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Rohrförmlgr Leitungskanal für Installations-
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zwecke Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen LeitaXgskanal
für Installationszwecke, insbesondere für kommunale Ver- und Entsorgungsleitungen,
mit einem inneren, auf der Innenwandung korrosionsschutzbeschichteten, das zu fördernde
Medium führenden Leitungsrohr und einer äußeren, das Leitungsrohr umgebenden Wärmedämmung.
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Für kommunale Ver- und Entsorgungsleitungen sowie auch für Leitungen
im Grundstücks- und Gebäudebereich besteht in zunehmendem Maß die Forderung einerseits
einer hohen Korrosionsfestigkeit gegenüber dem geförderten Medium und andererseits
nach einer Dämmung gegen Wärmeverluz+,e. Dies gilt für Heiz- und Kühlleitungen,
für Trinkwasser-, Heißwasser- und Dampfleitungen sowie ähnliche Leitungskanäle.
Es ist bekannt, Metall- und insbesondere Stahlrohre auf der Innenwandung mit einer
Korrosionsschutzbeschichtung zu versehen. Nachteilig bei derartigen Verbundrohren
kann jedoch die große Wärmedehnung sein, ferner ist es höchst schwierig, für eine
lange Lebensdauer solche Metallrohre korrosionsfest zu beschichten. Es ist ferner
heknnt, derartige übliche Ver- und Entsorgungsrohre außen mit wärmedämmenden Umhüllungen
aus mineralischen Faserwerkstoffen oder aus Kunststoffschätimen wie Polyurethan
und Polystyrol zu umgeben. Diese Wärmedämmungen werden jedoch gesondert und nachträglich
auf die Leitungen aufgebricht so daß einerseits ein inniger Verbund fehlt, was die
Lebensdauer herabsetzt, und andererseits ein erheblicher Arbeitsaufwand an der Baustelle
mit erheblichen Kosten erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil der so
aufgebauten
Leitungsrohre besteht darin, daß die Wärmedämmungen aus mineralischen Faserwerkstoffen
in ihrer Funktionstüchtigkeit durch Wasseraufnahme stark beeinträchtigt werden,
insbesondere die Dämmeigenschaften stark verringert werden und daß im anderen Fall
Kunststoffe zwar zu einer geringeren Wasseraufnahme neigen und damit etwas besser
gesicherte Dämmeigenschaften haben, sie aber erhöhter Alterung unterliegen und bei
Temperaturen über 1000C ihre Zellstruktur verlieren oder ganz zerstört werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rohrförmigen Leitungskanal
für Installationszwecke der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der einen grundsätzlich
anders gestalteten Aufbau mit anderen Werkstoffen und Werkstoffkombinationen aufweist
und bei dem mit sehr hoher Lebensdauer sowohl die Korrosionsfestigkeit innen und
außen als auch die Wärmedämmung gewährleistet werden. Der Leitungskanal soll sich
dabei für eine industrielle Vorfertigung des gesamten Kanals eignen und einfach
mit geringem Aufwand verlegt werden können.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung vor allem dadurch gelöst, daß
die Wärmedämmung aus einer das Leitungsrohr umgebenden Anordnung aus keramischem
Schaumwerkstoff, insbesondere einem keramisch gebundenen Blähton, besteht und diese
Anordnung außen wasserdicht und innen mit einer hochdichten Zementschicht beschichtet
ist und daß ferner das Leitungsrohr aus einem Rohrkörper aus dem hochdichten Zement
und einer abrieb- und korrosionsfesten inneren Zementschicht gebildet ist. Hierdurch
werden folgende wesentliche Vorteile erzielt: Die innere Zementschicht des Rohrkörpers
ist chemisch im sauren und im alkalischen Bereich hoch resistent. Der Rohrkörper
aus dem hochdichten Zement bildet eine erste stärkere Sperre gegen Wasserdampf und
Gasdiffusiono Die innere Zementschicht
der Anordnung aus keramischem
Schaumwerkstoff ist zur Aufnahme von Druck- und Biegezugbelastungen geeignet, so
daß hierdurch dem Leitungskanal eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erd- tnd Verkehr-lasten
erteilt wird. Der keramische Schaumwerkstoff vat eine außerordentlich hohe Wärmedämmung
und ist, irsbesondere wegen fehlender hydraulischer Bindung und fehlender organischer
Bestandteile, in höchstem Naß verrottungsfest und behält seine Wärmedämmeigenschaften
bei allen Anforderungen. Die äußere wne~erdchte Beschichtung verhindert ein Eindringen
äußerer Feuchtigkeits- und anderer flüssiger Bestandteile.
