DE102017004776A1

DE102017004776A1 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Stahlbetonbehältern sowie Stahlbetonbehälter zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102017004776A1
Application number: DE102017004776.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Walther; Michael Resch; Wolfgang Böttcher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Stahlbetonbehältern mittels perforierten Injektionsschlauches, wobei ein Bauteil des Behälters mit einer Prüfseite durch Aufbau einer Schalung und einer Bewehrung, anschließendes Einbringen von Beton, der Aushärtung des Betons und Entfernung der Schalung gebildet wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Bauwerken aus Stahlbeton zu schaffen, welches bereits kurz nach den Betonarbeiten durchgeführt und darüber hinaus jederzeit (auch während der Nutzungsphase des Betonbauwerkes) wiederholt werden kann. Weiterhin soll die Dichtheitsprüfung eine hohe Plausibilität, Akzeptanz und Genauigkeit hinsichtlich ihrer Aussage zur Dichtheit erreichen und keine Relativierung von unbeherrschbaren Einflüssen (Sonneneinstrahlung, Wind, Niederschläge etc.) zulassen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dass der Injektionsschlauch (9, 11) in einem von der Bewehrung aufgespannten Bauraum oder auf einer zur Prüfseite gegenüberliegenden Seite des Bauteils verlegt wird und dass zumindest ein Ende des Injektionsschlauches (9, 11) mit einem dichten Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt wird bzw. über den dichten Anschlussschlauch (10) außerhalb des Bauteils zugänglich ist und dass der Injektionsschlauch (9, 11) in dem Beton eingebettet bzw. von dem Beton abgedeckt wird und dass nach dem Aushärten des Betons ein Spürgas an dem Anschlussschlauch (10) in den Injektionsschlauch (9, 11) eingelassen wird und dass die Menge des an der Prüfseite des Bauteils austretenden Spürgases als Maß für die Dichtheit des Bauteils dient. Weiterhin wird ein Stahlbetonbehälter zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Stahlbetonbehältern mittels perforierten Injektionsschlauches, wobei ein Bauteil des Behälters mit einer Prüfseite durch Aufbau einer Schalung und einer Bewehrung, anschließendes Einbringen von Beton, der Aushärtung des Betons und Entfernung der Schalung gebildet wird.
Umweltschädigende Flüssigkeiten werden häufig in Tanks gelagert. Neben Kunststofftanks und metallischen Behältern sind auch Behälter aus Stahlbeton üblich. Fehlstellen (z.B. Risse) in diesem Stahlbeton können zu einer Leckage der umweltschädigenden Flüssigkeiten aus diesen Behältern führen. Die Fehlstellen können bereits bei der Herstellung des Stahlbetonbehälters oder im Laufe der Zeit beim Betrieb des Stahlbetonbehälters auftreten, wobei diese in der Bodenplatte oder auch in den Seitenwänden des Stahlbetonbehälters möglich sind. Ebenso können Fehlstellen an Arbeitsfugen zeitlich nacheinander hergestellter Bauteile des Stahlbetonbehälters auftreten. Um ein Austreten der umweltschädigenden Flüssigkeiten zu vermeiden, sollte nach der Herstellung und vor der Inbetriebnahme des Stahlbetonbehälters dieser auf Dichtheit geprüft werden.
Neben Lagertanks aus Stahlbeton spielt die Dichtheit auch bei anderen wannenartigen Bauwerken, wie z.B. bei Gebäudekellern, eine wesentliche Rolle. Hier kann eintretende Feuchtigkeit zur Schädigung oder zu Beeinträchtigungen der Nutzung solcher Bauwerke führen. Die Feuchtigkeit kann beispielsweise bei einer Havarie oder durch Bodenfeuchte, durch Sicker- oder stauendes Wasser in das Bauwerk eindringen.
