Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Nichtselbsttragende Auskleidungen
Nichtselbsttragende bzw. statisch nicht tragfähige Auskleidungen nehmen keine zusätzlichen Lasten auf, können aber ggfs. ihr Eigengewicht tragen [ATVM143-4b] .
Sie müssen mit dem Tragquerschnitt mechanisch (Verankerung) sicher verbunden sein und dürfen nicht ausreißen [DIBt96] . Nach ATV-M 143 Teil 4 [ATVM143-4b] werden hierfür Befestigungselememte eingesetzt. "Befestigungselemente sind verfahrensabhängig. Sie können z. B. bei großflächigen Kunststofformteilen aus gleichem Werkstoff und fest mit dem Teil verbunden sein. In diesem Fall ist eine Ringraumverfüllung zur Verankerung der Befestigungselemente erforderlich. Die Befestigungselemente müssen gegen alle, aus dem Abwasser resultierenden Angriffe resistent sein. Schrauben und Scheiben müssen aus dem Werkstoff 1.4.5.7.1(V4A) sein."
Tritt kein Außenwasserdruck (in [IfBt82] und nachfolgend auch Außendruck genannt) auf oder kann dessen Einwirkung auf die Auskleidung durch geeignete Maßnahmen verhindert werden, so ist die kurzzeitige Mindestanforderung gemäß (Tabelle 5.3.2.1.2.1-1) , Zeile 1 zu erfüllen [IfBt82] .
Druckprüfung für nichtselbsttragende Auskleidungen: Prüfwerte [DIBt96]
| Zeile | Prüftemperatur [° C] |
Prüfdauer (Mindeststandzeit) [h] |
Prüfdruck | Aufwölbung durch Außendruck [mm] |
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|---|---|---|---|---|---|
| bei druckloser Anwendung [bar] |
bei Außendruck [bar] |
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| 1 | 20 | 1 | 3 · 0,5 = 1,51)2) | 5 · Außendruck | − |
| 2 | 20 | 1000 | − | 3 · Außendruck | ≤ 2 mm + 1 % DN |
| 1) Faktor 3 zur Berücksichtigung des Zeitstandverhaltens 2) 0,5 bar für Verlegetiefen bis 5 m |
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Treten Außendrücke, z.B. durch Grundwasser, auf, so muß die gesamte Auskleidung und deren Verbindung mit dem Tragquerschnitt (Bahnen, Verbindungen, Haftfestigkeit bzw. Ausreißfestigkeit) langzeitig dem zu erwartenden Außendruck standhalten [DIBt96] . Grundsätzlich wird die Höhe des aufnehmbaren Außendruckes durch die konstruktive und statische Ausbildung der Auskleidung bzw. ihrer Verankerung bestimmt.
Bei nichtselbsttragenden Auskleidungen mit integrierten Verankerungselementen auf der Rückseite kann es erforderlich sein, die Hinterfüllung als tragende Schale zur Aufnahme des Außenwasserdruckes, in Einzelfällen auch noch des Erddruckes auszubilden (Abschnitt 5.3.2.6) .
Im Fall des Auftretens von Außendrücken wird nach [DIBt96] eine Druckprüfung gefordert, mit der eine Beurteilung des Verbundes mit dem Tragquerschnitt möglich ist.
Prüfrahmen zum Nachweis des Verbundes der Auskleidung mit dem Tragquerschnitt [IfBt82]
Der Nachweis ist an Prüfkörpern mit einer Größe von 300 x 300 mm2 und einer Mindestprüffläche von 250 x 250 mm2 unter den Bedingungen entsprechend (Tabelle 5.3.2.1.2.1-1) , Zeilen 1 oder 2 zu erbringen. Die Prüffläche muß mindestens zwei Verankerungselemente erfassen. Wenn das nicht möglich ist, erfolgt die Prüfung am ausgekleideten Bauteil bzw. Bauwerk.
Für den hier vorliegenden Anwendungsfall, der Verwendung von Auskleidungen für Sanierungszwecke, d.h. gemäß [DIBt96] für "nach Herstellung des Tragquerschnittes aufgebrachte Auskleidungen", gelten folgende Prüfbedingungen:
- Die Prüfkörper müssen die vorstehend genannten Abmessungen und Werkstoffqualitäten haben, die Herstellung muß in Art und zeitlichem Ablauf der Bauteil- bzw. Bauwerksherstellung entsprechen.
- Die Prüfung erfolgt frühestens 28 Tage nach der Herstellung der Prüfkörper. Für Beton sind die Lagerungsbedingungen gemäß DIN 1048 Teil 1 [DIN1048] einzuhalten.
- Die Prüfkörper werden in eine Versuchseinrichtung eingelegt und mit Wasser von Raumtemperatur gefüllt. Auf sorgfältige Entlüftung ist zu achten. Dann wird der in der (Tabelle 5.3.2.1.2.1-1) vorgeschriebene Prüfdruck innerhalb von 30 Sekunden aufgebracht. Es wird festgestellt, ob die Prüfkörper in der vorgeschriebenen Prüfdauer diesen Anforderungen entsprechen. Als Versuchseinrichtung wird in [IfBt82] ein spezieller Prüfrahmen entsprechend (Bild 5.3.2.1.2.1-1) vorgestellt. Maßgebend für die Beurteilung des Ergebnisses der Prüfung ist das Ausreißen des ersten Verankerungselementes aus dem Tragquerschnitt.