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Der keramische oder auch zellkeramische Schaumwerkstoff und der hochdichte
Zement sind im Dehnungsverhalten sehr ähnlich, so daß auch bei hohen Temperaturschwankungen
Rißbildungen und dergleichen vermieden werden. Die Längendehnungen der einzelnen
Kanalbestandteile sind insgesamt äußerst gering, so daß ein besonderer Dehnungsstreckeneinbau
in der Regel vernachlässigt werden kann. Der gesamte rohrförmige Leitungskanal nach
der Erfindung kann in der Vorfertigung erstellt und an der Baustelle in jeweils
gewünschten Längen aufgetrennt und verlegt werden, wobei an den Stoßflächen eine
einfache Verklebung oder dergleichen möglich ist. Die geschilderte, sehr komplexe
Aufgabe wird mit einem einfachen Kanalaufbau gelöst, und es wird ein über Jahrzehnte
haltbarer, Erd- und Verkehrslasten widetstehender Kanalaufbau mit Wärmedämmung geschaften,
der verrottungs- und korrosionsfest ist und auch einen innigen Verbund zumindest
innerhalb des Leitungsrohres ermöglicht. Ein weiterer Vorteil durch den erfindungsgemäßen
Aufbau ergibt sich dadurch, daß bei Verwendung derartiger Leitungskanäle insbesondere
für Heißdampfleitungen mit erhöhter Gefahr von Wasserdampfdqffusionen ein sich von
innen nach außen fortschreitend diffusionsfreudiger Schichtenaufbau ergibt, der
einer
Wasserdampfkondensation innerhalb der einzelnen Wandungen
entgegenwirkt, um schädlichen Frost- oder Tauwechselbeanspruchungen gewachsen zu
sein.
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Eine für eine Reihe von Anwendungsfällen zweckmäßige Ausgestaltung
der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Wärmedämmung aus mehreren auf dem Umfang
zur vorgegebenen Außenkontur zusammengesetzten plattenförmigen Körpern aus dem keramischen
Werkstoff gebildet ist. Hierdurch lassen sich außen bei sonst insbesondere zylindrischem
Aufbau des Leitungsrohres die für den Anwendungsfall bestmöglich geeigneten Konturen
aus einzelnen Platten des Schaumwerkstoffs zusammenfügen, insbesondere in der industriellen
Vorfertigung. Für die verschiedenen Verlegefälle können die unterschiedlichsten
Kontur- und Querschnittsgestaltur#n mit solchen plattenförmigen Körpern erreicht
werden. Es hat sich insbesondere für die Erdverlegung als zweckmäßig erwiesen, wenn
die Außenkontur im Querschnitt als Dreieck ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich
z.B. auch in besonders günstiger Anordnung und Lastverteilung Mehrfachanordnungen
oder Bündel dieser Leitungskanäle verwirklichen, bei denen dann die einzelnen Leitungskanälen
auf ihren Dreiecksflächen aneinanderliegen. Vor allem für Vor- und Rückleitungen
bei Heizzwecken oder dergleichen ist eine besonders günstige Doppelanordnung möglich,
wenn solche Leitungskanäle auf ihren Dreiecksflächen aufeinandergelegt werden, so
daß sich ein insgesamt im wesentlichen viereckiger Aufbau des Doppelkanals ergibt.
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Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, wenn die Innenbeschichtung
der die Wärmedämmung bildenden Anordnung aus dem keramischen Schaumwerkstoff den
Hohlraum zwischen der Anordnung und dem Leitungsrohr ausfüllt.
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Hierdurch wird eine besonders kompakte und widerstandsfähige Kanalausbildung
ermöglicht, wobei der mit dem
hochfesten Zement ausgefüllte Hohlraum
eine besonders günstige Aufnahme von Druck- und Biegezugbelastungen ermöglicht.
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Werden besondere, von der zylindrischen Form abweichende Außenkoni:uren
gewählt und wird der zwischen dem Leitungsrohr und der Innenbeschichtung der Wärmedämmung
bestehende Hohlraum nicht ausgefüllt, so ist zweckmäßig das Leitungsrohr wenigstens
auf seiner der Kanalsohle zugc-1tehrten Seite außen durch Distanzelemente, insbesondere
aus dem hochdichten, gegebenenfalls faserverstärkten Zement, abgestützt.
