DIN 4127-2014 Earthworks and foundation engineering - Test methods for supporting fluids used in the construction of diaphragm walls and their constituent products《土方和基础工程 隔水墙建筑及其组.pdf

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1、Februar 2014DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 93.020!%)dZ“2066555www.din.deDDIN 4127Erd- un

2、d Grundbau Prfverfahren fr Sttzflssigkeiten im Schlitzwandbau und fr derenAusgangsstoffeEarthworks and foundation engineering Test methods for supporting fluids used in the construction of diaphragm walls and theirconstituent productsTerrassement et fondations Mthodes dessai pour les fluides dexcava

3、tion pour la construction des parois moules etleurs matires premiresAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 4127:1986-08www.beuth.deGesamtumfang 28 SeitenDIN 4127:2014-02 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 S

4、ymbole . 8 5 Prfungen 10 5.1 Umfang der Prfungen . 10 5.1.1 Vollstndige Prfung 10 5.1.2 Kurzprfung 10 5.2 Bestimmung des Massenanteils an Chlorid w(Cl) . 10 5.2.1 Allgemeines . 10 5.2.2 Reagenzien 10 5.2.3 Durchfhrung 11 5.2.4 Auswertung . 11 5.3 Prfung der Sttzflssigkeiten 11 5.3.1 Herstellung der

5、Sttzflssigkeiten 11 5.3.2 Messung der Fliegrenze F(t,T). 12 5.3.3 Messung der Scherspannung 500. 21 5.3.4 Messung der Marsh-Zeiten tM,1000und tM,150021 5.3.5 Filterpressversuch 24 5.3.6 Direkte Messung des Druckgeflles fs0bei Tonsuspensionen und bei selbsterhrtenden Suspensionen . 25 Literaturhinwei

6、se . 28 DIN 4127:2014-02 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 005-05-13 AA Baugrund, Schlitzwnde“ des Normenausschusses Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrecht

7、e berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 4127:1986-08 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Die Struktur der Norm wurde berarbeitet; b) Verweisungen auf mitgeltende Dokumente w

8、urden aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN 4127: 1984-01, 1986-08 DIN 4127:2014-02 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr den Erd- und Grundbau. Sie legt die Prfverfahren fr Sttzflssigkeiten (vorzugsweise Bentonite), die zum Bau von Schlitzwnden nach DIN EN 1538 oder unverrohrt gebohrten Bohrpfhlen n

9、ach DIN EN 1536 eingesetzt werden, fest. Die Ergebnisse der Prfverfahren werden fr den Nachweis der Standsicherheit, z. B. von Schlitzwnden nach DIN 4126 und fr die Ausfhrung von Schlitzwnden nach DIN EN 1538, bentigt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweis

10、e oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 4126, Nachweis der St

11、andsicherheit von Schlitzwnden DIN 18121-1, Untersuchung von Bodenproben Wassergehalt Teil 1: Bestimmung durch Ofentrocknung DIN 18124, Baugrund, Untersuchung von Bodenproben Bestimmung der Korndichte Kapillarpyknometer, Weithalspyknometer, Gaspyknometer DIN 18126, Baugrund, Untersuchung von Bodenpr

12、oben Bestimmung der Dichte nichtbindiger Bden bei lockerster und dichtester Lagerung DIN 53019-1:2008-09, Viskosimetrie Messung von Viskositten und Fliekurven mit Rotationsviskosimetern Teil 1: Grundlagen und Messgeometrie DIN 53019-3:2008-09, Viskosimetrie Messung von Viskositten und Fliekurven mit

13、 Rotationsviskosimetern Teil 3: Messabweichungen und Korrektionen DIN EN 1536, Ausfhrung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) Bohrpfhle DIN EN 1538, Ausfhrung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) Schlitzwnde 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten di

14、e folgenden Begriffe. 3.1 Schlitzwandton Ton zum Herstellen von Suspensionen, die als Sttzflssigkeiten verwendet werden 3.2 Rheologische Eigenschaften der Sttzflssigkeiten 3.2.1 Geschwindigkeitsgeflle D bei ebener Parallelstrmung in Richtung x (Geschwindigkeit x, siehe Bild 1) die nderung der Geschw

15、indigkeit senkrecht zur Strmungsrichtung DIN 4127:2014-02 5 Anmerkung 1 zum Begriff: Das Geschwindigkeitsgeflle ist definiert als der Grenzwert des Quotienten aus dem Geschwindigkeitsunterschied vx= vx2 vx1zwischen zwei Ebenen 1 und 2 und ihrem Abstand y: dyvdyvDyxx0lim = (1) Anmerkung 2 zum Begriff

