CH616173A5

CH616173A5 - Insulating and encapsulation composition for pipelines

Info

Publication number: CH616173A5
Application number: CH1028975A
Authority: CH
Inventors: Joachim Pfeifer; Werner Gericke; Gerhard Gabler
Original assignee: Rohrisolierbau Gmbh
Priority date: 1974-10-12
Filing date: 1975-08-06
Publication date: 1980-03-14
Also published as: DE2448795B2; DK355275A; DE2448795C3; DE2448795A1; NL7509566A; AT367444B; YU257275A; FR2287642B1; NL180327C; ATA610375A; NL180327B; FR2287642A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolier- und Einbettungsmasse für von einem erhitzten Medium zu durchströmende, unterirdisch zu verlegende Rohrleitungen, wobei die Masse überwiegend Bitumen sowie stark wärmedämmende körnige Zuschlagstoffe enthält und in heissflüssig aufbereitetem Zustand unmittelbar um die Rohrleitung giessbar ist. The invention relates to an insulating and embedding compound for pipes to be laid underground to be flowed through by a heated medium, the compound predominantly containing bitumen and highly heat-insulating granular aggregates and can be poured directly around the pipeline in a hot-liquid condition.

Zum Isolieren und Einbetten von ein erhitztes Medium führenden, im Erdgraben auf Gleitlagern verlegten Rohrleitungen ist es bekannt, eine bitumenhaltige Masse zu verwenden, die mit stark wärmedämmenden körnigen Zuschlagstoffen vermengt ist und unmittelbar in heissflüssig aufbereitetem Zustand um die Rohrleitungen gegossen wird. Dabei besteht die Einbettungsmasse aus 20 bis 40 Gewichtsprozent eines Bitumens mit nach der Kugel-Ring-Probe bestimmbarem Erweichungspunkt von oberhalb 60°C, weiterhin aus 5 bis 20 Gewichtsprozent Füllstoffen, z.B. Kalksteinmehl, und im Rest aus Blähtonen und/oder Schiefern als wärmedämmender körniger Zuschlagstoff. Dadurch kommt man zu einer einfachen und zeitsparenden Rohrleitungseinbettung, die eine hinreichende Wärmedämmung und Wasserdichtigkeit gewährleistet, dagegen aber nur unzureichenden Korrosionsschutz bietet. Bessere Ergebnisse bezüglich der vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften wie auch hinsichtlich des Korrosionsschutzes konnten aber erzielt werden, wenn für die vorerwähnten Zwecke eine Isolier- und Einbettungsmasse verwendet wurde, die noch grössere, nämlich bis zu 88,7 Gewichtsprozent betragende Anteile an Bitumen und im übrigen Korkmehl bestimmter Korngrösse enthielt. Dadurch wurde insbesondere die Wärmedämmeigenschaft der Einbettungsmasse verbessert und auch eine gewisse Elastizität des die Rohrleitung umhüllenden Einbettungsblocks erzielt, wodurch die unvermeidbaren Wärmeausdehnungen der Fernheizleitung sowie bodenmechanische Beanspruchungen besser aufgenommen bzw. ausgeglichen werden konnten. Die Anwesenheit des Korkmehls bedingt aber eine entsprechende Verteuerung der Einbettungsmasse, so dass man auch schon vorgeschlagen hat, das Korkmehl in der Masse teilweise durch billigere Austauschstoffe, wie z.B. Sägemehl zu ersetzen. Allerdings werden damit die For the isolation and embedding of pipelines which conduct a heated medium and which are laid in the trench on plain bearings, it is known to use a bituminous mass which is mixed with highly heat-insulating granular aggregates and which is poured around the pipelines immediately in a hot-liquid condition. The embedding compound consists of 20 to 40 percent by weight of a bitumen with a softening point of above 60 ° C, which can be determined according to the ball-ring sample, furthermore 5 to 20 percent by weight of fillers, e.g. Limestone flour, and the rest of expanded clay and / or slate as a heat-insulating granular aggregate. This results in a simple and time-saving pipeline embedding, which ensures adequate thermal insulation and watertightness, but offers inadequate corrosion protection. Better results with regard to the aforementioned advantageous properties and also with regard to corrosion protection could be achieved, however, if an insulating and embedding compound was used for the aforementioned purposes, which determined even larger amounts, namely up to 88.7 percent by weight of bitumen and other cork powder Grain size included. As a result, the thermal insulation properties of the embedding compound in particular were improved and a certain elasticity of the embedding block enveloping the pipeline was also achieved, as a result of which the unavoidable thermal expansion of the district heating line and soil mechanical stresses could be better absorbed or compensated for. However, the presence of the cork flour causes a corresponding increase in the cost of the embedding compound, so that it has also been suggested that the cork flour in the mass is partly due to cheaper substitutes, e.g. To replace sawdust. However, the

