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by  Lars Langmaack

Bodenkonditionierungsmittel

Soil Conditioners

Earth Pressure Balance Maschinen (EPB TBMs) benötigen anstatt einer Bentonit-Suspension Schäume und Polymere, um den vor dem Schneidend anstehenden Boden in eine pastöse, impermeable und kompressible Form zu überführen. Nur so kann eine vollständige Füllung der Abbaukammer und eine ökonomisch sinnvolle Vortriebsgeschwindigkeit erreicht werden.

 

Zu den Bodenkonditionierungsmitteln gehören die folgenden Produktgruppen:

- traditionelle Schäume

- verstärkte Schäume

- Anti-Verklebungs Schäume

- Anti-Verklebungs Polymere

- Langketten Polymere

 

Im weiteren Sinne kann man auch 

- Anti-Staub Schäume

- Anti-Abrasions Schäume 

zu der Produktgruppe der Konditionierungsmittel zählen, obwohl deren Anwendungsgebiet oft (aber nicht nur) bei den Hartgesteinsmaschinen liegt.

Schaum

Der Schaum für die Boden-

Konditionierung wird durch die turbulente Vermischung von Luft und Wasser hergestellt, stabilisiert durch oberflächenaktive Moleküle.

Earth Pressure Balance (EPB) TBMs use Foams and Polymers instead of Bentonite Slurry to support the ground. They transform the soil in front of the cutterhead into a pasty, impermeable and compressible consistency. Only then, a complete filling of the working chamber and an economic TBM advance rate can be achieved.

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The soil conditioners can be grouped as following:

- Traditional Foams

- Enhanced Foams

- Anti-Clogging Foams 

- Anti-Clogging Polymers

- Long Chain Polymers

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In a broader sense also 

- Anti-Dust Foams

- Anti-Wear Foams

belong to the soil conditioners, even when more often used for Hard Rock TBMs.

Foam

The soil conditioning foam is created by a turbulent mixture of water and compressed air, stabilised by surface active agents.

Bei dem Thema Boden-konditionierung ist jedoch eigentlich weniger das  Verhalten des Schaumes an sich wichtig, sondern dessen Interaktion mit den Bodenpartikeln.

Important for the soil conditioning is the interaction of the foam with the soil particles -not only the pure foam behavior.

Anti-Verklebung

Das Auffahren toniger Böden erfordert in den meisten Fällen die Verwendung von Anti-Verklebungs Additiven. Die Effektivität von Schäumen allein ist nicht ausreichend, um den Ton zu konditionieren, die Adhäsion an Metallen deutlich zu verringern (Schneidrad und Arbeitskammer) und die Re-Agglomeration von Ton-Chips zu reduzieren.

Die Vortriebsgeschwindigkeit der TBM kann durch Verwendung von Anti-Ton Additiven wesentlich erhöht werden.

Anti-Clogging

TBM drives through clayey soils  require in most cases the use of special anti-clogging agents. 

The efficiency of foam is not sufficient to treat the clay, reduce its adhesion to metal surfaces (cutterhead & working chamber) as well as reduce the re-agglomeration of clay chips.

The TBM speed can be drastically increased using anti-clogging agents.

Langketten-Polymere

Polymere werden in porösen Böden und Böden mit hohem Wasseranteil eingesetzt.

Langkettenpolymere können ein Netzwerk bilden und Bodenpartikel binden. Sie können ebenfalls Böden verdicken und freies Wasser binden.

Long chain Polymers

Polymers are used in porous soils and soils with high water content.

Long chain polymers can establish a network and link soil particles together. They can also thicken the soil and incorporate free water

Lars Langmaack

Dipl.-Ing. Chemietechnik, TU Dortmund

phone: +49 173 979 88 55

email: tbm @ tbmtunnel . com