16、: Die im Bild 1 strichpunktierte Linie AB heit Geschwindigkeitsprofil. In einer solchen laminaren Strmung wirkt zwischen benachbarten Flssigkeitsschichten eine Scherspannung in Richtung x. Anmerkung 3 zum Begriff: Siehe DIN 1342-2:2003-11, 4.2. Bild 1 Definition des Geschwindigkeitsgeflles 3.2.2 Sch

17、erspannung D,TScherspannung beim Geschwindigkeitsgeflle D und der Temperatur T Anmerkung 1 zum Begriff: Dabei wird D in s-1und T in C angegeben. 3.2.3 Fliegrenze einer Sttzflssigkeit F(t,T)Scherspannung , ab der Flieen eintritt Anmerkung 1 zum Begriff: Die Bruchscherspannung einer Sttzflssigkeit wir

18、d als Fliegrenze bezeichnet. Sie hngt von der Temperatur T und bei thixotropen Flssigkeiten von der Zeit t der thixotropen Verfestigung ab. Anmerkung 2 zum Begriff: Die thixotrope Verfestigung ist die Zunahme der Fliegrenze einer thixotropen Flssigkeit whrend der Ruhezeit nach Abschluss einer Fliebe

19、wegung. Sie ist reversibel und verluft nach Bild 2. Die Fliegrenze besitzt beim Abschluss der Fliebewegung (t = 0) ihren niedrigsten Wert dyn F(dynamische Fliegrenze) und nhert sich im Verlauf der Ruhezeit asymptotisch ihrem maximalen Grenzwert stat F(statische Fliegrenze). Die Grenzwerte und der Ve

20、rlauf der Kurve sind temperaturabhngig. Anmerkung 3 zum Begriff: Die Zeit t der thixotropen Verfestigung, nach der die Fliegrenze gemessen wurde, wird ebenso wie die Temperatur T, die whrend der thixotropen Verfestigung und der Messung geherrscht hat, im Index angeschrieben, um die Fliegrenze zu ken

21、nzeichnen. Zur Vereinfachung wird fr t = 1 min und T = 20 C auf die Angabe im Index verzichtet: Fbedeutet also die Fliegrenze nach einer Verfestigungszeit von 1 min bei 20 C. Anmerkung 4 zum Begriff: Die statische Fliegrenze stat Fwird bei Tonsuspensionen gengend genau durch F(16h)angenhert. DIN 412

22、7:2014-02 6 Bild 2 Thixotrope Verfestigung 3.2.4 Fliefunktion Funktion )(Df= , die die Abhngigkeit der Scherspannung vom Geschwindigkeitsgeflle angibt Anmerkung 1 zum Begriff: Sie ist temperatur- und bei thixotropen Flssigkeiten auch vorgeschichtsabhngig. Unter der scheinbaren Viskositt an der Stell

23、e D der Fliefunktion besteht das Verhltnis: D = (2) Bei Newtonschen Flssigkeiten lautet die Fliefunktion D =N(3) Nist konstant und deshalb “die“ Viskositt. Bei Binghamschen Flssigkeiten lautet die Fliefunktion D+= F(4) Dabei ist die konstante differentielle Viskositt. Beliebige Fliefunktionen knnen

24、in einem kleinen Intervall von D und durch ihre Sekante oder Tangente ersetzt und so durch eine Bingham-Fliefunktion angenhert behandelt werden. DIN 4127:2014-02 7 Die kinematische Viskositt ist die Gre FNNkFk.bzw = (5) 3.2.5 Scherspannung 500Scherspannung beim Geschwindigkeitsgeflle D = 500 s-1und

25、der Temperatur 20 C Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe 5.3.3. 3.2.6 Marsh-Zeit Zeit, die ein bestimmtes Volumen einer Sttzflssigkeit bei einer Temperatur von 20 C bentigt, um aus dem Marsh-Trichter auszulaufen Anmerkung 1 zum Begriff: Die Marsh-Zeiten werden je nach Sttzflssigkeitsvolumen unterschieden.

26、 Anmerkung 2 zum Begriff: Marsh-Trichter siehe 5.3.4. 3.2.6.1 tM,1000Zeit, die das Volumen 1 000 cm3der Sttzflssigkeit bei einer Temperatur von 20 C bentigt, um aus dem Marsh-Trichter auszulaufen 3.2.6.2 tM,1500Zeit, die das Volumen 1 500 cm3bentigt, um aus dem Marsh-Trichter auszulaufen 3.3 Filtrat

27、wasserabgabe f Volumen des Filtratwassers im Filterpressversuch (nach 5.3.5) Anmerkung 1 zum Begriff: Das Volumen wird in cm3ausgedrckt. 3.4 Tongehalt g15Tongehalt der Suspension, die beim Filterpressversuch eine Filtratwasserabgabe f = 15 cm3 ergibt Anmerkung 1 zum Begriff: Der Tongehalt g15wird al