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Als keramischer Schaumwerkstoff hat sich insbesondere ein keramisch
gebundener Blähton als zweckmäßig erwiesen, wie er z.B. in der DE-PS 19 14 372 beschrieben
ist. Dabei wird zweckmäßig eine Dichte von annähernd 0,3g/cm3 gewählt.
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Als ganz besonders vorteilhaft hinsichtlich der Festigkeits- und
Korrosionsschutzeigenschaften hat es sich erwiesen, wenn in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung der hochdichte Zement wenigstens der Innenbeschichtung der die Wärmedämmung
bildenden Anordnung und des Rohrkörpers ein Hydrosol-Colloid-Zement ist. Auch eine
Außenbeschichtung der die Wärmedämmung bildenden Anordnung aus Hydrosol-Colloid-Zement
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wobei die Stärke dieser Außenbeschichtung angenähert
Imm oder etwas größer beträgt. Es kann aber auch als wasserdichte Außenbeschichtung
eine Glasur gewählt werden, die auf den keramischen Schaumwerkstoff aufgebracht
ist, entweder nachträglich durch entsprechende Wärmebehandlung oder auch im pyroplastischen
Zustand während der Herstellung der Wärmedämmung aus dem Schaumwerkstoff.
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Für die hohe Beständigkeit der die Medien führenden Innenwandung
des Leitungsrohres hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die innere Zementschicht
des Leitungsrohres ein Tonerde-Schmelzzement ist.
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Für die Festigkeit des erfindungsgemäßen Leitungskanals ist es besonders
vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Zement-Außenbeschichtung
der die Wärmedämmung bildenden Anordnung und, wenigstens in ihrem zum Leitungsrohr
gekehrten Bereich, die Zementinnenbeschichtung dieser Anordnung faserverstärkt ist,
insbesondere durch mineralische Fasern.
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Die Erfindung bietet auch eine Möglichkeit einer schnellen Abfuhr
von aufgrund von Wasserdampfdiffusion auftretender Feuchtigkeit. Dazu ist zweckmäßig
in weiterer Ausbildung der Erfindung die die Wärmedämmung bildende Anordnung wenigstens
in ihrem den Kanalscheitel bildenden Bereich und wenigstens abschnittweise in Kanallängsrichtung
durchbrochen und ist der Durchbruch mit Kapillarwirkung aufweisendem anorganischem
Fasermaterial ausgefüllt, vorzugsweise mit einem Basaltvlies. Durch diese dochtartig
wirkenden Durchbrüche und deren Füllungen wird etwaige Feuchtigkeit schnell abgeführt.
Zweckmäßig ist dabei das Fasermaterial im Kanalinnern durch eine dampfdurchlässige
Halterung abgestützt.
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Für besonders hohe Festigkeiten des Leitungskanals kann in weiterer
Ausbildungdsr Erfindung zur Festigkeitssteigerung zwischen der die Wärmedämmung
bildenden Anordnung und ihrer Außenbeschichtung sowie ihrer Innenbeschichtung Jeweils
eine metallene, mit auf dem Umfang verteilten Durchbrüchen versehene Zwischenlage
angeordnet sein. Die Durchbrüche gewährleisten die Dampfdiffusion nach außen.
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Zur Erhöhung der Säure- und Laugenfestigkeit der wärmedämmenden Anordnung
kann es schließlich zweckmäßig sein, wenn auf die Innenwandung der die Wärmedämmung
bildenden Anordnung aus keramischem Schaumwerkstoff eine tonmineralische 'umelze
aus überwiegend Al203 aufgebracht ist, auf die die Innenbeschichtung aus hochdichtem
Zement folgt. Diese Schmelze wird bei Temperaturen um 10000C aufgebracht, und es
ergibt sich eine säure- und laugenfeste Glasur, die auch mit mineralischen Fasern
versttr'v sein kann und vor der Aufbringung der nach innen folgenden Schichten aufgebracht
wird.
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Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung sind die jeweiligen Stärken
der Schichten nicht maßstäblich wiedergeben, um die Darstellung zu verdeutlichen.