Wärmedämmeigenschaften und auch das elastische Verhalten der Einbettungsmasse schlechter. Thermal insulation properties and also the elastic behavior of the embedding compound worse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolier-und Einbettungsmasse für von einem erhitzten Medium durchströmte, unterirdisch verlegte Rohrleitungen zu schaffen, die hinsichtlich des Korrosions- und Wärmedämmschutzes mindestens die gleich guten Eigenschaften wie die vorbekannten bitumenhaltigen Isolier- und Einbettungsmassen besitzt, darüber hinaus aber eine noch bessere elastische Ab-stützung der Rohrleitung gewährleistet und für die vor allem auch leichter und preiswerter zu beschaffende wärmedämmende Zuschlagstoffe verwendet werden können. Auch soll die Einbettungsmasse noch höheren thermischen Beanspruchungen gewachsen sein, insbesondere für Fernheizleitungen bis 170°C und mehr geeignet sein. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Isolier- und Einbettungsmasse der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Masse 75 bis 95 Gewichtsprozent geblasenes Bitumen und 25 bis 5 Gewichtsprozent Gummi bzw. Kautschuk in Gra-nulat- und Mehlform enthält, wobei das Verhältnis zwischen Mehl- und Granulat-Gewicht 1: 10 oder etwas mehr beträgt. Vorzugsweise enthält die Masse 85 bis 92 Gewichtsprozent geblasenes Bitumen mit einem nach der Ring-Kugel-Methode bestimmbaren Erweichungspunkt zwischen 90° und 130°C sowie weiterhin 15 bis 8 Gewichtsprozent Gummi- bzw. Kautschukgranulat und -mehl. It is the object of the invention to provide an insulating and embedding compound for pipelines which are laid underground and through which a heated medium flows and which has at least the same good properties as the known bituminous insulating and embedding compounds with regard to corrosion and thermal insulation protection, but beyond that An even better elastic support of the pipeline is guaranteed and for which, above all, it is also possible to use heat-insulating additives that are easier and cheaper to obtain. The embedding compound is also said to be able to withstand even higher thermal stresses, in particular to be suitable for district heating pipes up to 170 ° C. and more. This object is achieved on the basis of an insulating and embedding compound of the type mentioned at the outset in that the compound contains 75 to 95 percent by weight of blown bitumen and 25 to 5 percent by weight of rubber or rubber in the form of granules and flour, the ratio between flour - and granulate weight is 1:10 or slightly more. The mass preferably contains 85 to 92 percent by weight of blown bitumen with a softening point between 90 ° and 130 ° C., which can be determined by the ring-ball method, and also 15 to 8 percent by weight of rubber or rubber granules and powder.