Für den hier vorliegenden Anwendungsfall kann auch die in (Bild 5.3.2.1.2.1-2) und (Bild 5.3.2.1.2.1-3) dargestellte großformatige Versuchseinrichtung zur Prüfung der Wasseraußendruckbelastbarkeit von Beschichtungen und Auskleidungen eingesetzt werden (Abschnitt 5.3.1.5) .
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Bild 5.3.2.1.2.1-2:
Versuchseinrichtung zur Außenwasserdrucksimulation (dargestellt: Prüfung von Auskleidungen aus Steinzeug-Plattenelementen mit GFK-Laminat als Tragkonstruktion) (Ruhr-Universität Bochum) - Versuchseinrichtung |
Bild 5.3.2.1.2.1-3:
Versuchseinrichtung zur Außenwasserdrucksimulation (dargestellt: Prüfung von Auskleidungen aus Steinzeug-Plattenelementen mit GFK-Laminat als Tragkonstruktion) (Ruhr-Universität Bochum) - Versagenssituation |
Bedingt durch ihre großen Abmessungen bestehen keine Probleme bzgl. der Erfassung einer genügend großen Anzahl von Verankerungselementen. Darüber hinaus wird der Einfluß der versuchstechnisch bedingten Randstörzonen reduziert.
Fertig ausgekleidete Bauteile bzw. Bauwerke sind auf grobe Fertigungsfehler (z.B. fehlerhafte Verankerungen der Auskleidungen mit dem Tragquerschnitt oder undichte Verbindungsnähte) zu kontrollieren.
Bei der Prüfung von Verbundproben, bestehend aus Auskleidung und z.B. Ringraumverfüllung oder Mörtelbett, dürfen im Labor mit Hilfe des Zugversuches nach [DIN53292] ein Ausreißen der Auskleidung oder des Tragquerschnittes , ein Einreißen der Auskleidung oder eine Undichtheit nicht auftreten.
Die aufgebrachte Zugspannung darf bei vollflächig haftenden Innenauskleidungen einen Wert von 0,05 N/mm2 nicht unterschreiten (5 % Fraktile). Eventuell auftretende Aufwölbungen zwischen den Verankerungselementen werden nicht beurteilt [DIBt96] .
Die Saugprüfung wird am Bauteil bzw. Bauwerk an mindestens 700 cm 2 großen Teilflächen (z.B. kreisrund oder rechteckig) durchgeführt.
Die Prüfung gestattet die Kontrolle der Verankerung im Tragquerschnitt, der Verbindung der Auskleidungselemente untereinander und der Beschaffenheit der Randbereiche. Geprüft wird bei den jeweils herrschenden Temperaturen mindestens 15 Minuten lang mit einem Unterdruck von 0,6 bar [IfBt82] .
Zur Abschätzung der erzielbaren Haftzugfestigkeit zwischen Ringraumverfüllung und Rohrinnenwand werden Abreißversuche (ohne Außendruck) in Anlehnung an DIN 1048 Teil 2, Abschnitt 6 [DIN1048] an Betonplatten, die zuvor mit dem Material für die Ringraumverfüllung beschichtet wurden, durchgeführt.
Die Dichtheitskontrolle und die Qualitätsprüfung der Schweißnähte wird mit elektrischen Porensuchgeräten durchgeführt [IfBt82] .
Dabei soll die Prüfspannung auf die Wanddicke der Konstruktion abgestimmt sein und im Regelfall 10 kV betragen [DVSM2206] . Zur Prüfung der vorkonfektionierten Auskleidungen muß hinter der Naht eine elektrisch leitende Gegenelektrode angebracht oder mitgeführt werden [IfBt82] .
Sind die Auskleidungen mit dem Tragquerschnitt mechanisch verankert oder fest haftend verbunden, z.B. adhäsiv, kann die Prüfung mit dem erdungslos und ohne Gegenpol arbeitenden Prüfgerät durchgeführt werden.
Die Prüfgeschwindigkeit soll nicht größer als 40 cm/s sein, wobei die Prüfspannung zu überwachen ist (maximaler Abfall 10 %).
Bei haftenden Auskleidungen muß die Alterungsbeständigkeit der verwendeten Bindemittel, Mörtel, Kleber usw. gesondert nachgewiesen werden (Wasserlagerung, Langzeitversuche) [IfBt82] .
Bei anderen Prüfmethoden wie der Schweißnahtprüfung mit Ultraschall ist DVS 2206 [DVSM2206] zu beachten.
Eine optische Kontrolle erlauben durchsichtige Schweißnähte, wobei nicht eingefärbtes Granulat verwendet wird [IfBt82] .
