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"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines unter-
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irdisch verlegbaren Tanks, z.B. zur Vorratshaltung von Heizöl" -1.
Zusatz zu Patent . ... ...(Patentanmeldung P 25 24 142.3) Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines unterirdisch verlegbaren Tanks, z.B. zur Vorratshaltung
von Heizöl, der aus einem aus Kunststoff vorgefertigten Innenbehälter und einem
Außenmantel aus bewehrtem Beton besteht, wobei der fertige Innenbehälter als Innenschalung
verwendet und auf der Innenseite der Außenschalung unter Bildung des Formraumes
für den Außenmantel abgestützt wird, der durch Einbringen des Betons in den Formraum
nahtlos ausgebildet und nach dem Abbinden des Betons durch Entfernen der Außenschalung
entschalt wird, nach Patent . ... ... {Patentanmeldung P 25 24 142.3).
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Das Hauptpatent löst die Aufgabe, den beschriebenen Tank nach einem
vereinfachten Verfahren herzustellen und dabei sowohl im Innenbehälter wie auch
im Außenmantel
Fugen oder Nähte zu vermeiden, um dadurch die Schwierigkeiten
zu beseitigen, welche bislang mit dem Verkleben solcher Behälterteile verbunden
gewesen sind. Das gelingt mit dem Herstellungsverfahren nach dem Hauptpatent, weil
der vorgefertigte Innenbehälter mit dem Beton umgeben und weil der Außenmantel im
Rahmen des Verfahrens nahtlos hergestellt wird.
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Bei der Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent wirkt sich
jedoch die Bewehrung hinderlich aus. Sie besteht in der Regel aus einem zunächst
zweiteiligen Bewehrungskorb, der aus Bewehrungseisen der geringsten Stärke zusammengeschweißt
wird. Der Bewehrungskorb muß mindestens zweiteilig sein, damit der Innenbehälter
in den Bewehrungskorb eingebracht werden kann. Deswegen ist es auch erforderlich,
die andere Hälfte des Bewehrungskorbes nach dem Einsetzen des Innenbehälters mit
der bereits stehenden Bewehrungskorbhälfte zu verschweinen. Die Bewehrungseisen
wirken sich außerdem häufig nach dem Einbau eines solchen Tanks in das Erdreich
nachteilig aus. Das liegt einerseits daran, daß bei entsprechender Beanspruchung
des Außenmantels bis auf die Bewehrungseisen reichende Risse entstehen können, die
bei Überschreiten einer bestimmten Breite zu Korrosionserscheinungen und damit auf
die Dauer zu Beschädigungen oder Zerstörungen des Betonmantels führen. Das ist umso
leichter möglich, als die Wandstärke des Außenmantels verhältnismäßig gering gehalten
werden muß,
um noch transportable Tankeinheiten zu erhalten.
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Denn die Bewehrung ist an sich nur für die Aufnahme der Transportbeanspruchungen
des in der Fabrik hergestellten Tanks vorgesehen, der aufgrund seiner Form und seiner
gleichmäßigen Belastung im Erdreich ohne Bewehrungen auskommen könnte. Da man .aber
aufgrund der Transportbeanspruchungen mit gefährlichen Rissen rechnen muß, ist man
genötigt, den Mantel außen sorgfältig abzudichten. Das bedingt ebenfalls eine Komplizierung
des Herstellungsverfahrens.
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Abgesehen von diesen Erschwernissen bei der Durchführung des Herstellungsverfahrens
nach dem Hauptpatent hat die bisherige Bewehrung aber auch den Nachteil, daß wegen
der Forderung nach Einhaltung einer Mindestüberdeckung der Bewehrungseisen mit Beton
bestimmte untere Grenzen der Wandstärke des Außenmantels nicht unterschritten werden
können; die Wandstärke liegt deswegen bei mindestens 50 mm, wird aber in der Praxis
noch erheblich höher ausgeführt. Das hat ein beträchtliches Gewicht des Tanks zur
Folge, das sich auf die Handhabung des Tanks in der Fabrik, beim Transport und an
der Baustelle nachteilig auswirkt.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei dem Verfahren nach
dem Hauptpatent eine getrennte Behandlung von Bewehrung und Beton zu vermeiden und
dadurch die mit der Bewehrung verbundenen Verfahrensschritte einzusparen, sowie
die Voraussetzungen für Verbesserungen des Behälters selbst zu schaffen, welche
die Herabsetzung seiner Wandstärke und/oder seines Gewichtes, aber auch sein Langzeitverhalten,
d.h. insbesondere seine Anfälligkeit gegen Korrosionen betreffen.