Aus dem Stand der Technik sind technische Lösungen bekannt, welche Verfahren oder Vorrichtungen beschreiben, die zur Untersuchung der Dichtheit und Festigkeit von Konstruktionen gegen Fluide dienen. Insbesondere in der deutschen Landwirtschaft werden Behälter und Bauwerke (z.B. Gülle- und Silosickersaftbehälter, Fermenter von Biogasanlagen) nach deren Herstellung mit einem Verfahren geprüft, welches beispielsweise in der DIN-Norm EN 12566-1 festgehalten ist. Demnach muss der Behälter bis zur Behälteroberkante mit Wasser gefüllt werden. Nach einer Wartezeit von 30 Minuten darf der Wasserverlust höchstens 0,1 Liter je m² benetzter Innenfläche der Außenwände betragen. Ein großer Nachteil bei diesem Verfahren ist, dass bei den üblichen Behältergrößen erhebliche Wassermengen benötigt werden. Weiterhin können undichte Rohrdurchführungen, nicht dicht schließende Abschlussorgane und eine Wasseraufnahme des Betons die Prüfung beeinflussen. Weiterhin kann dieses Verfahren für die Prüfung der Dichtheit während der Nutzungszeit bei einem Güllebehälter nur eingesetzt werden, wenn dieser zuvor entleert und verfahrensgemäß mit Wasser befüllt wurde. Als Alternative wird in der Veröffentlichung „Bauen für die Landwirtschaft“, Heft Nr. 2 (2014), Seite 3 bis 5 ein Verfahren zur Prüfung der Dichtheit eines Güllebehälters durch kontinuierliche Flüssigkeitsspiegelmessung vorgeschlagen. Allerdings ist dieses Verfahren durch unkontrollierbare Einflüsse fehleranfällig. So führen beispielsweise Verdunstung durch solare Erwärmung oder Windeinflüsse sowie Wellenbewegungen bei großen Flüssigkeitsflächen zu Defiziten bei der Interpretation der Messergebnisse.
In DE 196 42 136 A1 wird ein Verfahren und eine Einrichtung zum Prüfen der Dichtigkeit von Fugen an Betonbauwerken vorgeschlagen. Neben einer Fugenabdichtung zwischen benachbarten Betonplatten ist in der Fuge ein perforiertes Röhrchen eingebracht. Oberhalb der Fuge ist durch eine kanalartige Haube eine Messkammer gebildet. Durch Einlass eines Gases in das Röhrchen kann bei einer undichten Fuge dieses Gas in der Messkammer nachgewiesen werden. Die beschriebene Vorrichtung ist allerdings nur zum Prüfen der Dichtheit von mit einem Dichtmaterial gefüllten Fugen beabstandeter Betonplatten geeignet. Fugen von Stoß an Stoß liegenden Bauteilen eines Stahlbetonbehälters können mit dem vorgeschlagenen Verfahren nicht geprüft werden. Ebenso können Fehlstellen in den Bauteilen damit nicht erkannt werden.
DE 695 14 878 T2 beschreibt einen Lagertank, dessen Tankboden Elemente zur Überwachung einer möglichen Leckage aufweist. Hierzu ist der Tankboden mit einer Abdeckschicht belegt, worauf eine profilierte Platte angeordnet ist, die wiederum mit einer Schutzschicht abgedeckt ist. Durch die profilierte Platte werden zwischen Abdeckschicht und Schutzschicht Kanäle gebildet, wobei in diesen erfindungsgemäß ein Unterdruck vorgesehen ist. Bei einer Schädigung des Tankbodens wird der Unterdruck in einen atmosphärischen Druck übergehen. Bei einem Leck in der Schutzschicht wird der Unterdruck aufgrund der Wassersäule der Flüssigkeit im Tank in einen Überdruck übergehen. Damit ist grundsätzlich unterscheidbar, ob der Tankboden oder die Schutzschicht defekt ist. Nachteilig ist allerdings, dass für eine Prüfung der Schutzschicht nach der Herstellung des Behälters dieser zunächst befüllt werden, um einen möglichen Überdruck zu erkennen. Die Füllung des Behälters ist darüber hinaus auch dann notwendig, wenn nach der Herstellung nur die Dichtheit des Tankbodens geprüft werden soll. Bei einem leeren Tank ist nämlich nicht unterscheidbar, ob der leckagebedingte Druckausgleich durch einen Defekt im Tankboden oder einen Defekt in der Schutzschicht verursacht wird. Aus Sicherheitsgründen wird eine testweise Füllung des Tanks mit einem ungefährlichen Medium durchgeführt. Trotzdem ist dieses Vorgehen sowohl zeitaufwendig, als auch mit hohen Materialkosten verbunden.
