DE202004021715U1

DE202004021715U1 - Betonrohr, insbesondere zum Transport von aggressiven Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE202004021715U1
Application number: DE202004021715U
Authority: DE
Original assignee: Berding Beton GmbH
Current assignee: Berding Beton GmbH
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2014-02-19
Also published as: DE102004007762B4; NL1028345C2; DE102004007762A1; NL1028345A1

Abstract

Betonrohr, insbesondere zum Transport von aggressiven Flüssigkeiten, das zur Herstellung von Rohrverbindungen an den Enden Dichtflächen aufweist, wobei der Schaft (6) des an seiner Innenseite mit einer Auskleidung aus chemikalienbeständigem Material versehenen Rohrkörpers (2) aus Zementbeton und seine Endteile (7, 8) aus einem chemikalienbeständigen Beton mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton, bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung an der Innenseite des Rohrschaftes (6) aus einer Schicht (9) aus einem chemikalienbeständigen Beton (17) mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton besteht, die mit dem chemikalienbeständigen Beton der Endteile (7, 8) dicht verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betonrohr, insbesondere zum Transport von aggressiven Flüssigkeiten, das zur Herstellung von Rohrverbindungen an den Enden Dichtflächen aufweist, wobei der Schaft des an seiner Innenseite mit einer Auskleidung aus chemikalienbeständigem Material versehenen Rohrkörpers aus Zementbeton und seine Endteile aus einem chemikalienbeständigen Beton mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton, bestehen.
Zum Transport von Flüssigkeiten sind Rohre aus Stahlbeton und Spannbeton bekannt. Stahlbeton ist in der Regel Zementbeton, bei dem eine aus einer Zementschlämpe bestehende Matrix das Bindemittel für die mineralischen Zuschlagstoffe wie Kies, Sand oder dergleichen darstellt. Zementbeton hat zwar die Eigenschaft, mit Bewehrungselementen aus Stahl einen festen Verbund einzugehen; unter normalen Umständen schützt er die Bewehrungselemente auch vor Korrosion. Zement als hydraulisches Bindemittel ist aber vor allem anfällig gegen Säuren; er wird angegriffen und verändert dabei seine Konsistenz, insbesondere seine Festigkeit, und zwar nicht nur an der Oberfläche, die mit den aggressiven Flüssigkeiten in Berührung kommt, sondern auch in die Tiefe gehend. Für den Transport aggressiver Flüssigkeiten sind also Rohre aus Zementbeton nicht geeignet.
Da Stahlbeton aber nicht nur ein sehr preiswertes, sondern im Hinblick auf seine Formbarkeit auch sehr geeignetes Material für die Herstellung solcher Rohre darstellt, überdies sich auch rechnerisch nach bekannten Annahmen erfassen lässt, ist es bekannt, aus Zementbeton bestehende Rohre, sofern sie für den Transport von aggressiven Flüssigkeiten verwendet werden sollen, zumindest an der Seite, an der sie mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, meist der Innenseite, mit einer Auskleidung aus einem chemikalienbeständigen Material, zum Beispiel aus Kunststoff, zu versehen.
Neben Rohren aus Stahlbeton, die für ihren Einsatz zum Transport von aggressiven Flüssigkeiten mit einer Auskleidung versehen werden müssen, sind auch Rohre aus Stahl oder Steinzeug bekannt. Diese sind aber nur für kleinere Durchmesser herstellbar.
Weiterhin sind für den Transport aggressiver Flüssigkeiten auch Rohre bekannt geworden, deren Rohrkörper ganz aus Polymerbeton besteht. Polymerbeton ist eine dem Zementbeton vergleichbare Mischung, bei der als Bindemittel für die ebenfalls vorwiegend mineralischen Zuschlagstoffe Kunstharze verwendet werden, und zwar meist ungesättigte Polyesterharze, Polyurethanharze, Epoxydharze oder dergleichen.
Rohre mit Polyesterharz als organisches Bindemittel haben neben einem hohen Kostenaufwand den Nachteil, dass sie aufgrund ungünstigen Schwindverhaltens und einer entsprechend großen Ringzugspannung oft schon bei geringen Beanspruchungen Längsrisse erhalten.
Schließlich ist ein Rohr mit einer Innenauskleidung aus einem Kunststoffrohr bekannt, bei dem nur der Schaft des Rohrkörpers aus Zementbeton besteht, seine Endteile aber zumindest in den Bereichen, an denen Fugenflächen für die Rohrstöße gebildet sind, aus einem chemikalienbeständigen Beton mit einem organischen Bindemittel, zum Beispiel Polymerbeton ( DE 37 13 207 C2 ). Bei der Herstellung eines solchen Rohres in einer stehenden, einen inneren Formkern und einen äußeren Formmantel umfassenden Schalungsform wird dort vorgeschlagen, in die Schalungsform nach Einstellen des Auskleidungsrohres zunächst den chemikalienbeständigen Beton für das untere Endteil, sodann den Zementbeton für den Rohrschaft und schließlich den chemikalienbeständigen Beton für das obere Endteil einzubringen und zu verdichten. Dabei schließt der chemikalienbeständige Beton der Endteile an das die Innenauskleidung bildende Kunststoffrohr an.
