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DE102008050175B4 - Process for the preparation of a temporary flowable filling material, in particular for installation in excavations - Google Patents

Process for the preparation of a temporary flowable filling material, in particular for installation in excavations Download PDF

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DE102008050175B4
DE102008050175B4 DE102008050175.1A DE102008050175A DE102008050175B4 DE 102008050175 B4 DE102008050175 B4 DE 102008050175B4 DE 102008050175 A DE102008050175 A DE 102008050175A DE 102008050175 B4 DE102008050175 B4 DE 102008050175B4
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines temporär fließfähigen Verfüllbaustoffes, insbesondere für den Einbau in Ausschachtungen, so beispielsweise für Verfüllaufgaben im Tiefbau, der nach Refixierung spatenlösbar ist, wobei mineralische Anfallstoffe aus Erdstoffen, Aushubmaterialien und/oder mineralischen Abfällen oder aus einer Mischung daraus aufbereitet werden und dem Aufgabematerial dosiert Bentonit und sogenannter Beschleuniger zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbereiten der mineralischen Anfallstoffe durch Kalkzugabe eine rieselfähige Konsistenz entsteht und gleichzeitig Bestandteile größer 32 mm Korngröße separierend ausgeschieden werden, nachfolgend die aufbereiteten Anfallstoffe dosiert auf eine kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband, aufgegeben werden, weiterhin auf der Fördereinrichtung dem genannten Aufgabematerial dosiert Bentonit und der Beschleuniger zugegeben werden und weiterhin das auf der Fördereinrichtung befindliche, noch unvermischte Material zeitgleich ohne zusätzlichen Mischvorgang sowie mit einer vorbestimmten, in Teilen vorgelegten, Wassermenge an einen Fahrmischer übergeben wird, der im Betrieb/Fahrbetrieb befindlich das Material durchmischt.A method for producing a temporary flowable filling building material, in particular for installation in excavations, such as for backfilling in civil engineering, which is spatenlösbar after refixing, wherein mineral accumulation materials from earth, excavated materials and / or mineral waste or a mixture thereof are processed and the feed material dosed bentonite and so-called accelerator is supplied, characterized in that when processing the mineral accumulation materials by lime addition a free-flowing consistency is formed while components greater than 32 mm grain size separierend excreted, subsequently fed the processed accumulation materials metered onto a continuously operating conveyor, such as a conveyor belt Be further, metered on the conveyor to said feed material bentonite and the accelerator are added and continue on the conveyor ng, still unmixed material is passed at the same time without additional mixing process and with a predetermined, submitted in parts, amount of water to a truck mixer, which is mixed during operation / driving befindliches the material.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet des Herstellens von fließfähigen bzw. plastischen Verfüllbaustoffen für das Bauwesen, insbesondere eines temporär fließfähigen, nach Refixierung spatenlösbaren Verfüllbaustoffs für den Tiefbau, hierbei für die Ver-, Auf- und Hinterfüllung von Gebäuden, Ingenieurbauwerken und Verkehrsanlagen, für das Verfüllen von Baugruben und Gräben, für die Auflagerung, Umhüllung und/oder Einbettung von Medienleitungen aller Art insbesondere in Gräben und Gruben sowie zur Bodenverbesserung unter Straßen, Wegen und Plätzen, also ein Verfahren zur Herstellung eines temporär fließfähigen Verfüllbaustoffs gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein gattungsgemäßes Verfahren wird durch die DE 197 17 763 C1 beschrieben. The invention relates to the technical field of producing flowable or plastic Verfüllbaustoffen for the construction industry, in particular a temporary flowable, after fixation spatenlösbaren Verfüllbaustoffs for civil engineering, in this case for the supply, up and backfill of buildings, engineering structures and transport facilities for the Backfilling of construction pits and trenches, for the Auflagerung, wrapping and / or embedding of media lines of all kinds especially in ditches and pits and soil improvement under roads, paths and squares, so a method for producing a temporary flowable filling building material according to the preamble of claim 1. Ein generic method is by the DE 197 17 763 C1 described.