28、s Massenkonzentration in kg/m3ausgedrckt. 3.5 Dichte des nicht getrockneten Tons, bezogen auf sein Feststoff- und Wasservolumen sRechenwert, der fr die Berechnung der Mischrezepturen notwendig ist Anmerkung 1 zum Begriff: Er wird aus der Korndichte sund dem Wassergehalt w des Tons nach der Gleichung

29、 ( )ww+=swwss1 (6) berechnet. wist die Dichte des Wassers. Bei w= 1 t/m3vereinfacht sich die Gleichung DIN 4127:2014-02 8 ( )ww+=sss11 (7) 4 Symbole Fr die Anwendung dieses Dokumentes gelten folgende Symbole. Tabelle 1 Symbole und Bemerkungen Nr Formel-zeichen Benennung Einheit Bemerkungen 1 D Gesch

30、windigkeitsgeflle s-1siehe Bild 1 2 R Radius des ueren Zylinders im Rotationsviskosimeter cm siehe 5.3.3.2 3 T Temperatur der Sttzflssigkeit C 4 A Verbrauch an 0,1 mol/l NH4SCN-Lsung ml siehe 5.2 5 a70, a100Auslenkungen am Pendelgert mit Vorzugsmaen cm siehe Bild 4 und 5.3.2.1.3 6 d Kugeldurchmesser

31、 im Pendelgert cm siehe 5.3.2.1.1 7 d10Magebende Korngre des Versuchsbodens cm siehe 5.3.6.1 und DIN 4126 8 f Filtratwasserabgabe cm3siehe 3.3 und 5.3.5.2 9 fs0Druckgeflle in einer Sttzflssigkeit kN/m3siehe DIN 4126 10 g15Tongehalt einer Sttzflssigkeit mit der Filterwasserabgabe f = 15 cm3kg/m3siehe

32、 3.4 11 h1, h2Hhenabmessungen im Gert nach 5.3.6.1 m siehe Bild 8 12 k Gertekonstante eines Rotationsviskosimeters 1 siehe 5.3.3.2 13 r Radius des inneren Zylinders im Rotationsviskosimeter cm siehe 5.3.3.2 14 s Hhenabmessung im Gert nach 5.3.6.1 m siehe Bild 8 15 t Zeit s,h 16 tM,1000Marsh-Auslaufz

33、eit fr das Volumen 1 000 cm3 s siehe 3.2.6 und 5.3.4 17 tM,1500Marsh-Auslaufzeit fr das Volumen 1 500 cm3s siehe 3.2.6, 5.3.4 18 xGeschwindigkeit in einer Parallelstrmung cm/s siehe Bild 1 19 vxDifferenz der Geschwindigkeiten xin zwei Ebenen einer Parallelstrmung mit dem Abstand y cm/s siehe 3.2.1,B

34、ild 1 20 w Wassergehalt % siehe DIN 18121-1 DIN 4127:2014-02 9 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Formel-zeichen Benennung Einheit Bemerkungen 21 w(Cl) Massenanteil an Chlorid % siehe 5.2, Gleichung (8) 22 x Richtung einer Parallelstrmung cm siehe Bild 1 23 y Abstand zweier Ebenen in einer Parallelstrmung c

35、m siehe Bild 1 24 Winkel zwischen dem ausgelenkten Pendel und der Vertikalen siehe Bild 3 25 Wichte der Kugel im Pendelgert kN/m326 FWichte der Sttzflssigkeit kN/m327 scheinbare Viskositt kNs/m2siehe 3.2.4 28 Differenzielle Viskositt kNs/m siehe 3.2.4 29 NViskositt einer newtonschen Flssigkeit kNs/m

36、2siehe 3.2.4 30 Nkkinematische Viskositt einer newtonschen Flssigkeit ms siehe 3.2.4 31 kkinematische Viskositt ms siehe 3.2.4 32 sKorndichte eines Schlitzwandtons t/m3siehe DIN 18124 33 s Dichte eines nicht getrockneten Tons, bezogen auf sein Feststoff- und Wasservolumen t/m3siehe 3.5 34 wDichte de

37、s Wassers t/m335 Scherspannung N/m2siehe 3.2.2 36 TD, Scherspannung beim Geschwindigkeitsgeflle D und der Temperatur T N/m2siehe 3.2.2 37 500 Scherspannung in einer Sttzflssigkeit beim Geschwindigkeitsgeflle D = 500 s-1und der Temperatur 20 C N/m2siehe 3.2.5 38 F Fliegrenze einer Sttzflssigkeit bei

38、20 C zur Zeit t = 1 min nach Beginn der thixotropen Verfestigung N/m2siehe 3.2.3 39 T)(t,F Fliegrenze einer Sttzflssigkeit bei der Temperatur T zur Zeit t nach Beginn der thixotropen Verfestigung N/m2siehe 3.2.3 40 dyn Fdynamische Fliegrenze N/m2siehe 3.2.3 41 stat Fstatische Fliegrenze N/m2siehe 3.