Die Maßverhältnisse sind lediglich grundsätzlich zu betrachten. Es zeigen Fig. 1
eine schaubildliche Ansicht mit Querschnitt eines zylindrischen Leitungskanals nach
der Erfindung, Fig. 2 eine mit dreieckiger Außenkontur gestaltete Ausführungsform
des Leitungskanals nach der Erfindung in doppelter Anordnung im Querschnitt, Fig.
3 e#nc schaubildliche Ansicht mit Querschnitt einer weiteren Ausführwlgsform eines
Leitungskanals nach der Erfindung mit Distanzelementen für das Leitungsrohr und
dochtartiger Feuchtigkeitsabfuhr, Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer
weiteren Ausführungsform eines zylindrischen Leitungskanals, Fig. 5 eine schaubildliche
Ansicht mit Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Leitungskanals mit dreieckiger
Außenkontur.
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Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für den rohrförmigen
Leitungskanal nach der Erfindung. Der hier zylindrisch ausgebildete Leitungskanal
ist in folgender Weise aufgebaut: Das das zu fördernde Medium führende Leitungsrohr
besteht aus einem zylindrischen Rohrkörper 1 aus hochdichtem Zement, insbesondere
aus Hydrosol-Colloid-Zement, der innen mit einer abrieb- und korrosionsfesten inneren
Zementschicht 2 beschichtet ist, die verhältnismäßig dünn gewählt ist und vorzugsweise
aus Tonerde-Schmelzzement besteht. Auf den Rohrkörper 1 ist eine Zwischenschicht
3 aus hochdichtem Zement aufgebracht, vorzugsweise ebenfalls aus Hydrosol-Colloid-Zement.
Diese Zwischenschicht 3 ist vorzugsweise, zumindest in ihrem zum Rohrkörper 1 hin
gelegenen Bereich, faserverstärkt durch vorzugsweise mineralische Faserstoffe. Nach
außen schließt sich an diese Zwischenschicht 3 eine Wärmedämmung aus keramischem
Schaumwerkstoff an, insbesondere aus keramisch gebundenem Blähton, im Ausführungsbeispiel
die rohrförmig ausgebildete Wärmedämmschicht 4. Diese Wärmedämmschicht 4 ist außen
wasserdicht mit einer Außenschicht 5 versehen, die ebenfalls aus hochdichtem Zement
wie Hydrosol-Colloid-Zement bestehen kann oder auch als Glasur ausgebildet sein
kann, die zweckmäßig durch entsprechende Behandlung aus dem keramischen Schaumwerkstoff
der Wärmedämmschicht 4 gebildet wird.
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Die Fig. 2 zeigt in doppelter Anordnung im Querschnitt zwei weitere
Ausführungsformen eines Leitungskanals nach der Erfindung.
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Der Rohrkörper 1 mit seiner inneren Zementschicht 2 ist in der anhand
Fig. 1 beschriebenen Weise aufgebaut und gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist
jedoch die Wärmedämmung zu einer dreieckigen Außenkontur aus mehreren auf dem Umfang
zusammengesetzten plattenförmigen Körpern 6 aus dem keramischen Schaumwerkstoff
gebildet. Außen ist
auch die so gebildete Wärmedämmungsanordnung
6 durch die Außenschicht 5a aus den gleichen Materialien wie anhand Fig. 1 beschrieben
verschlossen. Der zwischen den Wärmedämmplatten 6 und im Rohrkörper 1 gebildete
Hohlraum ist ganz von der Zwischerlschicht 3a aus dem hochdichten Zement, vorzugsweise
aus Hydrosol-Colloid-Zement, ausgefüllt.
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Fig. 3 zeigt eine der Ausbildung nach Fig. 2 ähnl##he weitere Ausführungsform
des Leitungskanals nach der Erfindung: Das Leitungsrohr ist auch hier wie in Fig.
1 aus dem Rohrkörper 1 und seiner inneren Zementschicht 2 gebildet. Auch hier besteht
die Wärmedämmanordnung aus den plattenförmigen Körpern oder Wärmedämmplatten 6a,
die zu einer dreieckigen Außenkontur zusammengestellt sind und aus dem bereits geschilderten
keramischen Schaumwerkstoff bestehen. Außen ist wiederum die geschilderten Außenschicht
5b aus hochdichtem Zement oder aus Glasur aufgebracht. Die Wärmedämmplatten 6a sind
innen wiederum mit der Zwischenschicht 3b aus dem, insbesondere faberverstärktem,
Hydrosol-Colloid-Zement beschichtet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner das Leitungsrohr 1, 2 auf
seiner der Kanalsohle zugekehrten Seite außen durch Distanzelemente 7 abgestützt,
die insbesondere aus dem faserverstärkten hochdichten Zement, vorzugsweise Hydrosol-Colloid-Zement
bestehen.