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Die Aufgabenlös-ung besteht gemäß dem Grundgedanken der Erfindung
bei dem eingangs beschriebenen Verfahren nach dem Hauptpatent darin, daß ein schwerer
Glasfaserbeton verwendet wird, in dem die Fasern dreidimensional angeordnet sind,
und daß die Glasfasern in an sich bekannter Weise vor dem Einbringen des Betons
in den Formraum in den Beton eingemischt werden.
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An sich ist für die Herstellung von Betonfertigteilen Glasfaserbeton
bereits vorgeschlagen worden (Zeicschrift Betonwerk und Fertigteil-Technik, Heft
9/1973, 625, 631). Auf dem Gebiet des Behälterbaus hat man sich aber die Vorteile
des Glasfaserbetons noch nicht zunutze gemacht. Sie bestehen nach den bekannten
Erkenntnissen darin, daß schwerer Glasfaserbeton die bei Stahl bewehrten Betonteilen
als Korrosionsschutz notwendigen Betonüberdeckungen überflüssig macht und sich deswegen
solche Bauteile relativ dünn und leicht herstellen lassen. Allerdings hat man
dafür
besondere Fertigungsverfahren für erforderlich gehalten, weil die Anordnung der
Glasfasern in Abhängigkeit von der Formgebung des Fertigteiles steht und ihr eine
wesentliche Bedeutung zukommt.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diese Voraussetzung
geschaffen; dadurch nämlich, daß man einen schweren Glasfaserbeton verwendet, der
eine Dichte von z.B. 2400 kgXm3 aufweist, kann man die üblichen Betonmischungen
einsetzen, wie sie in Fertigbetonwerken benutzt werden, welche vorzugsweise Raumzellen,
darunter Stahlbetonfertiggaragen herstellen und sich erfahrungsgemäß auf die Herstellung
und Verlegung der beschriebenen Tanks spezialisieren. Dadurch, daß man die Fasern
dreidimensional anordnet, kann man den Außenmantel nahtlos ausbilden und vermeidet
die gesonderte Handhabung der Bewehrung im Rahmen des Herstellungsverfahrens. Das
Einmischen der Glasfasern in den Beton erfolgt vor dem Einbringen des bewehrten
Betons in die Schalung und deswegen in herkömmlicher Weise durch Schütten oder Gießen
und anschließendes Rütteln. Im Ergebnis werden auf diese Weise überraschend alle
Verfahrensschritte beseitigt, welche bislang für die Herstellung und die Einbringung
der Stahlbewehrung erforderlich waren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat daher haupt-8ächlich den Vorteil,
das es sich wesentlich vereinfacht
und zu einem Tank führt, der
leichter als bisher ausfällt und der gegebenenfalls keine oder nur eine leicht aufzubringende
Isolierschicht aufzuweisen braucht.
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Für die Herstellung solcher Tanks muß der erhebliche Auftrieb berücksichtigt
werden, der sich aus dem relativ großen spezifischen Gewicht des Betons einerseits
und dem vom Behälter verdrängten Volumen andererseits ergibt. Hieraus.resultieren
bei der Abstützung des Innenbehälters auf der Außenschalung erhebliche Kräfte, die
man zwar durch eine wenigstens teilweise Flüssigkeitsfüllung des Innenbehälters
nach dem Hauptpatent, gegebenenfalls unter Verwendung einer künstlich schwergemachten
Flüssigkeit wenigstens reduzieren, aber häufig doch nicht ganz vermeiden kann. Die
Übertragung solcher nach oben gerichteter Kräfte auf die Außenschalung setzt dann
eine Abstützung auf der Außenschalung auf einer entsprechenden Tragkonstruktion,
z.B. auf einem Traggerüst voraus. Das ist u.U mit beträchtlichem Aufwand verbunden
und deswegen nachteilig.
