine Entmischung des Materials erfolgte. Feinanteile wanderten nach unten und eine optimale Kornverteilung war nicht mehr gegeben.  75 % weniger Energie, dadurch 75 % weniger Schadstoffausstoß und 75 % weniger Erzeugung von CO² bei kaum merkbaren Umgebungsschwingungen waren der Anlass dafür, dass der Seniorchef der Fa. Capar an Ort und Stelle ein Stehr Verdichtungssystem bestellte.

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