DE3227592C1 - Verfahren zum Herstellen einer abriebfesten und korrosionsbestaendigen Zementmoertelauskleidung in Metallrohren - Google Patents

Description

Es ist seit vielen Jahren bekannt, Wasserrohre mit Zementmörtel zum Korrosionsschutz auszukleiden. Im allgemeinen wird hierbei ein Rotationsschleuderverfahren angewendet. So hergestellte Auskleidungen haben z. B. einen Wasserzementwert von etwa 0,4 bei einem Mischungsverhältnis Sand/Zement von etwa 2,5. Anforderungen an solche Auskleidungen werden im DVGW-Arbeitsblatt W 342 (1978) beschrieben. Es können aber auch andere Verfahren angewendet werden, bei denen der Zementmörtel nachträglich -eingeworfen oder eingemolcht wird, vgl. DVGW-Arbeitsblatt W 343 (1981). Ein ähnliches Verfahren wird auch in der DE-OS 26 20 669 beschrieben. Bei diesen Verfahren ist aus technologischen Gründen das Mischungsverhältnis kleiner bei einem relativ größeren Wasserzementwert, entsprechend einer geringeren Verdichtung. Die norma-Ie Zementmörtelauskleidung ist gegen die meisten Wässer ausreichend oder vollständig korrosionsbeständig. Bei kalklösenden kohlesäurereichen Wässern, bei sauren Industriewässern bzw. -abwassern und bei Kalzium austauschenden Salzwässern kann aber je nach dem Gehalt an aggressiven Stoffen ein mehr oder weniger großer korrosiver Abrieb auftreten. Nach dem Herauslösen des Kalziums wird die Mörtelstruktur aufgeweicht mit der Folge, daß durch Wassererosion oder nach vorübergehendem Austrocknen — z. B. bei einer Arbeit an der Rohrleitung — eine starke Absandung auftritt, vgl. Zeitschrift 3R-intern. 17, H. 7, S. 448/459 (1978). Durch Zulegieren bestimmter Kunststoffdispersionen kann die Korrosionsbeständigkeit und die Beständigkeit gegen Absanden ganz wesentlich verbessert werden, vgl. Zentralblatt f. Industriebau 26 (1980), S. 307/309.

Solche mit Kunststoff legierten Mörtel können z. B.

nach der o. g. DE-OS 26 20 669 oder nach der DE-OS 3010 525 eingebracht werden. Eine solche legierte Mörtelauskleidung würde bereits einen idealen Korrosionsschutz darstellen, wenn auch andere zu fordernden Eigenschaften für die Anwendung genügen. So können jedoch beim Transport und bei der Verlegung der Rohre in der Zementmörtelauskleidung Risse auftreten, die zwar bei Süßwässern normalerweise zuheilen, bei salzreichen Solewässern aber zu starker örtlicher Korrosion Anlaß geben. Andererseits besteht nach dem DVGW-Arbeitsblatt W 270 (Entwurf 1981) das Gebot einer hygienisch einwandfreien Auskleidung bei Trinkwasserleitungen. Wegen eines möglichen mikrowellen Bewuchses auf mit Kunststoff legierten Mörteln verbietet sich die Anwendung dieser Mörtel für die Auskleidung von solchen Rohrleitungen.

Im wesentlichen geht es hierbei um die Auswahl und die Verarbeitung eines Mörtels, der bei der unvermeidbaren Entkalkung bei Angriff durch saure Wässer seine dichte Struktur behält und nicht absandet. Für die Prüfung einer solchen Auskleidung dient ein Korrosionsversuch in kalklösendem Testwasser. Nach der o. g. Veröffentlichung (3R-int 17, 448 [1978]) ist eine O.lmolare Azetat-Puffer-Lösung (pH-Wert = 4,5) als Testmedium sehr geeignet, wobei eine Einwirkungsdauer von etwa 6 Monaten zu einer starken Entkalkung führt, wie man sie in kohlensäurereichen Wässern nach etwa 10 Jahren erreicht. Nach dem Trocknen der Zementmörtelproben neigt die entkalkte oberflächennahe Schicht stark zum Absanden. Der Abrieb kann gemessen und als Maß für die Absandungsneigung verwertet werden. Da der Sandabrieb zwangsläufig mit dem Sandgehalt der Mörtelprobe zunimmt, ist es zweckmäßig, für Vergleiche den auf den Sandgehalt bezogenen Abrieb in g ■ m~²/% anzugeben. Diese Abriebwerte liegen für Zementmörtelproben aus Portlandzement bei etwa 25 bis 30 g · m~²/%. Bei mageren Mischungen mit Mischungsverhältnissen über 2,5 können sie auf etwa 40 ansteigen. Durch Verdichtung beim Einschleudern können sie unter 25 fallen.