Ein ähnliches Vorgehen wird in DE 40 15 190 A1 vorgeschlagen. Hier wird ein Flachbodentank und ein Verfahren zur Lecküberwachung von Flachbodentanks beschrieben. Auf den eigentlichen Tankboden wird ein Schichtsystem aus Bitumen-, Sperr- und Drainageschicht aufgetragen, wobei in diesem Schichtsystem Drainagerohre mit innenliegendem Sensorkabel verlegt sind. Das Eindringen einer Flüssigkeit in die Drainagerohre wird dann über die Sensorkabel registriert. Auch bei diesem Verfahren ist eine Testfüllung des Tanks mit den oben genannten Nachteilen nötig. Das Erkennen einer Leckage des eigentlichen Tankbodens ist nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Bauwerken aus Stahlbeton zu schaffen, welches bereits kurz nach den Betonarbeiten durchgeführt und darüber hinaus jederzeit (auch während der Nutzungsphase des Betonbauwerkes) wiederholt werden kann. Weiterhin soll die Dichtheitsprüfung eine hohe Plausibilität, Akzeptanz und Genauigkeit hinsichtlich ihrer Aussage zur Dichtheit erreichen und keine Relativierung von unbeherrschbaren Einflüssen (Sonneneinstrahlung, Wind, Niederschläge etc.) zulassen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einem von einer Bewehrung eines Bauteils des Behälters aufgespannten Bauraum oder auf einer zur Prüfseite gegenüberliegenden Seite des Bauteils ein Injektionsschlauch verlegt wird. Zumindest ein Ende des Injektionsschlauches wird mit einem dichten Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt bzw. so verlegt, dass der Injektionsschlauch über den dichten Anschlussschlauch außerhalb des Bauteils zugänglich ist. Beim Einbringen des Betons wird der Injektionsschlauch im Beton eingebettet bzw. vom Beton abgedeckt. Nach dem Aushärten des Betons wird ein Spürgas an dem Anschlussschlauch in den Injektionsschlauch eingelassen. Die Menge des an der Prüfseite des Bauteils austretenden Spürgases dient dann als Maß für die Dichtheit des Bauteils.
Durch die Perforation des Injektionsschlauches ist der Schlauchmantel durchgängig für das Spürgas. Mit dem Einlassen des Spürgases in den Injektionsschlauch verteilt sich dieses vom Injektionsschlauch in das Bauteil. Damit erhöht sich der Partialdruck des Spürgases, womit dessen Transport initiiert wird. Dieser Transport erfolgt u.a. durch Diffusion über Poren des Bauteils und durch Konvektion durch Risse, Hohl- und Leckstellen des Bauteils. Ein Teil des Spürgases tritt dann auf der Prüfseite des Bauteils aus und ist damit detektierbar. Da die Diffusion des Spürgases deutlich langsamer als dessen Konvektion erfolgt, ist die Menge des an der Prüfseite austretenden Spürgases ein Maß für das Vorhandensein von Rissen, Hohl- und Leckstellen und damit für die Dichtheit des Bauteils.
Das Bauteil kann dabei beispielsweise die Grundplatte des Behälters sein, wobei der Injektionsschlauch unterhalb dieser Grundplatte verlegt wird und damit beim Einfüllen des Betons von diesem bedeckt wird. Der Injektionsschlauch ist dann über den unter der Grundplatte herausgeführten Anschlussschlauch zugänglich. Ebenso kann das Bauteil auch beispielsweise eine Seitenwand des Behälters sein, wobei der Injektionsschlauch in dem von der Bewehrung aufgespannten Bauraum verlegt wird. Der Bauraum wird dann mit Beton gefüllt, wobei der Injektionsschlauch dann im Beton eingeschlossen ist. Der Injektionsschlauch ist mit dem Anschlussschlauch verbunden, der aus dem Bauteil herausgeführt ist, sodass der Injektionsschlauch von außerhalb des Bauteils zugänglich ist.
Durch den Einbau von perforierten Injektionsschläuchen und dem Einleiten von Spürgas, das schon kurz nach dem Ende der Betonarbeiten ohne Behinderung der Festigkeitsentwicklung des Betons erfolgen kann, werden Rissbildungen und Leckstellen schon frühzeitig erkannt und können ohne Behinderung des weiteren Bauablaufes abgedichtet werden, ohne den hohen Aufwand einer wasserstandsabhängigen Dichtheitsprüfung zu betreiben und das Interpretationsrisiko dieses Verfahrens zu tragen.
Stahlbetonbehälter werden beispielsweise zur geschützten Lagerung von Flüssigkeiten mit Umweltschadstoffen genutzt. Ebenso werden beispielsweise Gebäudekeller als wannenartige Stahlbetonbauwerke ausgebildet. Neben geschlossenen Behältern werden unter dem Begriff Stahlbetonbehälter ferner auch Stützwände aus Stahlbeton wie sie beispielsweise für eine Absicherung von Gewässern genutzt werden, verstanden.