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Die Erfindung beseitigt solche Nachteile, insbesondere indem sie sich
eine Eigenschaft des Glasfaserbetons zunutze macht, die dieser aufgrund seiner Faserstruktur
dem bewehrten Beton voraus hat G B einer Ausführungsform es erfindungsgemäßen Verfahrens
geschieht das dadurch, daß der Innenbehälter im unteren Kugelpol ausgenommen und
der Außenmantel i% ejner der Ausnehmung entsprchenen
Öffnung hergestellt
wird, und daß nach dem Aushärten des Betons die Ausnehmung und die mit ihr fluchtende
Öffnung verschlossen werden.
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Die Ausnehmung-und Öffnung haben den Vorteil, daß sich Zugglieder
nach außen führen lassen, welche den Auftrieb aufnehmen und unschädlich machen,
weil sie ihn auf das Fundament der Schalung übertragen.
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Vorzugsweise wird zum Verschließen der Ausnehmung ein Kunststoffstopfen
und zum Verschließen der mit ihr fluchtenden Öffnung im Außenmantel Glasfaserbeton
verwendet. Da der Innenbehälter aus Kunststoff besteht, läßt sich ein Kunststoffstopfen
leicht anbringen. Der besondere Nutzen des Glasfaserbetons beim Verschleßen der
Öffnung liegt in folgendem: Man kann den Glasfaserbeton leicht -so einbringen, daß
einzelne Fasern im Bereich der Öffnung vorstehen und dadurch eine Anschlußbewehrung
ergeben. Beim späteren Schließen der Öffnung mit Glasfaserbeton erreicht man deswegen
die volle Festigkeit Die Erfindung betrifft daher auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des neuen Verfahrens, welche sich einer im Innenraum des Innenbehälters aufspannbaren
mechanischen Unterstützung der Innenbehälterwandungen bedienen kann, was bereits
im Hauptpatent beschrieben ist. Während aber diese Vorrichtung nach dem Hauptpatent
der besonderen Übertragung der Auftriebskräfte bedarf, kennzeichnet sich die Vorrichtung
nach der
Erfindung durch einen mit der Unterstützung verbundenen
Zuganker mit einem Gesperre zum Festlegen der Außenschalung bzw. einer Fundamentplatte.
Ein solches Gesperre kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verhältnismäßig
einfach dadurch erhalten werden, daß der Zuganker einen Hammerkopf erhält und eine
Ausnehmung vorgesehen wird, deren eine Dimension der Hammerkopfbreite und deren
andere Dimension der Hammerkopflänge entspricht, wobei der Zuganker um seine Längsachse
verschwenkbar gelagert ist.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere V-orteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Zethnung.
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Eine mehrteilige Außenschalung ist allgemein mit 1 bezeichnet. In
ihr wird ein kugelförmiger Tank hergestellt. Deswegen ist die Außenschalung gemäß
dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet. Die untere Halbkugelschale
2 sitzt auf einem Ständer 3, so daß die Außenschalung 1 die erforderliche Standfestigkeit
aufweist. Die Trennebene der Schalung verläuft horizontal und ist bei 4 gezeichnet.
Die Unterstützungskonstruktion der unteren Halbkugel schale ist auf ihrer Innenseite
mit einer Schalhaut 6 belegt. Schalhaut 6 und Unterstützungskonstrukton 2 enden
an einem Flansch 7. Dem Flansch 7 entspricht ein Flansch 8 der oberen Haibkugeischale
9, dessen Unterstützungs
konstruktion mit einer aus Stahlblech
bestehenden Schälhaut 11 innen belegt ist. Die obere Unterstützungskonstruktion
ist entsprechend der Form des Kugeltanks bei 12 abgeflacht und hat eine Öffnung
13, welche einen lösbaren Verschluß aufweist.