Fließfähige bzw. plastische Verfüllbaustoffe mit o. g. Charakteristika und deren Herstellung sowie deren Einbringung in o. g. Orte sind herkömmlich bekannt. Diese Baustoffe werden in einem zeitweise fließfähigen Zustand an der Verwendungsstelle ohne zusätzliche Verdichtungsenergie eingebracht und verfestigen in einem definierten Zeitraum. Die nächstgelegene technische Lösung DE 103 32 249 A1 beschreibt ein Verfahren, nach dem mineralische Abfallstoffe aus Bodenaushubmaterial und Bauabfallrecyclingmaterial gewonnen und gemischt werden. Zunächst werden diese v. g. Stoffe so vorgemischt, dass ein bestimmter Anteil an hohem bindigen Feinkornanteil in der Mischung erzielt wird. Ein weiteres Verfahrensmerkmal besteht im Zerkleinern von Mischungsbestandteilen dieser Mischung auf eine festgelegte Korngröße. Danach wird von dieser Mischung das Überkorn abgesiebt. Mit Wasser und hydraulischen Bindemitteln wird in einem weiteren Mischprozess eine 2. Mischung, die Bindemittelmischung, hergestellt. In einem nun folgendem Verfahrensschritt werden beide Mischungen zu einer Mischung verarbeitet, die den Einbauerfordernissen genügt. Mehrfache, mindestens zwei, Mischvorgänge dominieren als Verfahrensnachteile. Die Schriften DE 10 2004 023 482 A1 und DE 10 2005 056 568 A1 beschreiben vordergründig ein Trockengemisch, weswegen diese Schriften zunächst als einer anderen Kategorie zugehörig zu betrachten sind. Die Merkmale des Hauptanspruchs dieser Erfindungen stellen sich abschließend dar als Bodenaushub, einem wasserbindenden Mittel und einem wasserretendierenden Mittel auf der Basis von Bentonit oder einem anderen mineralischen Stoff (im Falle der DE 10 2004 023 482 A1 ), bzw. Bodenaushub und trockener quellfähiger Ton (im Falle der DE 10 2005 056 568 A1 ), sämtlich schon vor dem Einreichungstag dieser Erfindung vorbekannt. Die weiteren ausgestaltenden Merkmale beziehen sich darauf, dass als wasserretendierendes Mittel Bentonit mit verschiedenen Charakteristika angegeben wird. Auch die als wasserbindende Mittel angegebenen Stoffe Zement, Kalk, Gips bzw. deren Gemische als ausgestaltende Merkmale sind hinreichend bekannt. Als rückbezogenes Verfahrensmerkmal wird für beide Schriften angegeben, dass die Bestandteile des Trockengemischs unter hohem Energieeintrag mechanisch so aufbereitet werden, dass die Partikel durch die Reibungsenergie eine Aktivierung erfahren. Erst danach wird das Trockengemisch durch Wasserzugabe fließfähig eingestellt und gemischt. Als nachteilig erweist sich bei diesem Verfahren der hohe Energieeintrag und die mehrfache Behandlung der Mischung. Zuerst muss die Trockenmischung mischend hergestellt werden, danach erfolgt der ausgewiesene hohe Energieeintrag durch Reibung, was wiederum einen mischend/aufbereitend wirkenden Vorgang voraussetzt und abschließend ist nach dem Wassereintrag nochmals zu mischen. Diese vorbenannten Verfahren gestatten zwar die Herstellung fließfähiger und selbstverfestigender Bodenverfüllmassen, jedoch ist deren Herstellung gekennzeichnet durch mehrere Arbeitsgänge zur Aufbereitung, durch zusätzliche Mischvorgänge und durch zusätzliche Arbeitsgänge zum Eintrag kinetischer Energie vergleichsweise teuer.Flowable or plastic Verfüllbaustoffe with the above characteristics and their preparation and their introduction into the above-mentioned places are conventionally known. These building materials are introduced in a temporary flowable state at the point of use without additional compaction energy and solidify in a defined period of time. The nearest technical solution DE 103 32 249 A1 describes a process by which mineral wastes are recovered and mixed from excavated soil and construction waste recycling material. First, these vg substances are premixed so that a certain proportion of high cohesive fine grain content is achieved in the mixture. Another feature of the process is the comminution of mixture components of this mixture to a specified grain size. Thereafter, the oversize is screened from this mixture. With water and hydraulic binders, a second mixture, the binder mixture, is produced in a further mixing process. In a subsequent process step, both mixtures are processed to a mixture that meets the installation requirements. Multiple, at least two, mixing events dominate as procedural disadvantages. The writings DE 10 2004 023 482 A1 and DE 10 2005 056 568 A1 describe