In einer Ausführung wird das Spürgas an der Prüfseite mit einem Gasspürgerät detektiert. Dies hat den Vorteil, dass ein Befüllen des Behälters zur Dichtheitsprüfung vollständig entfallen kann. Darüber hinaus wird das Ergebnis nicht von unbeherrschbaren Einflüssen wie z.B. Sonneneinstrahlung, Wind oder Niederschlag relativiert.
In einer weiteren Ausführung wird die Prüfseite des Bauteils mit einer Wasserschicht belegt und das Spürgas über das Austreten von Blasen detektiert. Dieses Vorgehen ist gegenüber der oben beschriebenen wasserstandsabhängigen Dichtheitsprüfung beispielsweise der Bodenplatte des Behälters deutlich schneller und mit einem geringeren Materialaufwand durchführbar, da der Behälter nicht vollständig gefüllt werden muss. Zum Erkennen von Blasen ist ein dünner Wasserfilm ausreichend. Weiterhin hat dieses Vorgehen den Vorteil, dass über den Austritt von Blasen eine leichte Erkennbarkeit von Undichtigkeiten und damit auch eine hohe Akzeptanz der Dichtheitsprüfung vor Ort erreicht werden.
Es wird vorgeschlagen, dass das Spürgas ein Formiergas ist.
In einer Ausgestaltung besteht das Formiergas aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff oder aus 90 % Stickstoff und 10 % Wasserstoff. Wasserstoff ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse und Dichte (0,0899 Milligramm je Kubikzentimeter) und weist einen Atomradius von 53 Pikometern (53 × 10^-12 m) auf. Wasser besitzt hingegen einen Moleküldurchmesser von 0,28 Nanometern (0,28 × 10^-9 m). Durch den geringen Atomradius des Wasserstoffs wird eine hohe Beweglichkeit des Wasserstoffs im Bauteil erreicht. Nach dem Transport durch das Bauteil wird der Wasserstoff durch seine geringe Dichte auf der gegenüberliegenden Seite stets nach oben steigen und nicht an der Oberfläche der Bodenplatte verharren.
Es wird vorgeschlagen, dass der Injektionsschlauch druckwasserdicht ist. Somit wird ein mögliches Zusetzen des perforierten Schlauchmantels beim Auffüllen des Betons vermieden.
In einer Ausführung wird der Injektionsschlauch vor, während oder nach dem Aufbau der Bewehrung des Bauteils verlegt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der in dem Bauraum verlegte Injektionsschlauch auf einer zur Prüfseite zugewandten oder abgewandten Seite eines Fugenbandes an einer Arbeitsfuge zwischen dem Bauteil und einem zeitlich vor dem Bauteil hergestellten weiteren Bauteil des Behälters angeordnet und über den Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt wird.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass vor dem Einbringen des Betons des Bauteils ein weiterer Injektionsschlauch in dem Bauraum des Bauteils auf der abgewandten bzw. zugewandten Seite des Fugenbandes verlegt und über einen weiteren Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt wird.
Neben der Dichtheitsprüfung der eigentlichen Bauteile ist das Verfahren damit auch zur Dichtheitsprüfung von Arbeitsfugen aneinandergrenzender Bauteile des Behälters einsetzbar. Arbeitsfugen werden in der Regel mit einem Fugenband abgedichtet. Dabei kann der Injektionsschlauch je nach Ziel der Dichtheitsprüfung auf der zur Prüfseite abgewandten Seite oder der zur Prüfseite zugewandten des Fugenbandes angeordnet werden. Gleichwohl ist auch eine Anordnung je eines Injektionsschlauches auf beiden Seiten des Fugenbandes möglich.
Zur Durchführung des Verfahrens zur Dichtheitsprüfung an einer Prüfseite wird ein Stahlbetonbehälter vorgeschlagen, der aus mindestens einem aus Stahlbeton gebildeten Bauteil besteht und einen perforierten Injektionsschlauch aufweist. Der Injektionsschlauch ist in dem Bauteil oder an einer zur Prüfseite gegenüberliegenden Seite des Bauteils angeordnet. Ein Ende des Injektionsschlauches ist mit einem dichten Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt bzw. über den dichten Anschlussschlauch außerhalb des Bauteils zugänglich.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Injektionsschlauch auf einer zur Prüfseite zugewandten oder abgewandten Seite eines Fugenbandes an einer Arbeitsfuge zwischen dem Bauteil und einem weiteren Bauteil des Behälters angeordnet und über den Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein weiterer Injektionsschlauch auf der abgewandten bzw. zugewandten Seite des Fugenbandes verlegt und über einen weiteren Anschlussschlauch aus dem Bauteil herausgeführt ist.