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Zunächst ist die untere Halbkugel schale 2 leer und offen. In sie
werden eine Reihe. von im wesentlichen radial verlaufenden und z.B. aus Kunststoffmaterial
bestehenden Stäben 17 eingebracht. Diese Stäbe dienen als Abstandshalter und verbleiben
in dem fertigen Kugeltank. Sie dienen zur Abstützung eines Innenbehälters 25. Dieser
besteht aus dünnwandigem Kunststoff und ist vorgefertigt. Er besitzt binde Trennfuge
und ist demzufolge @htlos.
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Sobald die Abstandshalter 17 der unteren Halbschale 2 eingesetzt worden
sind, wird der Innenbehälter 25 auf die Abstandshalter 17 abgesetzt.
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Er@stützt sich dabei punktförmig auf die Stirnseiten 24 der Abstandshalter
ab. Die Anzahl der Abstandshalter ist so gewählt, daß ein Bin- oder ausbeulen des
Innenbehälters verhindert wird.
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Der Innenbehälter hat am unteren Kugelpol eine Ausnehmung 7OO Mit
ihr fluchtet eine Ausnehmung 71 An dr Schalhaut und eine Ausnehmung 72 in dem Ständer
3 Die Ausnehmungen sind einheitlich gestaltet und Teil eines Gesperres, das allgemein
mit 73 bezeichnet ist.
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Der andere Teil des Gesperres ist ein Zuganker 74, dessen Schaft mit
75 bezeichnet ist und auf seinem freien Ende einen Hammerkopf 76 trägt. Die Ausb
nehmungen sind rechteckig, wobei die längere Dimension des Rechteckes der längeren
Dimension der Hammerkopfes 76 entspricht, der sich deswegen bei entsprechender Verdrehung
durch die Ausnehmungen nach außen führen läßt, bis er die Unterseite 77 des Ständers
3 erreicht hat. Durch eine Drehung um 900 läßt sich der Hammerkopf in die aus der
Zeichnung ersichtliche Stellung verbringen, so daß das Gesperre ein Herausziehen
des Zugankers 74 verhindert. Durch eine entsprechende Rückdrehung kann aber der
Hammerkopf 76 später wieder entfernt werden.
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Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zuganker 74 einstückig
mit einer konsole 52 ausgebildet, auf der eine Stange 51 endet, die durch eine obere
Uffmln(3 50 in den Innenbehälter 25 eingeführt werden kann. Auf der Konsole 52 stützen
sich mehrere Zylinder ab, die auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt der Konsole
52 bzw. die Mittellinie der Stange 51 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel stehen
sich zwei Zylinder gegenüber, so daß nur der Zylinder 53 sichtbar ist. Zwischen
den Zylindern und damit hinter dem rinder 53 befindet sich das untere Ende der erwähnten
Stange 51.
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Die Kolbenstange 54 des Zylinders 53 ist an einen Schieber 55 angeschlossen,
d.h. der Schieber hat eine nicht dargestelte Zentralöffnung, so daß er längs der
Stange 51 gleiten kann. Außerdem weist der Schieber 55 Ausnehmungen zur Aufnahme
der verbreiterten Enden der Kolbenstangen 54 auf, -die bei 56 angedeutet sind. Mit
Hilfe eines Gelenkbolzens 57 können diese Enden 56 gelenkig an den Schieber angeschlossen
werden.
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An die Konsole 52 ist auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt der Konsole
bzw. die Längsachse der Stange 51 eine Mehrzahl von Gelenken angebracht.
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Zwei der Gelenke sind bei 58 und 59 dargestellt.
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Die Gelenkzapfen durchdringen die mit Bohrungen versehenen Enden von
Stangen oder Stäben 80 bzw.
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81. Diese Stäbe sind an ihren unteren Enden über Gelenke mit Federstäben
60 und 64 verbunden, wobei die Gelenke allgemein mit 82 bezeichnet sind. Gemäß dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stäbe 60 und 64 im Querschnitt rechteckig,
wobei die Gelenkbolzen in den Gelenken 82 Bohrungen durchdringen, die parallel zu
den längeren Seiten des rechteckigen Querschnittes verlaufen.
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Diesen Gelenkbolzen entsprechen Gelenkbolzen 61, die Konsolen 62 durchdringen.
