DE809168C

DE809168C - Verfahren zur Herstellung von Rohren aus vorgespanntem Beton

Info

Publication number: DE809168C
Application number: DEP35912D
Authority: DE
Inventors: Emil Dr-Ing Edwin; Nils Darre Nilsen
Original assignee: Dr-Ing Emil Edwin; NILS DARRE NILSEN OSLO
Current assignee: Dr-Ing Emil Edwin; NILS DARRE NILSEN OSLO
Priority date: 1943-11-24
Filing date: 1949-03-06
Publication date: 1951-07-23
Also published as: US2585446A; FR931739A

Description

Verfahren zur Herstellung von Rohren aus vorgespanntem Beton Bei der Herstellung von Rohren aus vorgespanntem Beton, d. h. aus Beton, welchem eine innere Druckvorspannung erteilt wird, ergeben sich erhebliche praktische Schwierigkeiten. Zwar wird das Vorspannen in der Längsrichtung des Rohres leicht dadurch erhalten, daß vorgespannter Draht in die Gießform eingelegt wird, bevor der Beton um den Draht herumgegossen wird. Hingegen ist die viel wichtigere Umfangsvorspannung schwieriger zu erhalten. Die Einlage kann nämlich vor dem Gießen des Betons nicht vorgespannt werden. Es muß daher zuerst ein Betonrohr gegossen und dann mit Draht unter starker Vorspannung umwunden werden. Wenn aber um dieses Rohr zur Abdeckung der Umwicklung weiterer Beton gegossen wurde, so war dieser äußere Betonrohrteil nach dem Abbinden nicht vorgespannt, während der zuerst gegossene innere Rohrteil stark vorgespannt war und den vollen Zug des Drahtes aufnahm. Zufolge der beim Abbinden erfolgenden Schrumpfung traten im äußeren Rohrteil häufig Risse auf. Solche Röhre mit starken Spannungsunterschieden zwischen äußerer und innerer Materialschicht sind in technischer Hinsicht sehr ungeeignete Bauelemente.
Um vorgespannte Rohre mit einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung zu erhalten, ist schon vorgeschlagen worden, eine Vorspannung dadurch zu erhalten, daß ein Überdruck von außen auf den Beton ausgeübt wird, während der Beton sich noch in halbplastischem oder halbfestem Zustand befindet.
Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, bei welchem ein abgebundener Betonrohrteil mit vorgespanntem Draht umwickelt wird, worauf ein äußerer Rohrteil um den ersterwähnten Rohrteil herum gegossen wird, und besteht darin, daß während des Abbindens des äußeren Rohrteils der innere umwickelte Rohrteil einem solchen Innenüberdruck ausgesetzt wird, daß nach dem Abbinden und nach Aufhören des Innenüberdruckes das Rohr sowohl über den inneren als auch über den äußeren Rohrteil dieselbe periphere Vorspannung aufweist. Im Nachfolgeriden sind einige Ausführungsbeispiele des Verfahrens gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Auf dieser zeigt Fig. i eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Innendruckes im Längsschnitt, Fig.2 eine zugehörige Gießform im Grundriß und Aufriß, Fig. 3 eine Einlage in einem Betonrohrteil im Schnitt.
Gemäß Fig. i wird ein aus hochwertigem Beton hergestellter innerer Rohrteil i an beiden Enden durch Deckel 2 druckdicht abgeschlossen. In der Achse des einen Deckels ist eine Leitung für die Zuführung von Druckwasser oder Druckgas vorgesehen. Dieser innere Rohrteil-wird nun mit einer Umwicklung aus Draht versehen, und zwar so, daß die Spannung im Draht während des Aufwickelns konstant bleibt und so hoch gewählt wird, als es das Drahtmaterial zuläßt. Bei Stahlsaitendraht können beispielsweise Spannungen bis zu 20 000 kg/cm2 angewandt werden. Der Drahtdurchmesser und die Anzahl der Windungen je laufenden Meter Rohr werden so bestimmt, daß in der Rohrwand in peripherer Richtung eine hohe Druckspannung 81 von z. B. i 5o kg/cm2 erhalten wird.
Der umwickelte Rohrteil i wird dann in eine Gießform 3 gebracht, die zweckmäßig so ausgebildet ist, daß sie, wenn sie einem Druck ausgesetzt wird, etwas nachgibt. Gemäß Fig.2 wird diese Gießform von einem kreisrund gebogenen elastischen Stahlband 3 gebildet, dessen Enden einander überlappen.