Die für das Verfahren in die Arbeitsfugen eingebauten Injektionsschläuche können bei Bedarf alternativ zur nachträglichen Verpressung von Injektionsharzen genutzt werden. Dadurch werden Bauteilschwächungen bzw. neue Angriffsflächen für austretende Umweltschadstoffe durch Injektionsbohrungen vermieden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 Ein Ausschnitt eines Querschnittes eines Stahlbetonbehälters zur Lagerung einer Flüssigkeit
2a und 2b Eine Aufsicht von zwei Anordnungen des Injektionsschlauches unterhalb der Bodenplatte des Stahlbetonbehälters
3 Eine räumlichen Darstellung des am Fugenband verlegten Injektionsschlauches

1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes eines Stahlbetonbehälters zur Lagerung einer Flüssigkeit. Dieser Stahlbetonbehälter weist eine Behälterwand 1 und eine Bodenplatte 2 auf. Von der Bodenplatte 2 und der Behälterwand 1 wird ein Raum aufgespannt, wobei dieser Raum beispielsweise eine Flüssigkeit aufnehmen kann. Die Grenzfläche am Übergang zwischen Behälterwand 1 und Bodenplatte 2 wird als Arbeitsfuge 3 bezeichnet. Zur Abdichtung einer derartigen Arbeitsfuge 3 wird üblicherweise ein Fugenband 4 (auch als Fugenblech bezeichnet) senkrecht zur Arbeitsfuge 3 eingebracht.
Behälterwand 1 und Bodenplatte 2 können grundsätzlich aus einem oder mehreren Bauteilen bestehen, wobei diese Bauteile in Stahlbetonbauweise gefertigt werden. Die Stahlbetonbauweise ist dem Fachmann bekannt und wird an dieser Stelle nicht näher erläutert. Die Bodenplatte 2 wird üblicherweise zuerst und als ein Bauteil gefertigt, wobei die Bodenplatte 2 auf einer Trennlage 5 über der Leckerkennung, bestehend aus einer Dränschicht 6 und einer Leckerkennungsfolie 7, die zuvor über einem Planum 8 verlegt wurde, ruht.
Unterhalb der Bodenplatte 2 ist ein Injektionsschlauch 9 verlegt, wobei zumindest ein Ende dieses Injektionsschlauches 9 über einen unter der Bodenplatte 2 herausgeführten Anschlussschlauch 10 (2a) zugänglich ist. Allerdings ist der Anschlussschlauch 10 in 1 nicht gezeigt. Das andere Ende des Injektionsschlauches 9 kann ebenfalls über einen weiteren unter der Bodenplatte 2 herausgeführten Anschlussschlauch 10 zugänglich sein. Der Schlauchmantel des Injektionsschlauches 9 ist perforiert und der Schlauchmantel des Anschlussschlauches 10 ist gasdicht ausgebildet. Das Verlegen des Injektionsschlauches 9 und des Anschlussschlauches 10 erfolgt vor, während oder nach dem Aufbau der Bewehrung des Bauteils der Bodenplatte 2 und vor dem Einbringen des flüssigen Betons für die Bodenplatte 2. Üblicherweise wird die Bewehrung mittels Abstandshaltern über der Trennlage 5 gehalten. Der Injektionsschlauch 9 kann dabei beispielsweise unter den Abstandshaltern und auf der Trennlage 5 liegend verlegt werden. Ebenso kann der Injektionsschlauch 9 auch nur auf der Trennlage 5 ohne Fixierung durch die Abstandshalter angeordnet werden. Nach dem Auffüllen und Aushärten des Betons ist der Injektionsschlauch 9 unterhalb der Bodenplatte 2 angeordnet und dort fixiert. Der Injektionsschlauch 9 kann druckwasserdicht ausgebildet sein, um ein Zusetzen der Perforation beim Einfüllen des flüssigen Betons zu vermeiden.
