DE9410927U1 - Vorrichtung zur Enrfernung von insbesondere schadstoffbelasteten, elastischen Materialien aus Fugen von Bauwerken - Google Patents

Description

18029/W/LÜ 15.März 1994

Gebrüder Keramer GmbH, Heerstr. 16, 14001 Berlin

Vorrichtung zur Entfernung von insbesondere schadstoff belasteten , elastischen Materialien aus Fugen von Bauwerken

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfernung von insbesondere schadstoffbelasteten, elastischen Materialien aus Fugen von Bauwerken.

Elastische Fugenfüllmateralien, die insbesondere zur Abdichtung von Konstruktionsfugen bis etwa 1978

verwendet wurden, sind häufig schadstoffbelastet, da ihnen als Weichmacher insbesondere polychlorierte Biphenyle (PCB) zugesetzt wurden.

Solche Schadstoffe treten aus den Fugenmaterialien aus, z.B. direkt in die Raumluft oder indirekt aus den angrenzenden Bauteilen, insbesondere den Fugenflanken, in die sie sich im Laufe der Zeit über Diffusionsvorgänge mit großen Belastungswerten angelagert haben (Sekundärquellen).

Die aus den Fugendichtungsmassen in die Raumluft freigesetzten PCB-Schadstoffe werden von anderen Materialien des Raumes aufgenommen, die ihrerseits wieder, den in einem Bauwerk herrschenden üblichen Diffusionsvorgängen folgend, als PCB-Sekundärquellen wirken.

In dem Maße, wie es wahrscheinlich ist, daß zwischen der Menge der Fugenmaterialien und deren PCB-Gehalt keine Korrelation mit der Höhe der PCB-Innenraumluftbelastung besteht, kommt dem Ausbau der Sekundärquellen eine besondere Bedeutung zu, weil nämlich das in den Sekundärquellen vorhandene PCB eine durch Diffusionsvorgänge bereits sehr aktivierte Zustandsform angenommen hat und auf neuerliche Diffusionsvorgänge überaus kurzfristig mit neuerlicher Freisetzung in die Raumluft reagiert.

Vergiftungen durch PCB sind seit langem bekannt. Die Frage nach chronischen Vergiftungserscheinungen durch langfristige Aufnahme kleinerer PCB-Mengen ist noch

nicht abschließend geklärt. Seit 1978 ist die Anwendung von PCB in sogenannten offenen Systemen, zu denen auch die zuvor beschriebenen Baufugen gehören, verboten. Nach den Vorgaben des Bundesgesundhextsamtes (Stand Februar 1993) ist ein Gebäude, in dem die PCB-Belastung größer als 3000 ng/m³ festgestellt ist, zu sanieren. Die Sanierung soll zu Werten dauerhaft kleiner 300 ng/m³ führen.

Zur PCB-Sanierung müssen die Fugenfüllmaterialxen wegen der vorbeschriebenen Schadstoffe rückstandslos ausgebaut werden. Wegen der im allgemeinen großen Porösität der Fugenflanken (Beton, Mauerwerk usw.) ist dies nur möglich, wenn auch die Flanken selbst bearbeitet werden. Letzteres insbesondere auch deshalb, weil sich in den Flanken eine sehr aktive mobile Sekundärquelle, wie oben beschrieben, aufgebaut hat.

Entsprechend der besonderen Problematik dieser PCB-Schadstoffe hat eine Fugensanierung die folgenden Anforderungen zu erfüllen:

1. Umweltfreundliches, d.h. weitestgehend staubfreies Arbeiten, um Neukontaminationen zu vermeiden;

2. alle Arbeiten in sicheren Temperaturbereichen deutlich niedriger als 100 °C im Fugenfüllmaterial, auf allen Flanken, auf den Oberflächen/Kontaktflächen der Gerätschaften, um die Gefahr der Freisetzung von Pyrolyseprodukten, PCB-Gasen auszuschließen;

3. vollständiges, restloses Ausbauen des Fugenfüll-

materials und Beseitigung des in einer Schichtdicke bis 3,5 IB hochbelasteten Bereiches der Fugenflanken;

4. trockenes Arbeiten wegen der Gefahr der nicht steuerbaren PCB-Verschleppung durch Wasser bei Naßarbeiten;

