CH637061A5 - Process for producing fibre-reinforced, cement-bound pipes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter, zementgebundener Rohre mit einem Verhältnis zwischen Durchmesser und Wandstärke von 10 : 1 bis 10 : 0,1, durch Schleudern, wobei man auf die Innenfläche der Schleuderform eine Schicht aus Paraffin aufträgt und in die so vorbehandelte Schleuderform eine Betonschicht mit 3-10 Gew.-% Fasereintrag einbringt.

Für das Herstellen von Hohlkörpern, insbesondere Rohren aus zementgebundenem Werkstoff sind verschiedene Verfahren bekannt. So können derartige Rohre durch Stampfen in Formen, durch das Pressrollverfahren in eine stehende Aussenform, das Kalandrieren über einen innen mit Vakuum beaufschlagten Innenkern, ein Wickelverfahren auf Asbestzementmaschinen und durch Schleuderverfahren, mit rotierenden Aussenformen hergestellt werden. Alle diese Verfahren mit Ausnahme des Schleuderverfahrens sind nicht besonders wirtschaftlich, wenn man die Herstellung qualitativ hochwertiger Rohre anstrebt.

Die Materialkosten zementgebundener Rohre sind vergleichsweise günstig. Betrachtet man jedoch den Werkstoff von der Seite der chemischen Resistenz, die immer bedeutungsvoller wird— man denke an die Verwendung in Abwassersystemen —, so werden nicht nur teure, sondern auch mit grossem Arbeitsaufwand verbundene Anstriche für den Korrosionsschutz notwendig.

Aus der CH-PS 278 870 ist ein Verfahren zur Herstellung von Rohren aus zementgebundenem Werkstoff im Schleuderverfahren bekannt, bei dem das Rohr, noch bevor der Beton vollständig ausgehärtet ist, innen mit einer wässerigen Emulsion eines plastischen Werkstoffes zur Herstellung einer Korrosionsschutzschicht beschichtet wird. Dabei ist die Sicherheit der guten Haftung nicht nur von der vorsichtigen Materialauswahl, sondern auch insbesondere von der Sorgfalt und dem Zeitpunkt der Aufbringung abhängig.

Weiters ist hiemit auch eine Begrenzung der möglichen Schichtdicken verbunden.

Faserverstärkte, zementgebundene Rohre besitzen eine erhöhte Festigkeit, so dass geringere Wandstärken möglich sind. Diese geringeren Wandstärken erfordern aber eine volle Ausnützung der möglichen Zementfestigkeit. Diese wiederum wird entscheidend vom Wasserhaushalt während der Aushärtung beeinfiusst. Der Wasserhaushalt stellt sich bei grösseren Wandstärken ohne besondere Massnahmen so ein, dass günstige Festigkeitswerte erreicht werden. Es ist daher dem Wasserhaushalt beim Aushärten von Rohren mit grösseren Wandstärken kein besonderes Augenmerk zugewendet worden, wie dies auch bei der CH-PS 278 870 der Fall ist, da dieses Problem dort überhaupt nicht angesprochen ist und1 an der Aussenseite des dort beschriebenen zementgebundenen Rohres keine Wasserdampfsperre vorgesehen ist.

Dies gilt auch für die DE-OS 2 611 293 in der ein Verfahren der eingangs genannten Gattung beschrieben ist. Dort wird nämlich auf die Innenfläche des in die Schleuderform eingebrachten Betons keine als Wasserdampfsperre wirkende Schicht aufgebracht.