Je nach Anforderung sind verschiedene Anordnungen des Injektionsschlauches 9 unterhalb der Bodenplatte 2 denkbar. Mögliche Anordnungen sind in den 2a und 2b dargestellt. Diese Abbildungen zeigen jeweils eine Aufsicht einer kreisrunden Bodenplatte 2 von der Unterseite. In 2a ist der Injektionsschlauch 9 als Diagonale zur kreisrunden Bodenplatte 2 angeordnet. Beide Enden des Injektionsschlauches 9 sind über je einen unter der Bodenplatte 2 herausgeführten Anschlussschlauch 10 zugänglich. Grundsätzlich ist, gerade bei großen Bodenplatten 2, auch die Verlegung von mehreren Injektionsschläuchen 9 unterhalb der Bodenplatte 2 möglich. Eine diesbezügliche Anordnung ist in 2b dargestellt, wobei ein Injektionsschlauch 9 gemäß der Ausführung in 2a verlegt ist. Der zweite Injektionsschlauch 9 ist um 90° gegen den ersten Injektionsschlauch 9 verdreht, wobei dessen beiden Enden über je einen Anschlussschlauch 10 unter der Bodenplatte 2 herausgeführt und damit zugänglich sind.
Nach dem Aushärten des Betons der Bodenplatte 2 kann nun bereits eine erste Dichtheitsprüfung an einer Prüfseite der Bodenplatte 2 durchgeführt werden, wobei in diesem Fall die Prüfseite die Seite der Bodenplatte 2 ist, die im späteren Einsatz des Behälters mit der darin gelagerten Flüssigkeit in Kontakt steht. In den Injektionsschlauch 9 wird ein Spürgas eingelassen, wobei dies über die beiden an den Enden des Injektionsschlauches 9 angebrachten Anschlussschläuche 10 erfolgt oder nur über einen der beiden Anschlussschläuche 10, wohingegen der zweite Anschlussschlauch 10 vorteilhafterweise abgedichtet ist.
Das Spürgas ist beispielsweise ein Formiergas, welches aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff oder aus 90 % Stickstoff und 10 % Wasserstoff oder aus 99,9 % Helium besteht. Mit dem Einlass des Spürgases entsteht im Injektionsschlauch 9 ein Anstieg des Partialdrucks des Spürgases, womit dieses Spürgas über die Perforation aus dem Injektionsschlauch 9 austritt und sich insbesondere der Wasserstoff aufgrund seiner geringen Molekülgröße schnell unterhalb der Bodenplatte 2 verteilt. Durch seine geringe Dichte steigt der Wasserstoff auf. Dabei wandert der Wasserstoff aufgrund Diffusion durch Poren im Beton der Bodenplatte 2 und durch Konvektion durch Risse und Fehlstellen des Betons. Der konvektive Transport verläuft dabei deutlich schneller als die Diffusion, sodass bereits nach kurzer Zeit insbesondere der Wasserstoff auf der Oberseite der Bodenplatte 2 austritt. Mit Hilfe eines Gasspürgerätes kann der an der Oberfläche austretende Wasserstoff detektiert werden, wobei die Menge des detektierten Wasserstoffes als Maß für die Dichtheit der Bodenplatte 2 herangezogen wird.
Nach der Fertigstellung der Bodenplatte 2 wird üblicherweise die Behälterwand 1 gefertigt, wobei die Bauteile der Behälterwand 1 am Rand der Bodenplatte 2 auf dieser ausgebildet werden. Zur Abdichtung der Arbeitsfuge 3 zwischen Bodenplatte und Behälterwand wird meist bereits bei der Herstellung der Bodenplatte 2 das Fugenband 4 senkrecht am Rand der Bodenplatte 2 eingelassen. Gemäß 1 ist an diesem Fugenband 4 ein weiterer Injektionsschlauch 11 angeordnet. Dieser Injektionsschlauch 11 wird vor, während oder nach dem Aufbau der Bewehrung der Bauteile der Behälterwand 1 und vor dem Einbringen des flüssigen Betons dieser Bauteile am Fugenband 4 verlegt. 