5. optisch, architektonisch ansprechendes Erscheinungsbild der ausgebauten Fugen;

6. Flanken sollen für eine neue Verfugung vorbereitet sein, d.h., zwecks einwandfreier Haftung des neuen Fugenfüllmaterials müssen die Fugenränder bis zu einer Tiefe der doppelten Fugenbreite, mindestens aber auf 30 mm Tiefe parallel verlaufen, die Flankenflächen müssen eben sein;

7. Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens unter der Berücksichtigung auch der Gesamt-Entsorgungskosten für die ausgebauten Materialien.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik sind insbesondere folgende Vorrichtungen und Verfahren zum Ausbau der Fugenfüllmaterxalxen bekannt:

a) Die am meisten verwendete Vorrichtung zum Entfernen des Fugenfüllmaterials bildet ein Handmesser, als Teppichmesser bekannt, oder ein elektrisch betriebenes Fugen-Schneidmesser, insbesondere ein hochfrequentes, (20000 S/min) oszillierendes Messer, mit dem das Fugenmaterial mehr oder weniger dicht an der Fugen-

flanke herausgeschnitten wird.

Wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß die Arbeitstemperaturen relativ hoch sind und auf den Fugenflanken ein mehr oder weniger dicker Rest an purem Füllmaterial verbleibt, der mit der Messerklinge oder einem Winkelschleifer oder einer Fräse weggeputzt werden muß. Diese mehr oder minder intensive Nacharbeit führt zu gefährlich hohen Arbeitstemperaturen, bei denen PCB in die Luft freigesetzt wird und dazu, daß Fugenfüller-Materialreste durch die nicht vermeidbare Erwärmung erweichen und auf den Fugenflanken und in deren Poren hineinverschmiert werden.

Weiterer Nachteil ist, daß der beim Ausbau entstehende Materialstaub unkontrolliert bleibt. Ganz wesentlicher Nachteil ist, daß die im wesentlichen bis 3,5 mm dicke sekundärbelastete Fugenflanke weitgehend unbearbeitet bleibt. Wird die Flanke mit Hammer und Meißel nachgearbeitet, um die Sekundärquelle steinmetzartig abzustemmen, ist eine PCB-Staubbildung im Grunde nicht vermeidbar.

Das optische, architektonische Erscheinungsbild einer so "beknabberten¹¹ Fuge ist gänzlich unbefriedigend.

Die Sanierung weist einen geringen Mechanisierungsgrad auf und ist wegen des hohen Anteils an Handarbeit sehr kostenintensiv.

Auch die in der DE- 34 18 689 Cl beschriebene reibende, bürstende Gerätschaft ist zur Beseitigung

von Resten des Fugenfüllmaterials von den Fugenflanken nicht geeignet, weil sie wegen hierbei nicht vermeidbarer Erwärmung zu einem Verschmieren der Restmaterialien führt. Der die Fugen Ausbauende wird durch freigesetzten PCB-Staub getroffen. Es ist ein besonderer Arbeitsschutz/Atemschutztechnik erforderlich.

b) Ausbau der Fugen in Druckstrahltechnik ist nur in Kombination mit dem vorbeschriebenen Herausschneiden der Hauptfugenmasse sinnvoll. Es besteht der zusätzliche Nachteil der großen Staubfreisetzung bei "trockener" Druckstrahl-Technik, die jedoch mit den Erfahrungen aus der Spritzasbest-Demontagetechnik beherrschbar ist. Bei Anwendung "feuchter" oder "nasser" Druckstrahl-Technik besteht ein besonders großer Aufwand für das Einsammeln des Strahlgutes und des mit PCB-Partikeln belasteten Spritzwassers und für den Schutz des Arbeitsumfeldes.

Es bleibt bei diesem Verfahren das Risiko, daß mit der Druckstrahltechnik feine PCB-Teilchen in für die Nachreinigung unzugängliche Bereiche gelangen.

Das optische/architektonische Erscheinungsbild der ausgebauten Fuge ist wenig befriedigend.

c) Ausbau durch Herausschlagen oder Herausbrechen der Fugenfüllmaterialien (z. B. mit Hammer und Meißel), nachdem die Fugenfüllmaterialien mit flüssigem Stickstoff oder dgl. soweit abgekühlt wurden, daß sie verspröden. Das diesbezüglich am weitesten entwickelte Verfahren ist in der DE 40 28 434 C2 beschrieben.