Bevor dann der äußere Rohrteil um den- inneren Rohrteil i herum gegossen wird, wird derselbe einem inneren Überdruck p; ausgesetzt. Dieser Druck wird in der Weise reguliert, daß die Spannung 81 im Beton angenähert auf Null heruntersinkt. Falls für den äußeren Rohrteil ein stark schwindender Beton verwendet wird; wird der Druck pi so hoch gewählt, daß er etwas negativ ist, d. h., die fraglicheRohrwandwird einem geringen, peripheren Zug ausgesetzt, der demjenigen entspricht, der nach dem Abbinden im äußeren Rohrteil entsteht. Es ist selbstverständlich, daß dieser Zug kleiner sein muß als die Zugfestigkeit des verwendeten Betons. Der innere Überdruck pi, der zweckmäßig vermittels Wasser erzeugt wird; kann unmittelbar auf den inneren Rohrteil l zur Wirkung gebracht werden. Es ist aber auch möglich, einen wasserdichten und evtl. elastischen Sack vorzusehen, der innerhalb des inneren Rohrteils liegt und beim Füllen mit Druckwasser dicht an die Innenwandung des inneren Rohrteiles anzuliegen kommt. Es wird dadurch verhindert, daß Wasser in den inneren Rohrteil eindringt und evtl. noch nicht abgebundene Betonteile aus dem Rohrteil herausdrückt.
Der den äußeren Rohrteil bildende Beton wird dann durch Einstampfen, Vibrieren oder evtl. durch Aufspritzen auf den inneren Rohrteil aufgebracht, und-das Abbinden findet in natürlicher Weise statt, wobei es nötigenfalls durch Erwärmen beschleunigt werden kann. Der Druck pi wird dabei konstant gehalten. Wenn das Abbinden beendigt ist, wird der Überdruck im Innern des Rohres aufgehoben und das fertige Rohr unterliegt einer mittleren Spannung wobei s1 und s2 die Dicke des inneren bzw. des äußeren Rohrteiles bedeuten.
Eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der radialen Adhäsion zwischen dem äußeren und dem inneren Rohrteil besteht darin, daß eine radial bindende Einlage fest in die Umwicklung eingeklemmt wird.
Beispielsweise kann gemäß Fig. 3 ein gewellter Draht 4 in axialer Richtung des Rohres verlaufen, der mit dem Beton des äußeren Rohrteiles abbindet. Es ist auch möglich, in die Umwicklung kurze Drahtstücke einzufügen, welche dann von derselben als Stacheln abstehen.
Das beschriebene Verfahren kann wiederholt angewandt werden, so daß ein Rohr mit mehreren konzentrischen Lagen von Einlagedraht entsteht. Bei einer solchen Ausbildung muß aber sorgfältig darauf geachtet werden, daß in jeder Verfahrensstufe der richtige Innenüberdruck pi angewandt wird, derart, daß das fertige Rohr nach erfolgtem Abbinden und nach Aufhören des Innenüberdruckes eine über alle Rohrteile gebundene Spannungsverteilung aufweist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Rohren aus vorgespanntem Beton, bei welchem ein abgebundener Betonrohrteil mit vorgespanntem Draht umwickelt wird, worauf ein äußerer Rohrteil um den ersterwähnten Rohrteil herumgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abbindens des äußeren Rohrteils der innere umwickelte Rohrteil einem solchen Innenüberdruck (pi) unterworfen wird, daß nach dem Abbinden und nach Aufhören des Innenüberdruckes die Rohrwand sowohl über den inneren wie auch über den äußeren Rohrteil dieselbe periphere Vorspannung aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des Innenüberdrucks (pi) Gas oder Flüssigkeit verwendet werden, die in einen gas- oder flüssigkeitsdichten Sack eingefüllt werden, der beim Füllen satt an die Wandung des umwickelten inneren Rohrteiles anzuliegen kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Sack verwandt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine radial bindende Einlage fest in die Umwicklung des inneren Rohrteiles geklemmt wird, um die Adhäsion zwischen dem inneren Rohrteil und dem um denselben herumgegossenen, äußeren Rohrteil zu verbessern.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß. ein Rohr mit mehreren konzentrischen Einlagen hergestellt wird, wobei der Innenüberdruck (pi) bei jedem Aufgießen eines äußeren Rohrteiles so gewählt wird, daß das fertige Rohr nach erfolgtem Abbinden und nach Aufhören des Innenüberdruckes die Rohrwand sowohl über den inneren wie auch über den äußeren Rohrteil dieselbe periphere Vorspannung aufweist.