superficially a dry mixture, which is why these writings are initially considered to belong to another category. The features of the main claim of these inventions are finally described as excavated soil, a water-binding agent and a water-based agent based on bentonite or other mineral substance (in the case of DE 10 2004 023 482 A1 ), or excavated soil and dry swellable clay (in the case of DE 10 2005 056 568 A1 ), all previously known prior to the filing date of this invention. The further features of the invention relate to the fact that bentonite with different characteristics is stated as a water-returning agent. Also specified as water-binding agents cement, lime, gypsum or mixtures thereof as ausgestaltende characteristics are well known. As a backward process feature is given for both writings that the components of the dry mixture are processed mechanically under high energy input so that the particles undergo an activation by the friction energy. Only then is the dry mixture adjusted by adding water and mixed. A disadvantage of this method proves the high energy input and the multiple treatment of the mixture. First, the dry mixture must be prepared by mixing, then the designated high energy input by friction, which in turn requires a mixing / reprocessing acting process and finally is to mix again after the water entry. Although these aforementioned methods allow the production of flowable and selbstverfestigender Bodenverfüllmassen, however, their production is characterized by several operations for preparation, by additional mixing operations and by additional operations to entry kinetic energy comparatively expensive.

Von den Nachteilen des oben dargestellten Standes der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verfahrensweise bereitzustellen, welche es ermöglicht, die Herstellung eines temporär fließfähigen Verfüllbaustoffes für die eingangs genannte Zweckbestimmung aus unterschiedlichen Anfallstoffen mit möglichst einfachen technischen und technologischen Aufwendungen in einem Arbeitsschritt bzw. Mischvorgang zu erreichen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, dass bei vorgenannter und vorbekannter Technologie durch erfindungsgemäße Verbesserungen die Eigenschaften des hergestellten Baustoffs gezielt veränderbar sein sollen, um eine Anpassung dieses Baustoffs an die bodenmechanischen Kennwerte des Umgebungs-bodens zu erreichen. Im weiteren soll eine Beeinflussung der Refixierungs-dauer möglich sein, um sowohl jahreszeitliche Temperaturschwankungen als auch technologisch erforderliche Veränderungen der Bauzeit ausgleichen zu können.Based on the disadvantages of the prior art presented above, the invention has the object to provide a method which makes it possible to produce a temporary flowable Verfüllbaustoffes for the purpose mentioned from different sources with the simplest possible technical and technological expenses in one step or to achieve mixing. Furthermore, it is an object of the invention that in the aforementioned and previously known technology by improvements according to the invention, the properties of the manufactured building material should be selectively changed to achieve an adaptation of this building material to the soil mechanical characteristics of the surrounding soil. In addition, it should be possible to influence the refixing duration in order to be able to compensate for seasonal temperature fluctuations as well as technologically necessary changes in the construction period.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs 1 und in ausgestaltender Weise durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 4 gelöst. Das Verfahren zur Herstellung eines temporär fließfähigen Verfüllbaustoffs, insbesondere für den Einbau in Ausschachtungen, so beispielsweise für Verfüllaufgaben im Tiefbau, wobei dieser Verfüllbaustoff nach Refixierung spatenlösbar sein soll, zeichnet sich durch wesentliche Vereinfachungen im Vergleich zum derzeitigen Stand der Technik aus. Einesteils wird mit vergleichsweise noch geringerem technischen Aufwand, somit geringeren Investitions- und Anlagenbetriebskosten gearbeitet, andernteils wird auch bei der Verfahrensdurchführung der Zeiteinsatz verringert, wodurch insgesamt geringere Gestehungskosten zu verzeichnen sind. Gleichfalls wird es durch den Einsatz von Aushubmaterial und den möglichen Einsatz