Angesichts der Auskleidung der Innenwand mit einem chemikalienbeständigen Material, zum Beispiel Kunststoff, das dicht an die Endteile angeschlossen ist, besteht der Vorteil dieser Lösung darin, dass die Verwendung des relativ teuren Polymerbetons auf die Endteile des Rohres beschränkt bleiben kann, welche die sonst als Zementbeton gegen chemische Angriffe gefährdeten Stirnflächen enthalten. Damit ist die gesamte, mit den aggressiven Medien in Berührung kommende Fläche geschützt. Zudem bleibt für den Rohrschaft, der die Grundlage für die statische Berechnung des Rohres liefert, die Verwendung von Zementbeton, der nach bekannten Werten bemessen werden kann.
Problematisch ist bei einem solchen Rohr aber der Verbund zwischen dem die Innenfläche des Rohrschaftes bedeckenden chemikalienbeständigen Material, also Kunststoff, mit den aus Polymerbeton bestehenden Endteilen des Rohres. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, um den Schutz der Innenwandung des Rohres und zugleich der im Fugenbereich liegenden Endflächen auf einfachere und wirtschaftlichere Weise erzeugen zu können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Rohr mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.
Der Vorteil der Erfindung besteht vor allem darin, dass alle etwa mit aggressiven Flüssigkeiten in Berührung kommenden Flächen des Rohres, also sowohl die Innenwand des Rohrschaftes als auch die im Fugenbereich liegenden Stirnflächen, aus dem gleichen Material gebildet sind, d. h. aus chemikalienbeständigem Beton, insbesondere Polymerbeton. Es besteht sogar die Möglichkeit, eine entsprechende Verkleidung des Rohrschaftes auch auf der Außenseite vorzusehen, so dass der Rohrschaft aus Zementbeton allseitig von chemikalienbeständigem Beton eingeschlossen ist.
Die Verwendung einheitlichen Materials für die aggressiven Flüssigkeiten ausgesetzten Flächen hat einerseits den Vorteil, dass besonders auf die aggressiv wirkenden Stoffe eingegangen werden kann, die in diesen Flüssigkeiten enthalten sind, andererseits aber auch, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ”frisch in frisch” betoniert und verdichtet werden kann, wodurch sich die aus chemikalienbeständigem Beton und die aus Zementbeton bestehenden Bereiche in Arbeitsfugen innig miteinander verbinden. Zudem bleibt für den Rohrschaft, der die Grundlage für die statische Berechnung des Rohres liefert, die Verwendung von Zementbeton, der nach bekannten Werten bemessen werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 einen geteilten Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Rohr, und zwar
1a mit Innenauskleidung und
1b mit Außenverkleidung,
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in 1, die
3 bis 5 Detailschnitte in größerem Maßstab aufeinanderfolgender Phasen der Herstellung eines
erfindungsgemäßen Rohres, und zwar
3a bis 5a am Spitzende und
3b bis 5b am Muffenende und die
6a und b Schnitte durch Spitz- und Muffenende eines Rohres mit Innen- und Außenbeschichtung.
1 zeigt insgesamt einen Längsschnitt und 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Betonrohr 1 in aufrechter Lage, so wie es in einer stehenden Schalungsform hergestellt wird. Bei dem Rohr 1 handelt es sich um ein Vortriebsrohr aus Stahlbeton, wobei der Rohrkörper 2 am unteren Ende ein Muffenende 3 und am oberen Ende ein Spitzende 4 umfasst. Am Muffenende 3 befindet sich noch eine den Außenumfang des Rohrkörpers 2 fortsetzende Stahlmanschette 5, in die das Spitzende des jeweils anzuschließenden Rohres eingeschoben und innerhalb deren die Dichtung gebildet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ein derartiges Vortriebsrohr beschränkt, sondern auf Betonrohre mit Spitz- und Muffenende generell anwendbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rohrkörper 2 im wesentlichen aus dem Rohrschaft 6 aus Zementbeton, an den sich im Bereich des Muffenendes 3 ein unteres Endteil 7 aus Polymerbeton anschließt, dem im Bereich des Spitzendes 4 ein oberes Endteil 8 ebenfalls aus Polymerbeton gegenüberliegt.
Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Ausbildung der Auskleidung des Rohres bzw. der Schutzmaßnahmen gegen aggressive Flüssigkeiten ist in 1a, also der in der Draufsicht linken Seite der Darstellung, eine Innenschale 9 aus Polymerbeton dargestellt und in 1b, der in der Draufsicht rechten Seite der Darstellung eine Außenschale 10. Es liegt nahe, dass die Erfindung auch eine Kombination beider Varianten umfasst, dass ein solches Rohr also sowohl eine Innenschale 9 als auch eine Außenschale 10 umfassen kann, durch die der Zementbeton des Rohrschaftes 6 praktisch nach allen Seiten hin durch Polymerbeton geschützt ist.
Anhand der 3 bis 5 kann die Herstellungsweise eines erfindungsgemäßen Rohres erläutert werden. Die 3 bis 5 zeigen entsprechend dem Längsschnitt der 1a jeweils im oberen Teil a der Darstellung das Spitzende 4 und im unteren Teil b das Muffenende 3.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in der sehr einfachen Herstellung eines solchen Rohres. Derartige Rohre werden üblicherweise in stehenden Schalungsformen hergestellt, die aus einem inneren Formkern 11 und einem äußeren Formmantel 12 bestehen. Diese Elemente sind bekannt und deshalb in den Zeichnungen nur angedeutet. Zwischen dem Formkern 11 und dem Formmantel 12 wird ein ringförmiger Raum 13 gebildet, der von oben her mit dem erhärtenden Material für den Rohrkörper 2 gefüllt wird, das in dieser Schalungsform erhärten kann, bevor das fertige Rohr aus der Form entnommen wird.
Erfindungsgemäß wird nun in den die Aufnahme für den Rohrkörper bildenden Ringraum 13 zwischen der Außenseite des inneren Formkerns 11 und der Innenseite des äußeren Formmantels 12 ein Aussparungskörper 14 eingesetzt, der mit geringem Spiel an der Außenfläche des inneren Formkerns 11 anliegt. Dieser Aussparungskörper 14 besteht zweckmäßigerweise aus einem PE-HD-Rohr und reicht bis zum unteren Ende des Muffenendes 3.
In den nach Einsetzen des Aussparungskörpers 14 verbliebenen Teil des Ringraumes 13 wird nun in einer ersten Phase des Herstellungsvorganges der das untere Endteil 7 bildende Polymerbeton eingebracht (3b); danach wird der Ringraum 13 bis zum Spitzende 4 mit normalem Zementbeton 15 aufgefüllt (4a und b).
Nach dem Erhärten sowohl des Polymerbetons des unteren Endteils 7 als auch des Zementbetons 15 des Rohrschaftes 6 wird der Aussparungskörper 14 nach oben gezogen (Pfeile in 4a und 4b). In den danach verbleibenden Ringraum 16 (4b) wird dann von oben her lagenweise Polymerbeton 17 eingebracht und verdichtet (5a und b). Der Ringraum 16 muss somit eine von der Konsistenz des Polymerbetons abhängige Dicke aufweisen, vorzugsweise etwa 12 bis 15 mm. Zum Schluss wird dann der Polymerbeton im Bereich des oberen Endteils 8 am Spitzende 4 eingebracht und verdichtet. So zeigt 5a und b praktisch einen Längsschnitt durch das fertige, aber noch in der Schalungsform befindliche Rohr vor dem Ausschalen.
Es liegt auf der Hand, dass eine derartige Beschichtung des Rohrschaftes nicht nur, wie dargestellt, an der Innenseite des Rohrschaftes erfolgen kann, sondern auch an der Außenseite, gegebenenfalls sogar innen (9, 17) und außen (10, 18), um den Rohrschaft (6) aus Zementbeton gewissermaßen rundum von chemikalienbeständigem Beton einzuhüllen. Eine solche Ausführungsform ist in 6a und b gezeigt, und zwar bereits in ausgeschaltem Zustand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3713207 C2 [0007]

Claims

Betonrohr, insbesondere zum Transport von aggressiven Flüssigkeiten, das zur Herstellung von Rohrverbindungen an den Enden Dichtflächen aufweist, wobei der Schaft (6) des an seiner Innenseite mit einer Auskleidung aus chemikalienbeständigem Material versehenen Rohrkörpers (2) aus Zementbeton und seine Endteile (7, 8) aus einem chemikalienbeständigen Beton mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton, bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung an der Innenseite des Rohrschaftes (6) aus einer Schicht (9) aus einem chemikalienbeständigen Beton (17) mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton besteht, die mit dem chemikalienbeständigen Beton der Endteile (7, 8) dicht verbunden ist.
Betonrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) auch an der Außenseite des Rohrschaftes (6) mit einer Verkleidung aus einer Schicht (10) aus einem chemikalienbeständigen Beton (18) mit einem organischen Bindemittel, insbesondere Polymerbeton versehen ist, die mit dem chemikalienbeständigen Beton der Endteile (7, 8) dicht verbunden ist.
Betonrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der chemikalienbeständige Beton der Endteile (7, 8) durch nass-in-nass Betonieren dicht dem Rohrkörper (2) verbunden ist.