Nach dem in der DE 40 28 434 C2 beschriebenen Verfahren wird die Fugenmasse so vereist, bis sie sich vom Untergrund der Fugenflanke löst. Das Material wird von den Fugenflanken mit Hammer und Meißel herausgestemmt, ebenso Restmaterialien. Die hochbelastete, bis 3,5 mm dicke Schicht der Fugenflanke wird nach dem hier beschriebenen Verfahren nicht beseitigt.

Die Sekundarbelastung der Fugenflanke soll nach diesem Verfahren durch einen der Vereisung und dem Fugenausbau folgenden Heizschritt, mit mehr als 300 bis 360 K für 8 bis 72 Stunden, sowie abschließender Beschichtung der Fugenflanken erfolgen.

Es ist zwar in Erweiterung des beschriebenen Verfahrens möglich, durch weitergehende Vereisung den Sprödbruch innerhalb der Fugenflanke zu schaffen und damit eine mehr oder weniger dicke, in der Regel aber ungleichmäßig dicke Schicht der Fugenflanke mit zu entfernen. Optisch erscheint eine so behandelte Fuge eher wie eine Beschädigung als eine gewollte Sanierung. Dieses in der DE 40 28 434 C2 beschriebene Verfahren hat insbesondere die folgenden Nachteile: Das Verfahren ist technisch kompliziert. Das Arbeitsergebnis unter üblichen Baustellenbedingungen ist wenig befriedigend. Das vollständige Vereisen gelingt oft nur nach wiederholtem Versuch. Die Abkühlung klingt rasch wieder ab. Um die komplette Flanke auszubauen, muß in der Regel deutlich, z. B. mit Hammer und Meißel, nachgearbeitet werden. Das nicht gewollte unnötige Weiten der Fugenbreite ist oft nicht

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vermeidbar mit deutlichen Folgekosten bei der Wiederherstellung der Neuverfugung. Die ungleichmäßigen Fugenränder sind für eine einwandfreie Haftung des Fugenfüllmaterials abträglich. Fugenbreiten, die bei diesem Verfahren größer als 35 mm entstehen, sind für dauerelastische Dichtungsmassen im allgemeinen unwirtschaftlich. Ein staubfreies Arbeiten ist bei diesem Verfahren nicht möglich. Die Verwendung von flüssigem Stickstoff verlangt einen besonderen Arbeitsschutz.

Der Neuerung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen so weiterzuentwickeln, daß deren Nachteile vermieden werden, und daß gewährleistet wird, daß insbesondere das Fugenmaterial und die hochbelastete Schichtdicke der Fugenflanke in einem Arbeitsgang und weistestgehend staubfrei ausgebaut werden können, und daß dabei die Umweltbelastung für den diese Arbeiten ausführenden Menschen und für den Sanierungsraum so gering wie möglich gehalten werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Der Ausbau der Fugenfüllmaterialien erfolgt durch einen Trennschnitt mittels Elektro-Doppel-Diamanttrennscheibe. Die Trennschnitte werden je nach erwarteter PCB-Sekundärbelastung ca. 1,5 bis 3,5 mm, fallweise auch mehr, seitlich des Fugenmaterials gefertigt, um so das Fugenmaterial und den Bereich der hohen Sekundärbelastung in einem Streifen zu entfer-

nen. Bei einer Unregelmäßigkeit der Flanke oder deren Porösität wird damit auch ein Einschneiden in das Fugenfüllmaterial ausgeschlossen. Die erforderliche Betonüberdeckung bei Betonfertigteilen und die tragenden Querschnitte werden so wenig wie möglich beeinträchtigt, die Fuge für die neue Fugenfüllung wird nicht unnötig geweitet.