von mineralischen Abfallstoffen, wie auch bei anderen ähnlichen Verfahren, zu einem verringerten Bedarf an Primärbaustoffen kommen. Die mineralischen Anfallstoffe können aus Erdstoffen, Aushubmaterialien und/oder mineralischen Abfällen oder aus einer Mischung derer bestehen. Sie werden so aufbereitet, dass ggf. unter Zumischung von Kalk, eine rieselfähige Konsistenz entsteht und gleichzeitig Bestandteile größer 32 mm Korngröße separierend ausgeschieden werden. Diese aufbereiteten Anfallstoffe werden dosiert einer Fördereinrichtung zugeführt, beispielsweise auf ein Förderband aufgegeben. Diesem Stofffluss wird auf dem Förderband durch eine mit einer Förderschnecke kontinuierlich betriebenen Fördereinrichtung dosiert Bentonit und sogenannter Beschleuniger zugegeben, so dass dann am Ende der Fördereinrichtung die der Fördereinrichtung noch unvermischt zugegebenen Stoffe zeitgleich an einen Fahrmischer übergeben werden. Dies bedeutet, dass das auf dem Förderband befindliche Material ohne zusätzlichen Mischvorgang sowie mit einer vorbestimmten, in Teilen vorgelegten, Wassermenge an einen Fahrmischer übergeben wird, der, im Betrieb/Fahrbetrieb befindlich, das Material durchmischt. An der Baustelle bzw. Verwendungsstelle wird die Mischung in fließfähigem Zustand eingebracht, wo sie sich dann verfestigt aber spatenlösbar bleibt. Das Vermischen von mineralischen Anfallstoffen, Bentonit, sogenannter Beschleuniger und Zugabewasser zur Herstellung eines Bau-, insbesondere Verfüllstoffs mit der Zweckbestimmung der Spatenlösbarkeit nach Refixierung folgt folgenden Anteilen: – aufbereiteter mineralischer Anfallstoff 73 bis 83% (incl, Eigenfeuchte) – Bentonit 1 bis 1,5% – Beschleuniger 2 bis 3,5% – Zugabewasser 14 bis 22% According to the invention, this object is achieved by the features of the main claim 1 and in ausgestaltender manner by the features of the dependent claims 2 to 4. The method for producing a temporary flowable Verfüllbaustoffs, in particular for installation in excavations, such as for backfilling in civil engineering, said backfilling after refixing spatenlösbar should be characterized by significant simplifications compared to the current state of the art. On the one hand, work is done with comparatively even lower technical outlay, thus lower investment and plant operating costs, and on the other hand, the time commitment is also reduced in the implementation of the method, as a result of which overall lower production costs are recorded. Similarly, the use of excavated material and the potential use of mineral waste, as with other similar processes, will reduce the need for primary materials. The mineral resources may consist of earth, excavated materials and / or mineral waste or a mixture of those. They are prepared in such a way that, if necessary with the addition of lime, a free-flowing consistency is produced and, at the same time, constituents larger than 32 mm in size are separated off separately. These processed waste materials are metered fed to a conveyor, for example, abandoned on a conveyor belt. Bentonite and so-called accelerator are metered onto the conveyor belt by means of a conveying device operated continuously with a screw conveyor, so that at the end of the conveyor the substances which are still unmixed are transferred to a truck mixer at the same time. This means that the material located on the conveyor belt is passed without additional mixing process and with a predetermined, submitted in parts, amount of water to a truck mixer, which, in operation / driving operation, mixes the material. At the construction site or point of use, the mixture is introduced in a flowable state, where it then solidifies but remains spade-releasable. The mixing of mineral waste materials, bentonite, so-called accelerator and addition water for the production of a construction, in particular backfill with the purpose of Spatenlösbarkeit after refixing follows the following proportions: - processed mineral waste 73 to 83% (incl, self-humidity) - bentonite 1 to 1.5% - accelerator 2 to 3.5% - Addition water 14 to 22%

Als Bentonit wird ein aktivierter Bentonit eingesetzt und als sogenannter Beschleuniger wird ein hydraulisches Bindmittel, insbesondere Zement, eingesetzt.As bentonite an activated bentonite is used and as a so-called accelerator is a hydraulic binder, especially cement used.