Aus der DD-PS 95 783 ist das Aufbringen einer inneren Wasserdampfsperre an sich bekannt. Das Einbringen der inneren Schicht soll bei der DD-PS 95 783 aber frühestens zu Beginn des Abbindens erfolgen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem optimale Festigkeitswerte erreicht und gleichzeitig korrosions- bzw. verschleissgeschützte Rohre erhalten werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man die Schicht aus Paraffin in einer Schichtdicke aufträgt, in der sie als Wasserdampfsperre wirkt, und dass man unmittelbar nach dem Einbringen der Betonschicht noch vor dem Beginn des Abbindeprozesses eine als Wasserdampfsperre wirkende Korrosionsschutz- und/oder Verschleissschutzschicht aufbringt. Dadurch, dass beim erfindungsge-mässen Verfahren innen und aussen eine Wasserdampfsperre vorgesehen ist, wird die bei der Herstellung von dünnwandigen Rohren unerlässliche Kontrolle des für die Aushärtung nötigen Wassers mit einfachsten Mitteln erreicht. Gleichzeitig wird die ebenfalls wichtige Korrosionsschutz- und Verschleissschicht im Inneren des Rohres erhalten, ohne dass hiezu zusätzlich Bearbeitungsvorgänge nach dem Aushärten des zementgebundenen Werkstoffes notwendig wären. Wesentlich beim erfindungsgemässen Verfahren ist auch der Umstand, dass die innere Schutzschicht unmittelbar nach dem Einbringen des Betons aufgebracht wird. Dadurch, dass die Aufbringung der einen Wasser Verluste verhindernden Schicht nicht wie bei dem vorbekannten Verfahren nach bzw. zu Beginn des Abbindeprozesses erfolgt, sondern unmittelbar nach dem Einbringen der Betonschicht zu einem Zeitpunkt, wo der Abbindeprozess noch nicht begonnen hat, ergeben sich erhebliche Vorteile. Erstens wird dadurch eine innigere Verbindung zwischen der Schutzschicht und der Betonschicht gewährleistet und zweitens wird dadurch, dass zusätzliche Arbeitsvorgänge vermieden werden, eine ökonomischere Lösung des Problems erreicht. Das Rohr braucht nicht noch einmal behandelt und schon gar nicht mehr mit einer zusätzlichen Wassermenge versehen werden, da von Haus aus das gesamte im Beton vorhandene Wasser für den Abbindeprozess zur Verfügung steht.

Die erfindungsgemäss vorzusehende, als Wasserdampfsperre wirkende, äussere Beschichtung erleichtert auch das Entformen der fertigen Rohre, da die Paraffinschicht beim Entformen des zementgebundenen Rohres durch Erwärmen der Schleuderform zum Schmelzen gebracht werden kann.

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Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es auch, die Schichtdicken der als Wasserdampfsperre wirkenden, ggf. korrosionsbeständigen Beschichtungen beliebig stark zu wählen, so dass diese Schichten eine Dicke erhalten können, die dem für die geplante Beanspruchung optimalen Abriebwert entspricht. Ausserdem ergibt sich die Möglichkeit, die Schichtdicke innen und aussen verschieden gross auszuwählen, wobei die aufgebrachten Schichten zusätzlich zur Verstärkung des Betongrundkörpers herangezogen werden können. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Druckrohren von besonderem Interesse.

Es hat sich besonders bewährt, wenn die Paraffinschicht in einer Stärke zwischen 200 und 500 |xm aufgebracht wird.

Die Massnahme ergibt die folgenden Vorteile: eine Mindestschicht von 200 (im gewährleistet auch dann, wenn ein Teil des Paraffins in der Form zurückbleibt, die gewünschte Wirkung als Dampfsperre, anderseits hat sich die genannte Obergrenze als besonders günstig erwiesen, weil bei noch dickeren Paraffinschichten die Gefahr besteht, dass in der äussersten, von Paraffin durchtränkten Faserbetonschicht der Abbindeprozess nicht mehr ausreichend wäre, so dass es zu einem Abbröckeln kleiner Teile und nicht zur gewünschten glatten Oberfläche der Rohre kommen würde.

Die oben erwähnte Festigkeitserhöhung der zementgebundenen Rohre kann dadurch erreicht werden, dass eine Armierung der Korrosions- und/oder Verschleissschutzschicht zumindest teilweise in die Betonschicht hineingeführt wird. Hiebei hat sich besonders ein fliessender Übergang der in der Verschleissschicht vorgesehenen, Armierung in den Zementgrundkörper als günstig erwiesen.

Soll das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Rohr auch aussen besonders geschützt sein, so kann so vorgegangen werden, dass vor dem Einbringen der Betonschicht in die Schleuderform auf die Paraffinschicht als Kor-rosions- und/oder Verschleissschutzschicht eine Lage eines feuchtigkeitsverträglichen Kunstharzgemisches aufgebracht wird.

In bestimmten Anwendungsfällen kann als innere Kor-rosions- und/oder Verschleissschutzschicht ein feuchtigkeitsverträgliches Kunstharzgemisch aufgebracht werden. Ein derartiges Gemisch ist z.B. «Araldit», »bestehend aus Harz B 4158 (Epoxidharz) und Härter H 42992 (Amin-härter).