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Ferner ist die Wärmedämmanordnung aus den Wärmedämmnlatten 6a in
ihrem den Kanalscheitel bildenden Berech in Kanallängsrichtung durchbrochen, zumindest
abschnittweise, und es ist Jeder Durchbruch 8 mit Kapillarwirkung aufweisendem anorganischem
Fasermaterial ausgefüllt, z.B.
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durch ein Basaltvlies, das in der bei 9 angedeuteten Weise g#.#ältelt
oder mäanderförmig angeordnet ist. Das Fasermaterial 9 ist im Kanalinnern durch
eine dampfdurchlässige Halterung 10 abgestützt, z.B. durch die darge-
stellte
Metallschiene mit Durchbrüchen 10a. In den zur Kanalsohle weisenden Ecken können
die Wärmedämmplatten 6a durch Zwischenschichten 11 miteinander verbunden sein, die
zweckmäßig ebenfalls aus keramischem Schaumwerkstoff bestehen.
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Fig. 4 zeigt einen Aufbau eines Leitungskanals ähnlich Fig. 1. Die
entsprechenden Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungsform
ist Jedoch zur Festigkeitssteigerung zwischen der die Wärmedämmung bildenden Wärmedämmschicht
4 und ihrer Außenbeschichtung 5 sowie ihrer Innenbeschichtung 3 jeweils eine metallene,
mit auf dem Umfang verteilten Durchbrüchen versehene Zwischenlage 12 angeordnet.
Fig. 4 zeigt ferner, daß auch die Außenbeschichtung 5 in jeweiligen Anwendungsfällen
mit einer weiteren Schutzschicht 13 versehen sein kann.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Das innere
Leitungsrohr 1, 2 ist nur durch strichpunktierte Linien angedeutet. Die Wärmedämmanordnung
besteht aus einem geschlossenen Wärmedämmkörper 14 aus dem keramischen Schaumwerkstoff
mit seiner Außenschicht 5c und einer Innenbeschichtung, die hier eine Zusatzschicht
15 und darauffolgend nach innen die Zwischenschicht 3b aus Hydrosol-Colloid-Zement
aufweist. Die Zusatzschicht 15 besteht aus einer tonmineralischen Schmelze aus überwiegend
Al205 besteht. Zur Festigkeitssteigerung ist auch bei dieser Ausführungsform zwischen
dem Wärmedämmkörper 14 und seiner Außenbeschichtung 5c sowie seiner Innenbeschichtung
15, 3b jeweils eine metallene, mit auf dem Umfang verteilten Durchbrüchen versehene
Zwischenlage 12a angeordnet. Ähnlich Fig. 3 ist das Leitungsrohr 1, 2 auf seiner
zur Kanalsohle weisenden Seite durch Distanzelemente 7 abgestützt. Eine weitere
Leiste 16, insbesondere aus
Hydrosol--olloid-Zement kann in dem
Hohlraum außerhalb des Leitungsrohres 1, 2 im Scheitelkanal angeordnet sein.
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Zum Auvfiihrungsbeispiel nach Fig. 3 wird ergänzend beschrieben,
daß an bestimmten Stellen im Kanalverlauf die Außenschicht 3b im Kanalscheitel oberhalb
des Fasermaterials 9 durchbrochen ist, und es ist auf jeden solchen Durchbruch ein
Auslaßstutzen 17 aufgesetzt, durch den die vom Fasermaterial 9 abgeführte Feuchtigkeit
verdampfen kann.
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Schließlich ist es möglich, entsprechend den jewelligen Transport-
und Einbaugegebenheiten den runden Leitungskanal oder die Kanten eines eckigen Leitungskanals
durch aufg#orachte oder eingefügte Schutzleisten aus Hydrosol-Colloid-Zement zu
verstärken. Hierdurch wird insbesondere die Scheiteldruckfestigkeit bei Verlegung
im Erdreich sowie die Biegezugfestigkeit bei Verlegung mit großen Stützlängen zusätzlich
zu den bereits geschilderten festigkeitssteigernden Eigenschaften der insbesondere
fa,-.rverstärkten Hydrosol-Colloid-Zementschichten verstärkt.