An einem möglichen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher dargestellt. In einem kombinierten Graben sind ein Schmutzwasserkanal DN 500, ein Regenwasserkanal DN 1000, eine Trinkwasserleitung DN 150 eine Gasleitung DN 100 und ein Elektrokabel zu verlegen. Es steht nur ein eingeschränkter Bauraum zur Verfügung. Demzufolge muss der Graben in geringer Breite und so ausgehoben werden, dass die Rohrleitungen zum Teil übereinander angeordnet werden müssen. Es werden für Schmutz- und Regenwasser kombinierte Schachtbauwerke eingesetzt. Der Erdaushub wird zum Mischplatz transportiert, der sich im Bereich der Baustelle befindet. Der Erdaushub wird von Bestandteilen mit einer Korngröße > 32 mm separiert. Zum Erreichen einer rieselfähigen Konsistenz wird dem Erdaushub Kalk zugegeben. Der aufbereitete Erdaushub wird auf einer Bereitstellungsfläche abgelegt und später dann bei Bedarf entsprechend dem vorgegebenen Verhältnis verwogen und auf ein Förderband aufgegeben. Die erforderlichen Zuschläge, insbesondere Bentonit und Zement, werden entsprechend dem vorgegebenen Verhältnis, z. B. 1,5% Bentonit und 3,5% Beschleuniger (Zement) verwogen und auf das Förderband gleichzeitig zudosierend verbracht. Von dieser Fördereinrichtung wird das Material dem Fahrmischer zugeführt, in welchem sich bereits ein Teil des Prozesswassers befindet. Während des Fahrbetriebs des Fahrmischers werden die Ausgangsstoffe vermischt und auf der Grundlage der vorgegebenen Rezeptur in die zum Einbau vorgesehene Konsistenz überführt. Die bereits im Graben befindlichen Rohre sind gegen Auftrieb gesichert eingebaut und werden durch den Einbau des Verfüllbaustoffs hohlraumfrei umhüllt. Der Einbau übereinanderliegender Rohre im Graben und der Einbau des Verfüllbaustoffs erfolgte danach zeit- und niveauversetzt. Abschließend umhüllt der Verfüllbaustoff die Rohrleitungen völlig hohlraumfrei mit maximal möglicher Verdichtung und kann bei Bedarf mittels Handgrabwerkzeug auch wieder gelöst werden. Die sonst bei Verwendung anderer Verfüllbaustoffe erforderliche maschinelle Verdichtung entfällt mit all ihren Nachteilen komplett.On a possible embodiment, the invention is illustrated in more detail. In a combined ditch, a sewerage sewer DN 500, a rainwater sewer DN 1000, a drinking water pipe DN 150, a gas pipe DN 100 and an electric cable are laid. There is only a limited space available. As a result, the trench has to be excavated in a small width and in such a way that the pipelines partly have to be arranged one above the other. It will be used for dirt and rain water combined shaft structures. The excavated earth is transported to the mixing site, which is located in the area of the construction site. The excavation is separated from components with a particle size> 32 mm. To achieve a free-flowing consistency lime is added to the excavation. The processed excavated soil is deposited on a staging area and later weighed as needed according to the predetermined ratio and placed on a conveyor belt. The required surcharges, especially bentonite and cement, according to the predetermined ratio, z. B. 1.5% bentonite and 3.5% accelerator (cement) and spent at the same time metering on the conveyor belt. From this conveyor, the material is supplied to the truck mixer, in which there is already a part of the process water. During the driving operation of the truck mixer, the starting materials are mixed and transferred on the basis of the prescribed recipe in the intended for installation consistency. The pipes, which are already in the trench, are installed secured against buoyancy and are enveloped free of voids by the installation of the filling material. The installation of superimposed pipes in the trench and the installation of the backfilling material then took place with a time and level offset. Finally, the filling material envelops the pipes completely free of voids with maximum possible compaction and can also be loosened again by means of a manual graving tool. The otherwise required when using other filling materials mechanical compaction is eliminated with all its disadvantages completely.