Die Armierung der Rohre wird vorteilhafterweise mit Faserstoffen durchgeführt, die hohe Zugfestigkeiten besitzen und eine innige Bindung zum Bindemittelzement aufweisen. In erster Linie kommen geschnittene Glasfasern mit Haftvermittler, alkalibeständige Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Stahlfasern in Frage. Es können auch Kunststoffasern verwendet werden, wobei es sich als günstig erweist, kalt vorgestreckte Fasern zu verwenden, die beim nachträglichen Erwärmen des fertiggestellten Rohres eine Vorspannung er637061

zeugen. Schliesslich können auch Mineralfasern, wie Asbestfasern oder Steinwolle verwendet werden. In bestimmten Anwendungsfällen ist auch die Verstärkung durch Holzfasern denkbar.

Wesentlich für das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Rohren mit relativ dünnen Wandstärken, die als Bindemittel einen. Zementbeton besitzen, ist also der Umstand, dass der Wasserhaushalt während des Aushärtens kontrolliert wird, so dass eine besonders grosse Festigkeit erreicht wird. Die hierfür vorgesehenen Dampfsperren bilden zugleich für das fertige Rohr Verschleiss- bzw. Korrosionsschutzschichten und die äussere Dampfsperre zusätzlich eine Entschalungshilfe.

Als innere Korrosions- und Verschleiss-Schutzschicht kann z.B. Latexbeton verwendet werden.

Ein Beispiel für Latexbeton ist:

— Sand 0-1 mm Korngrosse, 50 Gewichtsteile

— Zement 35 Gewichtsteile

— Latex 15 Gewichtsteile

— Wasser nach Bedarf.

Als Latex kann z.B. ein Polychloroprenlatex (Elastifizie-rungsmittel E2 der Firma «Kolichem», Klosterneuburg) oder ein Latex aus Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet werden. Beispiel für den vollständigen Herstellungsvorgang:

— Die Schleuderform wird auf eine der Dimension des herzustellenden, faserverstärkten, zementgebundenen Rohres (Durchmesser 300 mm, Wandstärke 12 mm) entsprechende Drehzahl von 150 U/min gebracht.

— In die gereinigte Form wird eine Schicht Paraffin heiss eingespritzt, welche die Funktion der Dampfsperre hat.

— Auf diese Paraffinschicht wird eine Feinmörtelschicht (2 mm) aufgetragen, um eine glatte, homogene Aussen-oberfläche des Rohres (wichtig für die Verbindungsmuffe) zu schaffen.

— Sobald diese Schichtdicke erreicht worden ist, wird dem Feinmörtel beim Eintragen in weiterer Folge die verstärkende Glasfaserarmierung eingehäckselt (geschnittene Glasfasern) und das Auftragen des Feinmörtels bis auf eine Wandstärke von 10 mm, welche den statischen Erfordernissen entspricht (tragende Wandstärke), fortgesetzt.

— Unmittelbar danach wird eine, der chemischen oder mechanischen Beanspruchung entsprechende Schutz- und/ oder Verschleiss-Schicht (Stärke 2 mm) eingebracht.

— Diese kann entweder für mittlere chemische und mechanische Beanspruchung ein Latex-Sand-Zementgemisch sein.

— Bei stärkerer chemischer und/oder mechanischer Beanspruchung wird für diese Innenschicht, die auch die innere Dampfsperre darstellt, ein Epoxidharz verwendet.

— Nach dem Auftragen der Inneschicht wird zum Abbinden noch eine Stunde mit verminderter Drehzahl gedreht.

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1. Verfahren zur Herstellung faserverstärkter, zementgebundener Rohre mit einem Verhältnis zwischen Durchmesser und Wandstärke von 10: 1 bis 10 : 0,1 durch Schleudern, wobei man auf die Innenfläche der Schleuderform eine Schicht aus Paraffin aufträgt und in die so vorbehandelte Schleuderform eine Betonschicht mit 3-10 Gew.-% Fasereintrag einbringt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schicht aus Paraffin in einer Schichtdicke aufträgt, in der sie als Wasserdampf sperre wirkt, und dass man unmittelbar nach dem Einbringen der Betonschicht noch vor dem Beginn des Abbindeprozesses eine als Wasserdampfsperre wirkende Korrosionsschutz- und/oder Verschleissschutzschicht aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paraffinschicht in einer Stärke zwischen 200 und 500 um aufgebracht wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Armierung der Korrosions- und/oder Verschleissschutzschicht zumindest teilweise in die Betonschicht hineingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen der Betonschicht in die Schleuderform auf die Paraffinschicht als Korrosionsund/ oder Verschleissschutzschicht eine Lage eines feuchtigkeitsverträglichen Kunstharzgemisches aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als innere Korrosions- und/oder Verschleissschutzschicht ein feuchtigkeitsverträgliches Kunstharzgemisch aufgebracht wird.