39、2.3 DIN 4127:2014-02 10 5 Prfungen 5.1 Umfang der Prfungen 5.1.1 Vollstndige Prfung Die vollstndige Prfung eines Schlitzwandtons umfasst folgende Einzelprfungen: a) am Schlitzwandton: w Bestimmung des Wassergehalts nach DIN 18121-1, sBestimmung der Korndichte nach DIN 18124, im Fall von bewehrten Or

40、tbetonschlitzwnden Betimmung des Massenanteils an Chlorid w(Cl) in % nach 5.2. b) an den Suspensionen: F, F(10 C),F(30 C), statF= F(16 h)nach 5.3.2, 500nach 5.3.3, f nach 5.3.5. 5.1.2 Kurzprfung Die Kurzprfung eines Schlitzwandtons umfasst folgende Einzelprfungen: a) am Schlitzwandton: w Bestimmung

41、des Wassergehalts nach DIN 18121-1. b) an den Suspensionen: Fnach 5.3.2, f nach 5.3.5. 5.2 Bestimmung des Massenanteils an Chlorid w(Cl) 5.2.1 Allgemeines Das angegebene Verfahren (nach Volhard) gengt, um festzustellen, ob der Massenanteil an Chlorid unterhalb des vorgeschriebenen Hchstanteils liegt

42、. 5.2.2 Reagenzien 5.2.2.1 Salpetersure, 1 : 1 100 ml konzentrierte p. a. (pro analysi, also analysenreine) Salpetersure HNO3werden mit 100 ml destilliertem Wasser verdnnt. DIN 4127:2014-02 11 5.2.2.2 NH4Fe(SO4)2-Lsung, kaltgesttigt 10 g NH4Fe(SO4)2(Ammoniumeisensulfat) werden in 90 ml destilliertem

43、 Wasser gelst. 5.2.2.3 AgNO3-Lsung, 0,1 mol/l z. B. als Silbernitrat-Malsung, 0,1 mol/l. 5.2.2.4 NH4SCN-Lsung, 0,1 mol/l z. B. als Ammoniumthiocyanat-Malsung, 0,1 mol/l. 5.2.2.5 Nitrobenzol 5.2.3 Durchfhrung 5 g nach DIN 18121-1 getrockneter Ton werden auf 0,001 g eingewogen und in einem 1 000-ml-Be

44、cherglas mit 350 ml destilliertem Wasser fr 5 min dispergiert. Die Dispersion wird in der Filterpresse nach 5.3.5 filtriert. 50 ml des Filtratwassers werden in einen 250-ml-Erlenmeyerkolben pipettiert und mit destilliertem Wasser auf etwa 100 ml verdnnt. Diese Lsung wird mit etwa 1 ml kaltgesttigter

45、 NH4Fe(SO4)2-Lsung, 2 ml bis 3 ml Salpetersure 1 : 1 und 1 ml Nitrobenzol versetzt. Man gibt 5 ml AgNO3-Lsung (5.2.2.3) dazu und lsst ber eine Brette mit 0,02 ml-Teilung NH4SCN-Lsung (5.2.2.4) dazuflieen, bis die Lsung einen schwach rotbraunen Farbton annimmt. 5.2.4 Auswertung )-(50,49634)Cl( Aw = i

46、n Prozent (%) (8) Dabei ist A der Verbrauch an NH4SCN-Lsung, 0,1 mol/l, in ml. 5.3 Prfung der Sttzflssigkeiten 5.3.1 Herstellung der Sttzflssigkeiten Aus einem zu prfenden Schlitzwandton sind mindestens 4 Suspensionen mit destilliertem oder entionisiertem Wasser und mit verschiedenen Tongehalten g,

47、die alle auf Fliegrenzen 0 D = 500 s-1das hhere Geschwindigkeitsgeflle; 1die zugehrige Scherspannung; D2“-Zeichen zu versehen, und es ist zustzlich in Klammern das bis zu diesem Zeitpunkt ausgelaufene Flssigkeitsvolumen in cm3anzugeben, z. B 83 s (1 360 cm3). DIN 4127:2014-02 24 1000dynF1000= Bild 7

48、 Abschtzung der dynamischen Fliegrenze dyn Fund der differentiellen Viskositt mit dem Marsh-Trichter 5.3.5 Filterpressversuch 5.3.5.1 Filterpresse Der zur Aufnahme der Suspension bestimmte Zylinder hat einen Innendurchmesser von 76,2 mm und ist mindestens 63,5 mm hoch. Der Zylinder wird durch einen Deckel abgeschlossen, der mittels eines Dichtungsringes fest schliet und durch eine an einem ueren Rahmen angebrachte Schraube gegen den Zylind