Nachfolgend wird der Frostschutz auf den Verfüllbaustoff aufgebracht und der Graben ist sofort wieder befahrbar. Je nach Witterung kann schon nach ca. 24 Stunden der Straßenoberbau aufgebracht werden.Subsequently, the frost protection is applied to the filling building material and the trench is immediately accessible again. Depending on the weather, the road surface can be applied after just about 24 hours.

Claims (4)

Verfahren zur Herstellung eines temporär fließfähigen Verfüllbaustoffes, insbesondere für den Einbau in Ausschachtungen, so beispielsweise für Verfüllaufgaben im Tiefbau, der nach Refixierung spatenlösbar ist, wobei mineralische Anfallstoffe aus Erdstoffen, Aushubmaterialien und/oder mineralischen Abfällen oder aus einer Mischung daraus aufbereitet werden und dem Aufgabematerial dosiert Bentonit und sogenannter Beschleuniger zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbereiten der mineralischen Anfallstoffe durch Kalkzugabe eine rieselfähige Konsistenz entsteht und gleichzeitig Bestandteile größer 32 mm Korngröße separierend ausgeschieden werden, nachfolgend die aufbereiteten Anfallstoffe dosiert auf eine kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband, aufgegeben werden, weiterhin auf der Fördereinrichtung dem genannten Aufgabematerial dosiert Bentonit und der Beschleuniger zugegeben werden und weiterhin das auf der Fördereinrichtung befindliche, noch unvermischte Material zeitgleich ohne zusätzlichen Mischvorgang sowie mit einer vorbestimmten, in Teilen vorgelegten, Wassermenge an einen Fahrmischer übergeben wird, der im Betrieb/Fahrbetrieb befindlich das Material durchmischt.A process for the preparation of a temporary flowable filling building material, in particular for installation in excavations, such as for backfilling in civil engineering, which is spatenlösbar after refixing, wherein mineral waste materials from earth, excavated materials and / or mineral waste or a mixture thereof are processed and the feed material dosed bentonite and so-called accelerator is supplied, characterized in that during the processing of the mineral accumulation materials by lime addition a free-flowing consistency is formed while components greater than 32 mm grain size separating separated, then the processed accumulated materials metered onto a continuously operating conveyor, such as a conveyor belt, continue to metered on the conveyor to said feed material bentonite and the accelerator are added and Furthermore, located on the conveyor, still unmixed material is passed at the same time without additional mixing process and with a predetermined, submitted in parts, amount of water to a truck mixer, which is mixed during operation / driving befindliches the material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen von mineralischen Anfallstoffen, Bentonit, sogenannter Beschleuniger und Zugabewasser zur Herstellung eines Bau-, insbesondere Verfüllstoffs mit der Zweckbestimmung der Spatenlösbarkeit nach Refixierung folgenden Anteilen folgt: – aufbereiteter mineralischer Anfallstoff 73 bis 83% (incl. Eigenfeuchte) – Bentonit 1 bis 1,5% – sogenannter Beschleuniger 2 bis 3,5% – Zugabewasser 14 bis 22%
A method according to claim 1, characterized in that the mixing of mineral waste materials, bentonite, so-called accelerator and addition water for the production of a construction, in particular backfill with the purpose of Spatenlösbarkeit after refixing follows the following proportions: - processed mineral waste 73 to 83% (incl. - bentonite 1 to 1.5% - so-called accelerator 2 to 3.5% - Addition water 14 to 22%
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bentonit ein aktivierter Bentonit eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that an activated bentonite is used as bentonite. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als sogenannter Beschleuniger ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement, eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that as a so-called accelerator, a hydraulic binder, in particular cement, is used.
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