Eine derart beschaffene Isolier- und Einbettungsmasse ist ausserordentlich preisgünstig herzustellen, insbesondere wenn dabei von Altgummi, vor allem verbrauchten Fahrzeugreifen od. dgl. ausgegangen wird. Darüber hinaus wird durch die Anwesenheit des Gummis in der Bitumenmasse nicht nur deren Wärmedämmung, sondern auch deren Elastizität verbessert, wodurch die Rohrleitungen noch besser angestützt werden können und auch auf Dauer völlig rissfrei bleiben. Den Hauptbeitrag zur Wärmedämmung in der neuen Isolier-und Einbettungsmasse liefert der in Granulatform, d.h. in Korngrössen von vorzugsweise 3 bis 5 mm vorliegende Gummi- bzw. Kautschukanteil, wohingegen das Gummimehl mit Korngrössen von vorzugsweise 1,5 bis 2 mm als Bindemittel für das Granulat dient, um auf diese Weise beim heissflüssi-gen Zubereiten der Mischung das Aufschwimmen des leichteren Granulats in der Bitumenmasse zu verhindern. Dadurch kommt man zu einer gleichmässigeren Verteilung des Gummis im Bitumen, also zu einer entsprechend homogenen Mischung. Such an insulating and embedding compound is extremely inexpensive to manufacture, especially if used rubber, in particular used vehicle tires or the like is assumed. In addition, the presence of the rubber in the bitumen mass not only improves its thermal insulation, but also its elasticity, which means that the pipes can be supported even better and remain completely crack-free in the long term. The main contribution to thermal insulation in the new insulating and embedding material is made in the form of granules, i.e. Gum or rubber content preferably in grain sizes of 3 to 5 mm, whereas the rubber powder with grain sizes of preferably 1.5 to 2 mm serves as a binder for the granules, in order to prevent the lighter floating when the mixture is being prepared To prevent granules in the bitumen mass. This results in a more even distribution of the rubber in the bitumen, i.e. a correspondingly homogeneous mixture.

Wie weiterhin gefunden wurde, kann der Gummi- bzw. Kautschukgranulat-Anteil in der Isolier- und Einbettungsmasse teilweise auch durch Perlite oder durch geschäumtes Glas von ca. 3 mm Korngrösse, sogenanntes Siliperl, ersetzt werden. As was also found, the rubber or rubber granulate content in the insulating and embedding compound can also be replaced in part by perlite or by foamed glass of approximately 3 mm grain size, so-called siliperl.

Die erfindungsgemäss beschaffene Isolier- und Einbettungsmasse kann in der herkömmlichen Weise an der Baustelle um die im Erdgraben verlegte und zweckmässig von einer Blechschalung umgebene Rohrleitung in unmittelbar heissflüssigem Zustand vergossen werden, wobei gegebenenfalls zugleich auch zwei oder mehrere nebeneinanderliegende Rohrleitungen umgössen werden können. Die neue Isolier-und Einbettungsmasse ist aber auch besonders für die bereits werkstattmässige Herstellung von damit zu umhüllenden Fernheizleitungsrohren geeignet. Dieses Fernheizleitungsrohr kann mit einem aus der Isolier- und Einbettungsmasse bestehenden Umhüllungsblock versehen sein, wobei letzterer vorteilhaft einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und aussen mit einer Blechummantelung versehen ist. Die kreiszylindrische Ummantelung des Rohrumhüllungsblockes bzw. dessen konzentrische Anordnung zum Rohr ergeben dann, unter sonst gleichen Bedingungen, wie insbesondere hinreichende Wärmeisolierung, den geringstmöglichen Isoliermasse- The insulating and embedding compound obtained in accordance with the invention can be cast in the conventional manner at the construction site around the pipeline laid in the trench and expediently surrounded by sheet metal formwork in an immediately hot liquid state, it also being possible for two or more adjacent pipelines to be cast around at the same time. The new insulating and embedding compound is, however, also particularly suitable for the production in the workshop of district heating pipes to be coated with it. This district heating pipe can be provided with a covering block consisting of the insulating and embedding compound, the latter advantageously having a circular cross section and being provided with a sheet metal jacket on the outside. The circular cylindrical sheathing of the tube sheathing block or its concentric arrangement to the tube then, under otherwise identical conditions, such as in particular adequate thermal insulation, result in the lowest possible insulating mass.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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50 50

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3 3rd

querschnitt und damit auch den geringstmöglichen Masseaufwand im Vergleich zu vorbekannten, mit Bitumenmasse umhüllten Rohrleitungsstücken von trapezförmigem Querschnitt, also mit ungleichmässig über den Querschnitt verteilter Isolier- und Einbettungsmasse. 5 cross-section and thus also the lowest possible mass expenditure in comparison to previously known pipe pieces with a trapezoidal cross-section encased with bitumen mass, i.e. with insulating and embedding compound distributed unevenly over the cross-section. 5