Es wird zuweilen vermutet, daß eine starke Verminderung des Mischungsverhältnisses die Absandungsneigung verbessert. Dies ist selbst bei einem Verhältnis von 1 nicht der Fall. Andererseits kann man vermuten, daß CaO-ärmerer Hochöfenzement gegen Entkalkung beständiger ist. Mit Abriebwerten um 10 bis 15 ist der Effekt zwar gegeben, aber in einem völlig unbefriedigenden Ausmaß.

Es wurde auch gefunden, daß Tonerdeschmelzzement, der noch weniger CaO enthält als Hochofenzement, einen wesentlich kleineren Abrieb um 2 bis 3 aufweist. Er zeigt demnach eine Verbesserung um den Faktor 10 im Vergleich zum Portlandzement. Er ist aber gegenüber dem legierten Portlandzement mit Werten um 0,1 dennoch merkbar korrosionsanfälliger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zementmörtelauskleidung in Metallrohre, insbesondere in Trinkwasser-Rohre, einzubringen, die die gleiche korrosionsbeständige Eigenschaft wie die der kunststofflegierten Mörtel hat, aber kunststofffrei ist, und die nicht zum Absanden neigt.

Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche.

Die erfindungsgemäße Nachbehandlung der durch Einschleudern (Rotations- oder Anwerfverfahren) aufgebrachten und verdichteten Zementmörtelauskleidung aus Tonerde-Schmelzzement verbessert die Korrosionsbeständigkeit so weit, daß die Eigenschaften einer

legierten Zementmörtelauskleidung erreicht wird. Die eingeschleuderte Auskleidung wird durch die Dampfbehandlung beschleunigt abgebunden, wodurch eine ausreichende Transportfestigkeit bereits nach einem Tag und nicht erst nach 28 Tagen Feuchtlagerung erzielt wird. Bei Mörteln mit Portland- und Hochofenzement kann eine solche Behandlung zwar auch zu einer schnellen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften führen, die korrosionschemischen Eigenschaften bleiben jedoch völlig unverändert.

Dies ist in überraschender Weise bei Tonerdeschmelzzement jedoch nicht der Fall. Durch die Wasserlagerung und Dampf-/Wärmebehandlung verfestigt sich der tonerdereiche Mörtel so weit, daß auch nach einer Kalkauslaugung durch Säuren oder aggressive Salzsolen, die reich an Magnesium- oder Sulfationen sind, praktisch keine Absandung mehr auftritt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie folgt beschrieben:

Ein Tonerdeschmelzzement mit 39% Al₂O₃, 38,5% CaO, 4,5% SiO₂,12% Fe₂O₃ und 4% FeO wird zunächst mit Sand der Körnung 0,1 bis 1,5 mm in einem Massenverhältnis 1 :1,8 gemischt. Das Anmachwasservolumen soll möglichst gering sein, z. B. V₃ der Masse des Zementes. Der fertig gemischte Mörtel wird dann konventionell eingeschleudert. Nach dem Einschleudern wird der Mörtel 4 Stunden lang gewässert oder naßgehalten und anschließend bei einer Temperatur von 70⁰C 4 h bedampft. Eine so hergestellte Auskleidung zeigt nach der oben beschriebenen Prüfung einen Abrieb unter 0,2. Ohne diese Nachbehandlung würde der Abrieb wesentlich größer sein und bei 2 bis 3 g · m-²/% liegen.

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer abriebfesten, korrosionsbeständigen Zementmörtelauskleidung in Metallrohren zum Schutz gegen kalklösende oder kalkaustauschende Wässer, wobei die Zementmörtelmischung in den Rohren durch Anwerfen oder nach dem Rotation-Schleuder-Verfahren auf deren Innenwand gleichmäßig verteilt und verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Tonerdeschmelzzement, der mindestens 35% Tonerde und maximal 45% Calciumoxid enthält, und aus Sand bestehende Mörtelmischung, die ein Mischungsverhältnis zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise 1,8 aufweist, in die Rohre eingebracht wird, und daß die Auskleidung im Anschluß an ihre Einbringung einer Nachbehandlung durch Wässern oder Feuchthalten und durch anschließendes Einleiten von Wasserdampf ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrauskleidung mindestens 2 Stunden lang, vorzugsweise 6 Stunden gewässert oder feuchtgehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anschluß an die Wässerung oder Feuchthaltung erfolgende Nachbehandlung mit Wasserdampf mindestens 1 Stunde lang, vorzugsweise 4 Stunden und bei einer Temperatur zwischen 50 und 100⁰C, vorzugsweise bei 70⁰C durchgeführt wird.