Diese Konsolen sind als Vorsprünge des Schiebers 55 ausgebildet.
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Durch eine nach unten trichterförmig erweiterte Zentralöffnung 63
in dem lösbaren Verschluß 14 wird die Stange 51 mit ausgefahrener Kolbenstange 54
ihrer
Zylinder 53 eingebracht, bis sich die Konsole 52 im unteren
Pol des Behälters 25 nähert. Durch die beschriebenen Ausnehmungen wird der Hammerkopf
76 nach außen geführt und entsprechend der zeichnerischen Darstellung gedreht, wodurch
sich die Konsole 52 auf dem unteren Pol des Behälters abstützt.
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Hierbei befinden sich die Federstäbe 60, wie am Beispiel des Federstabes
64 gestrichelt wiedergegeben ist, in einer langgestreckten Form, so daß sie das
Einführen der Stange 51 nicht behindern:.
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Über nicht dargestellte und gegebenenfalls in der hohl ausgebildeten
Stange 51 untergebrachte Druckleitungen wird ein Druckmittel, beispielsweise Hydrauliköl
den Ringräumen der Zylinder 53 zugeführt.
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Dadurch fahren; die Kolbenstangen 54 ein. Die Federstäbe 60 und 64
werden mit Hilfe der Stangen 80 und 81 gespreizt und verformen sich, wie dies am
Beispiel des Federstabes 60 darges«ilt ist.
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Sie legen sich dann mit ihren breiten Außenseiten der Innenwand des
Behälters 25 an. Der Behälter bildet demzufolge die Schalung und die Schalhaut der
Innenschalung. Zusätzlich kann der Behälter noch mit einer Flüssigkeit gefüllt werden,
die man gegebenenfalls beispielsweise durch Zusatz von Schwerspat günstig auf ein
höheres Gewicht bringen kann, so daß der erforderliche Widerstand gegen Einbeulen
des Innenbehälters 25 erreicht wird.
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Danach wird ein schwerer Glasfaserbeton verwendet.
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Die Glasfasern sind in den Beton vor dem Einbringen
eingemischt
worden. Dieses Einmischen kann im Mischer selbst bzw. durch Einstreuen in den Betonstrom
erfolgen. Jedenfalls sind dann die Fasern dreidimensional in Bezug auf den Behälter
angeordnet.
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Die Glasfaser selbst kann aus Glaswolle oder Glasseide gewonnen werden.
Die Glasseite kann als Endlosfaser oder als Stapelfaser vorliegen. Im allgemeinen
werden die Glasfasern durch ein besonderes Schnitzelwerk gewonnen. Sie haben in
der Regel eine Länge von etwa 20 mm und werden durch das Einmischen in den Beton
dreidimensional angeordnet.
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Das Eingießen des Betons erfogt so, daß der gesamte Formraum ausgefüllt
wird. Nach dem Einfüllen des Betons wird dieser gerüttelt und zum Abbinden gebracht,
Zum Entschalen wird zunächst das Gesperre 73 so betätigt, daß sich der Hammerkopf
76 zusammen mit der Konsole 52 entfernen oder von der Konsole 52 abschrauben läßt.
Deswegen läßt sich die Zugstange 51 mit den ihr zugeordneten Teilen bei umgekehrter
Beaufschlagung der Zylinder 53 aus dem Innenbehälter 25 herausnehmen. In dem Tank
verbleiben die Ausnehmung 70 und eine dem Bolzen 75 bzw. dem Hammerkopf 76 entsprechende
Ausnehmung im Betonmantel. Die öffnung 70 kann durch einen Kunststoff stopfen verschlossen
werden. Die Öffnung für den Zuganker 75 und/oder den Hammerkopf 76 wird mit Beton
ausgegossen.
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Der Kugeltank ist dadurch unten abgeschlossen. Entschalt
wird
der Kugeltank durch Abnehmen de oberen Hälfte 9 der Außenschalung. Nach dem Entschalen
wird der Kugeltank kompletiert, indem z.B. ein Dom aufgesetzt wird.
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Patentansprüche