Übersicht über Werkstoffe und Rohrverbindungen

Bild 1.7.1-1:

Werkstoffe der Kanalisation [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Seit 1842 werden, wie bereits erwähnt, in Deutschland planmäßig Kanalisationen errichtet. Bei der Herstellung von Kanälen baute man zunächst auf dem hohen Wissensstand der Römer auf, die große Kanäle gemauert hatten und für kleine Nennweiten häufig "Tonrohre" verwendeten, die an einem Ende konisch ausliefen, so daß die Rohre ineinander gesteckt und damit verbunden werden konnten.

Über ein Jahrhundert hindurch wurden die begehbaren Kanäle zunächst fast ausschließlich aus hartgebrannten Ziegeln (Backsteine, Kanalklinker) und etwa ab der Jahrhundertwende aus Kosten- und Arbeitszeitgründen verstärkt in Ortbeton hergestellt.

Der überwiegende Teil der Kanalisationen besteht jedoch aus vorgefertigten Rohren unterschiedlicher Werkstoffe, insbesondere aus Beton und Stahlbeton oder Steinzeug. Erst in jüngerer Zeit werden Kunststoffrohre sowie Rohre aus duktilem Gußeisen, Faserzement und Polymerbetonrohre eingesetzt (Bild 1.7.1-1).

Die im Bauwesen verwendeten Werkstoffe (Sammelbezeichnung für alle Materialien) werden auch als Baustoffe bezeichnet [Meyer81] .

Bei den in Kanalisationen eingesetzten Baustoffarten wird zwischen metallischen, organischen, nichtmetallisch-anorganischen und Mehrkomponentenbaustoffen unterschieden. Letztere werden wiederum in Verbundbaustoffe, bewehrte Baustoffe und verstärkte Baustoffe unterteilt [Schor] .

Bild 1.7.1-2:

Werkstoffverteilung in den alten Bundesländern (Stand 1991) [Kedin90]

Im (Bild 1.7.1-1) sind die Beton- oder Stahlbetonrohre mit einem passiven Korrosionsschutz auf der Basis einer Beschichtung oder Auskleidung nicht erfaßt. Sie stellen Sonderformen dar, die immer dann zur Anwendung kommen, wenn mit einem sehr stark angreifenden Abwasser nach DIN 4030 [DIN4030:1991] bzw. mit Biogener Schwefelsäure-Korrosion zu rechnen ist (Abschnitt 1.7.7.3) .

Die im Rahmen einer ATV-Umfrage im Jahre 1990 ermittelte Werkstoffverteilung der Abwasserkanäle in der Bundesrepublik Deutschland ist im (Bild 1.7.1-2) dargestellt. Hierbei ist zu beachten, daß die angegebenen Zahlen durch statistische Durchschnittsbildung entstanden sind.

Vielfach ist bei einer Kommune eine Werkstoffart dominierend, während andere Werkstoffarten weniger eingesetzt werden. Dies wird in der übergreifenden Betrachtung durch entgegengesetzte Werkstoffwahl anderer Kommunen wieder ausgeglichen.

Die (Bild 1.7.1-3) und (Bild 1.7.1-4) zeigen beispielhaft die Anteile der Werkstoffe am Kanalnetz der Städte Düsseldorf und Stuttgart. Steinzeug und Beton zusammen stellen in den betrachteten Netzen 97 % bis 99 % der Kanäle.

Bild 1.7.1-3:

Anteile der Werkstoffe (Kreisquerschnitt) am Kanalnetz Düsseldorf gesamt, bezogen auf die Länge [Zäsch86]

Bild 1.7.1-4:

Anteile der Werkstoffe (Kreisquerschnitt) am Kanalnetz Stuttgart gesamt, bezogen auf die Länge [Zäsch86]

Eine ähnliche Situation stellt sich beim Kanalnetz der Freien und Hansestadt Hamburg dar, dessen Werkstoffverteilung in der (Tabelle 1.7.1-1) wiedergegeben ist [Hambu85a] .