Die Neuerung besteht darin, daß die Trennscheiben-Gerätschaft mittels eines Industriestaubsauger-Anschlusses direkt an den Trennscheiben abgesaugt wird und durch den Luftstrom eine intensive Kühlung erfährt, die die Arbeitstemperaturen im Fugenmaterial, an den Schnittflächen der Flanken und auf den Trennscheiben deutlich in dem für eine Gasfreisetzung gefahrfreien Temperaturbereich unter 100° C, im allgemeinen unter 40°C, hält. Als zusätzliche Sicherheit hat die Maschine einen elektronisch gesteuerten Sanftanlauf bis zur maximalen Drehzahl der Trennscheiben. Die zusätzliche Kühlung durch Zufuhr von Stickstoff oder ähnliches in die Schneidmaschine ist möglich. Wenn die seitlichen Schnitte hergestellt sind, läßt sich der Fugenstreifen mit dem anhaftenden Material der Fugenflanke in einem Stück durch Ziehen herauslösen. Dies erfolgt unter begleitender Absaugung mittels des zuvor beschriebenen Staubsaugers. Ein Stemmen oder steinmetzähnliches Arbeiten entfällt.

Die Trennscheiben der Maschine können auf jede Fugenbreite, bei gleichzeitigen Doppelschnitten bis mindestens 45 mm eingestellt werden, bei Schnitttiefen bis mindestens 43 mm. Auch Schrägschnitte sind

möglich, z.B. für den Ausbau von Eckfugen.

Die Schneidgeschwindigkeit wird auf die Schnittiefe und die Flankenmaterialien (Beton, Mauerwerk usw.) abgestimmt.

Für die Absaugung wird ein &Bgr;&Igr;&Agr;-geprüfter Sauger der Kl-Klasse mit einem Unterdruck von ca. 230 mbar und einer Luftförderung von rund 16.000 l/min sowie einer Abführung der Abluft ins Freie genutzt.

Da für die Fugenfüllmaterialien eine Anzahl sehr unterschiedlicher PCB⁷S mit einer sehr unterschiedlichen Mobilität verwendet wurde, ist dem vorbeschriebenen Sauger ein Feinfilter und Kohleaktivfilter saugseitig vorgeschaltet.

Um die Schnittführung für ein optisch ansprechendes Bild, aber auch gegen ein Verkanten oder Verklemmen der Schnittscheiben zu sichern, wird die Schneidemaschine an einer Führungsschiene gehalten, fallweise zwischen zwei Führungsschienen.

Der Vorteil dieser Vorrichtung liegt insbesondere darin, daß die wichtigste Sekundärquelle in einem Arbeitsgang mitbeseitigt wird.

Das optische Erscheinungsbild der ausgebauten Fuge bleibt unbeeinträchtigt. Waren die Fugenflanken abgefast, sind sie auch nach dem Fugenausbau von gleicher Gestalt. Wenn die Fugenflanken gänzlich rechtwinklig zur Ansichtsfläche sind, sind sie auch

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nach dem Fugenausbau rechtwinklig.

Arbeitsplatz-Messungen "am-Mann" haben ergeben, daß diese Vorrichtung fast gänzlich staubfrei arbeitet, so daß neben dem üblichen Gesichtsschutz bei Schneidearbeiten ein besonderer persönlicher Arbeitsschutz, insbesondere eine Atemschutztechnik, nicht erforderlich ist. Die Menge des einschließlich der Flanke ausgebauten Fugenmaterials ist kleiner als nach der Vereisungsmethode, die Entsorgungskosten des Bauabfalls sind somit insgesamt geringer. Ein besonderer Heizschritt und eine Beschichtung, wie bei der Vereisungsmethode beschrieben, sind nicht erforderlich.

Claims (5)

Gebrüder Kemmer GmbH 15.März 1994 14001 Berlin (18029) SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Entfernung von insbesondere schadstoffbelasteten, elastischen Materialien aus Fugen von Bauwerken,

dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Drehzahl elektronisch gesteuerte und in ihrem gegenseitigen Abstand zueinander stufenlos verstellbare Trennscheiben einer Trennscheibeneinheit direkt mit einem Absaugeanschluß eines Industriestaubsaugers verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absaugeanschluß ein Feinfilter und/oder ein Kohleaktivfilter saugseitig vorgeschaltet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibeneinheit an mindestens einer Führungsschiene geführt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennscheibenabstand bis mindestens 45 mm stufenlos verstellbar und die Schnittiefe bis mindestens 43 mm veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheiben durch Elektro-Doppel-Diamanttrennscheiben gebildet sind, die einen elektronisch gesteuerten Sanftanlauf bis zur maximalen Drehzahl aufweisen und die durch Zufuhr von Stickstoff zusätzlich gekühlt sind.