Wie weiter gefunden wurde, kommt man zu besonders guten Einbettungs- und Wärmeschutzeigenschaften bei vergleichsweise wirtschaftlichem Einsatz der Isolier- und Einbettungsmasse, wenn die Wandstärke des Umhüllungsblockes in bestimmter Abhängigkeit von dem Aussendurchmesser 10 des Rohres gewählt wird, und zwar soll die in Millimetern zu messende Wandstärke s = 9 • (]/ d — k0) sein, wobei d der Aussendurchmesser des Rohres und grösser als 40 mm ist, während die Konstante k0 zwischen 3 und 5 liegt. Die Beachtung obiger Abmessungsverhältnisse bzw. -zusammen- 15 hänge führt zu einem ökonomisch herstellbaren wie zugleich optimal wärme- und korrosionsgeschützten Fernheizleitungsrohr, das an der Baustelle nur noch verlegt und an den gegenseitigen Anschlussstellen vergossen zu werden braucht. As was found further, particularly good embedding and heat protection properties are obtained with a comparatively economical use of the insulating and embedding compound if the wall thickness of the cladding block is selected in a certain manner depending on the outside diameter 10 of the pipe, specifically the wall thickness to be measured in millimeters s = 9 • (] / d - k0), where d is the outside diameter of the tube and larger than 40 mm, while the constant k0 is between 3 and 5. The observance of the above-mentioned dimensional relationships or interrelationships leads to an economically producible and at the same time optimally heat and corrosion-protected district heating pipe, which only needs to be laid on the construction site and cast at the mutual connection points.

Die Herstellung solcher kreisringzylindrisch mit der Iso- 20 lier- und Einbettungsmasse umhüllter Fernheizleitungsrohre erfolgt zweckmässig in der Weise, dass die Rohre zunächst mit der entsprechend kreiszylinderförmigen Blechummante-lung versehen werden und diese dann an ihrem einen Ende verschlossen wird, woraufhin die Isolier- und Einbettungs- 25 masse in den entsprechenden Ringraum zwischen Rohr und Blechummantelung gegossen wird. Werden dazu die Leitungsrohre hochkant gestellt, so kann dabei Lunkerbildung im Einbettungsblock auftreten. Daher ist es vorteilhafter, die Rohre zum Einbringen der Isolier- und Einbettungsmasse horizontal 30 zu lagern und die Masse in den entsprechenden Ringraum unter Druckanwendung zu pumpen. The manufacture of such circular-cylindrical district heating pipes encased with the insulating and embedding compound expediently takes place in such a way that the tubes are first provided with the corresponding circular-cylindrical sheet metal sheathing and this is then closed at one end, whereupon the insulation and embedding - 25 mass is poured into the corresponding annular space between the tube and the sheet metal jacket. If the pipes are placed upright for this purpose, voids can form in the embedding block. It is therefore more advantageous to store the pipes for introducing the insulating and embedding compound horizontally 30 and to pump the compound into the corresponding annular space under pressure.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäss beschaffenen Rohrleitung dargestellt, und zwar zeigt: 35 The drawing shows an exemplary embodiment of a pipeline designed according to the invention, namely: 35

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Fig. 1 das Rohr in der Seitenansicht und Fig. 1 shows the tube in side view