Tabelle 1.7.1-1:

Werkstoffverteilung der Kanalisation Hamburg [Hambu85a]

Werkstoff	Abmessungen [mm]	Länge [km]
Steinzeug	200 − 600	2300
Beton, Stahlbeton	200 − 1100	1650
Beton, Stahlbeton	400⁄600 − 1100⁄1500 und Sonderprofile	60
Beton, Stahlbeton	1200 − 3500	90
Mauerwerk, Beton, Stahlbeton	alle Querschnitte 0,4 − 12,0 m²	600

Nicht in die Betrachtungen mit einbezogen sind die Grundstücksentwässerungen, d.h. die privaten Abwasserleitungen. Obwohl sie, wie bereits erwähnt, den größten Anteil am Gesamtnetz ausmachen, liegen hierüber keine diesbezüglichen statistischen Erhebungen vor.

Nachfolgend werden die in Kanalisationen eingesetzten Rohre und Rohrverbindungen vorgestellt.

Für Rohrverbindungen in der Regel drucklos betriebener Abwasserkanäle und -leitungen, die aus Muffen-, Falz- oder Flanschrohren sowie aus Rohren ohne besondere konstruktive Ausbildung der Rohrenden hergestellt werden gilt DIN 19543 [DIN19543:1982] . Sie unterscheidet zwischen folgenden beweglichen und starren Rohrverbindungen und Dichtmitteln.

Steckverbindung
Eine Steckverbindung ist eine bewegliche Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Zusammenstecken von Spitzende und Muffe oder Kupplung in Verbindung mit einem elastischen Dichtmittel erzielt wird.

Spannverbindung
Eine Spannverbindung ist eine bewegliche Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Spannen einer über die zu verbindenden Rohrenden greifenden Manschette erzielt wird.

Schraubverbindung
Eine Schraubverbindung ist eine bewegliche Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Zusammenstecken von Spitzende und Muffe und anschließendes Verpressen eines elastischen Dichtmittels durch einen Schraubring erzielt wird.

Stopfbuchsenverbindung
Eine Stopfbuchsenverbindung ist eine bewegliche Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Zusammenstecken von Spitzende und Muffe und anschließendes Verpressen eines elastischen Dichtmittels durch einen Stopfbuchsenring erzielt wird.

Klebeverbindung
Eine Klebeverbindung ist eine Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Verkleben der zu verbindenden Rohrenden erzielt wird. Je nach Art des verwendeten Klebstoffs bzw. Dichtmittels werden starre kraftschlüssige oder bewegliche, nicht kraftschlüssige Klebeverbindungen hergestellt.

Stemmverbindung
Eine Stemmverbindung ist eine starre Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Zusammenstecken von Spitzende und Muffe und anschließendes Verstemmen eines Dichtmittels im Muffenspalt erzielt wird. Der verbleibende Muffenspalt wird mit einem Abschlußstoff ausgefüllt.

Schweißverbindung
Eine Schweißverbindung ist eine starre Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Verschweißen der Rohrenden erzielt wird.

Flanschverbindung
Eine Flanschverbindung ist eine starre Rohrverbindung, deren Dichtwirkung durch Verpressen eines Dichtmittels zwischen den Flanschen erzielt wird.

Elastische Dichtmittel
Elastische Dichtmittel sind Dichtmittel aus Elastomeren (s. DIN 7724) [DIN7724:1993] , die durch elastische Verformung in die zu dichtenden Fugen eingebracht werden. Ihre Dichtwirkung gegen unter Druck stehende Flüssigkeiten ist abhängig von den durch die Verformung des Dichtmittels entstehenden gummielastischen Rückstellkräften.

Plastische Dichtmittel
Plastische Dichtmittel sind Dichtmittel, die durch einen Fließprozess in die zu dichtenden Fugen eingeformt werden. Ihre Dichtwirkung gegen unter Druck stehende Flüssigkeiten ist abhängig von den Adhäsionskräften zu den Fugenflanken und dem temperaturabhängigen Fließverhalten.