3 zeigt in einer räumlichen Darstellung den am Fugenband 4 verlegten Injektionsschlauch 11. Die Bewehrung der Bauteile für die Behälterwand 1 ist nicht gezeigt. Der Injektionsschlauch 11 ist entlang des gesamten Umfangs der Bodenplatte 2 am Fugenband 4 verlegt. Dies ist allerdings nicht zwingend. Unter Umständen kann auch eine partielle Verlegung am Fugenband 4 ausreichend sein. Nach dem Auffüllen des Betons für die Bauteile der Behälterwand 1 ist der Injektionsschlauch 11 vollständig vom Beton eingeschlossen. Damit der Injektionsschlauch 11 auch nach dem Fertigstellen der Bauteile der Behälterwand 1 zugänglich ist, ist zumindest ein Ende des Injektionsschlauches 11 mit einem dichten Anschlussschlauch 10 versehen, der aus dem Bauteil herausgeführt ist, wobei der Anschlussschlauch 10 vor dem Einbringen des Betons mit dem Injektionsschlauch 11 verbunden wird und aus dem Bauraum des Bauteils herausgeführt wird. Das andere Ende des Injektionsschlauches 11 kann offen oder verschlossen im Bauraum von dem Beton eingebettet oder aber über einen weiteren Anschlussschlauch 10 ebenfalls aus dem Bauteil herausgeführt sein. Der Anschlussschlauch 10 ist in 3 nicht gezeigt. Bei sehr großen Stahlbetonbehältern kann es zweckmäßig sein, nicht nur einen Injektionsschlauch 11 am Fugenband 4 zu verlegen, sondern den gesamten Umfang des Fugenbandes 4 mit mehreren abschnittsweise verlegten Injektionsschläuchen 11 auszustatten, wobei mindestens ein Ende jedes Injektionsschlauches 11 über einen Anschlussschlauch 10 aus dem Bauteil herausgeführt wird.
Nach dem Aushärten des Betons der Bauteile der Behälterwand 1 und der Entfernung der Schalung kann eine erste Dichtheitsprüfung der Arbeitsfuge 3 zwischen Bodenplatte 2 und Behälterwand 1 durchgeführt werden. Hierzu wird analog zur Dichtheitsprüfung der Bodenplatte 2 am Anschlussschlauch 10 das Prüfgas in den Injektionsschlauch 11 eingelassen, wobei sich das Gas, durch die oben beschriebenen Mechanismen im Bauteil und in der Arbeitsfuge verteilt und teilweise an der Prüfseite des Bauteils austritt. Dort kann es dann beispielsweise mit dem Gaspürgerät detektiert werden, wobei auch hier wieder die Menge des detektierten Prüfgases als Maß für die Dichtheit der Arbeitsfuge 3 herangezogen wird.
Je nach Vorgabe ist die Arbeitsfuge 3 von der Innenseite oder der Außenseite des Behälters zu prüfen. Somit kann die Prüfseite die Seite der Behälterwand 1 sein, die im späteren Einsatz des Behälters mit der darin gelagerten Flüssigkeit in Kontakt steht (Innenseite) oder die hierzu gegenüberliegende Seite (Außenseite) der Behälterwand 1. Je nach Vorgabe, muss der Injektionsschlauch 11 dabei auf einer zur Innenseite zugewandten Seite des Fugenbandes 4 oder auf einer zur Außenseite zugewandten Seite des Fugenbandes 4 verlegt werden. Grundsätzlich ist natürlich auch ein beidseitiges Verlegen am Fugenband 4 möglich, wobei der Injektionsschlauch 11 auf der zur Prüfseite zugewandten Seite und ein weiterer Injektionsschlauch 11 auf der zur Prüfseite abgewandten Seite verlegt werden. Auch der weitere Injektionsschlauch 11 wird über einen Anschlussschlauch 10 aus dem Bauteil herausgeführt.
Nach der Fertigstellung des Betonbehälters kann die Dichtheitsprüfung jederzeit wiederholt werden. Zur Prüfung der Bodenplatte 2 kann, neben dem Einsatz des Gasspürgerätes, nun auch Wasser in den Stahlbetonbehälter eingelassen werden, wobei unter Einlass des Spürgases in den Injektionsschlauch 9 mögliche Undichtigkeiten der Bodenplatte 2 durch Austritt von Blasen erkennbar werden. Auch die Behälterwände 1 lassen sich bei einer vollständigen Befüllung des Stahlbetonbehälters mit Wasser auf diese Weise prüfen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich beliebig oft bis zur Ende der Nutzungsdauer des Stahlbetonbehälters wiederholt werden, wobei die Dichtheitsprüfung sowohl bei einem mit einem Nutzungsgut gefüllten, als auch bei einem entleerten Stahlbetonbehälter durch geführt werden kann.