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1st

Das abgebildete Fernheizleitungsrohr 1, das eine herkömmliche Länge von 4 bis 6 m besitzen kann, ist mit Ausnahme seiner beiden Enden 1' von einem Umhüllungsblock 2 umgeben, der einen kreisringförmigen Querschnitt besitzt und aussen mit einer Blechummantelung 3 versehen ist. Der Umhüllungsblock 2 besteht aus Isolier- und Einbettungsmasse, die sich aus 85 bis 92 Gewichtsprozent geblasenem Bitumen mit einem Erweichungspunkt zwischen 90° und 130°C sowie aus 15 bis 8 Gewichtsprozent Gummi bzw. Kautschukgranulat und -mehl zusammensetzt, wôbei das Gewichtsverhältnis zwischen Mehl und Granulat-Anteil etwas mehr als 10% beträgt. Zur Herstellung des Umhüllungsblockes 2 wird die vorgenannte Isolier- und Einbettungsmasse in heissflüssig aufbereitetem Zustand zwischen Rohr 1 und Blechummantelung 3 gefüllt, insbesondere durch Pumpen. Die Wandstärke s des Umhüllungsblockes 2 ist, um an wertvoller Einbettungsmasse soweit wie möglich zu sparen, ohne dass deren günstige Korrosions- und Wärmeschutzeigenschaften dabei verloren gehen, in bestimmter Weise in Abhängigkeit vom Rohraussendurchmesser d zu wählen, und zwar soll s = 9 • (]/ d — k0) sein, wobei s und d in Millimetern zu messen sind, d grösser als 40 mm sein und k0 zwischen 3 und 5 liegen soll. So beschaffene Leitungsrohre können am Einsatzort, also in dem entsprechend auszuhebenden Erdgraben bequem verlegt werden, wozu sie an ihren gegenseitigen Anschlussstellen lediglich noch mit entsprechender Isolier- und Einbettungsmasse umgössen werden müssen, so dass man dann zu einer durchgängig wärmeisolierten und korrosionsgeschützten eingebetteten Fernheizleitung kommt, die auch höheren Temperaturen bis zu 170°C ausgesetzt werden kann, ohne dass dadurch der Einbettungs- bzw. Umhüllungsblock 2 etwa bereits zu stark erweichen würde. The illustrated district heating pipe 1, which can have a conventional length of 4 to 6 m, is surrounded, with the exception of its two ends 1 ', by a sheathing block 2, which has an annular cross section and is provided on the outside with a sheet metal jacket 3. The wrapping block 2 consists of insulating and embedding compound, which is composed of 85 to 92 percent by weight blown bitumen with a softening point between 90 ° and 130 ° C and 15 to 8 percent by weight rubber or rubber granulate and flour, the weight ratio between flour and Granules share is slightly more than 10%. To produce the wrapping block 2, the aforementioned insulating and embedding compound is filled in a hot-liquid condition between the tube 1 and the sheet metal casing 3, in particular by pumps. The wall thickness s of the cladding block 2 is, in order to save as much as possible on valuable embedding compound, without losing its favorable corrosion and heat protection properties, in a certain manner depending on the pipe outer diameter d, namely s = 9 • (] / d - k0), where s and d should be measured in millimeters, d should be greater than 40 mm and k0 should be between 3 and 5. Conduit pipes obtained in this way can be conveniently installed at the place of use, i.e. in the ditch to be excavated accordingly, for which they only have to be encased with the appropriate insulating and embedding compound at their mutual connection points, so that a consistently heat-insulated and corrosion-protected embedded district heating line is then obtained can also be exposed to higher temperatures up to 170 ° C, without the embedding or encapsulation block 2 thereby already becoming too soft.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Insulating and embedding compound for pipelines to be laid through which a heated medium flows, the mass predominantly containing bitumen and highly heat-insulating granular aggregates and which can be poured directly around the pipeline in a hot-liquid condition, characterized in that the mass

Contains 75 to 95 percent by weight blown bitumen and 25 to 5 percent by weight rubber or rubber in the form of granules and flour, the ratio between the weight of the flour and granules being 1:10 or slightly more.

2. Insulating and embedding compound according to claim 1, characterized in that the rubber or rubber granulate portion is partially replaced by perlite.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Insulating and embedding compound according to claim 1, characterized in that the rubber or rubber granulate portion is partially replaced by foamed glass of approximately 3 mm grain size, so-called siliperl.

4. Insulating and embedding compound according to one of claims 1 to 3, which is formed into a pipe-enveloping block (2) of circular cross-section, characterized in that the wall thickness (s) of the enveloping block (2) to be measured in millimeters as a function of of the outside diameter (d) of the tube (1) s = 9 • (] / tT - k "), where d is greater than 40 mm and the constant k0 is between 3 and 5.