Das Einbringen des Injektionsschlauches 11 am Fugenband 4 kann grundsätzlich unabhängig vom Einbringen des Injektionsschlauches 9 unterhalb der Bodenplatte erfolgen. So kann der Stahlbetonbehälter nur einen Injektionsschlauch 9 unterhalb der Bodenplatte 2 aufweisen und keinen Injektionsschlauch 11 an der Arbeitsfuge.
Neben dem beschriebenen Einbringen des Injektionsschlauches 11 an der horizontalen Arbeitsfuge zwischen Bodenplatte 2 und Behälterwand 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch für anders ausgerichtete Arbeitsfugen 3, wie z.B. senkrechte Arbeitsfugen 3, anwendbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die genannten Formiergase beschränkt. Darüber hinaus kann beispielsweise auch Luft als Spürgas eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Behälterwand
2: Bodenplatte
3: Arbeitsfuge
4: Fugenband
5: Trennlage
6: Dränschicht
7: Leckerkennungsfolie
8: Planum
9: Injektionsschlauch
10: Anschlussschlauch
11: Injektionsschlauch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19642136 A1 [0005]
DE 69514878 T2 [0006]
DE 4015190 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN-Norm EN 12566-1 [0004]

Claims

Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Stahlbetonbehälters mittels perforierten Injektionsschlauches, wobei ein Bauteil des Stahlbetonbehälters mit einer Prüfseite durch Aufbau einer Schalung und einer Bewehrung, anschließendes Einbringen von Beton, der Aushärtung des Betons und Entfernung der Schalung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) in einem von der Bewehrung aufgespannten Bauraum oder auf einer zur Prüfseite gegenüberliegenden Seite des Bauteils verlegt wird und dass zumindest ein Ende des Injektionsschlauches (9, 11) mit einem dichten Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt wird bzw. über den dichten Anschlussschlauch (10) außerhalb des Bauteils zugänglich ist und dass der Injektionsschlauch (9, 11) in dem Beton eingebettet bzw. von dem Beton abgedeckt wird und dass nach dem Aushärten des Betons ein Spürgas an dem Anschlussschlauch (10) in den Injektionsschlauch (9, 11) eingelassen wird und dass die Menge des an der Prüfseite des Bauteils austretenden Spürgases als Maß für die Dichtheit des Bauteils dient.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spürgas an der Prüfseite mit einem Gasspürgerät detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfseite des Bauteils mit einer Wasserschicht belegt wird und das Spürgas über das Austreten von Blasen detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spürgas ein Formiergas oder Luft ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formiergas aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff oder aus 90 % Stickstoff und 10 % Wasserstoff oder aus 99,9 % Helium besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) druckwasserdicht ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) vor, während oder nach dem Aufbau der Bewehrung verlegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Bauraum verlegte Injektionsschlauch (11) auf einer zur Prüfseite zugewandten oder abgewandten Seite eines Fugenbandes (4) an einer Arbeitsfuge (3) zwischen dem Bauteil und einem zeitlich vor dem Bauteil hergestellten weiteren Bauteil des Stahlbetonbehälters angeordnet und über den Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen des Betons des Bauteils ein weiterer Injektionsschlauch (11) in dem Bauraum des Bauteils auf der abgewandten bzw. zugewandten Seite des Fugenbandes (4) verlegt und über einen weiteren Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt wird.
Stahlbetonbehälter mit einem perforierten Injektionsschlauch für eine Dichtheitsprüfung nach Anspruch 1 an einer Prüfseite, wobei der Stahlbetonbehälter aus mindestens einem aus Stahlbeton gebildeten Bauteil gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) in dem Bauteil oder an einer zur Prüfseite gegenüberliegenden Seite des Bauteils angeordnet ist und dass zumindest ein Ende des Injektionsschlauches (9, 11) mit einem dichten Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt ist bzw. über den dichten Anschlussschlauch (10) außerhalb des Bauteils zugänglich ist.
Stahlbetonbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) druckwasserdicht ausgebildet ist.
Stahlbetonbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsschlauch (9, 11) auf einer zur Prüfseite zugewandten oder abgewandten Seite eines Fugenbandes (4) an einer Arbeitsfuge (3) zwischen dem Bauteil und einem weiteren Bauteil des Stahlbetonbehälters angeordnet und über den Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt ist.
Stahlbetonbehälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Injektionsschlauch (9, 11) auf der abgewandten bzw. zugewandten Seite des Fugenbandes (4) verlegt und über einen weiteren Anschlussschlauch (10) aus dem Bauteil herausgeführt ist.