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Vorwort
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Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
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Schäden, Schadensursachen, Schadensfolgen
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Wartung und Reinigung
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Inspektion
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Sanierung
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Kanäle in Wasserschutzgebieten - besondere Anforderungen an die Instandhaltung
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Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz
Verfüllstoffe
Zur Verfüllung von Ringräumen haben sich in der Praxis bewährt:
- Suspensionen auf der Basis hydraulischer Bindemittel (Abschnitt 5.2.2.1) [Walli84] [Ward82] und
- Lösungen auf der Basis von Kunststoffen (Abschnitt 5.2.2.1) (bei besonders kleinen Ringräumen oder überlangen Pumpabschnitten) .
Darüber hinaus finden in Einzelfällen auch sogenannte Einkornsande Anwendung [ATVM143-3] auf die nachfolgend nicht eingegangen wird.
Die Verfüllstoffe müssen in Anlehnung an ATV-M 143 Teil 3 [ATVM143-3] und DVGW GW 307 [DVGWAGW307] :
- eine hohlraumarme Verfüllung und den
- Schutz des Altrohres und des Inliners vor schädigenden Einwirkungen (z.B. Korrosionsschutz) ermöglichen.
Werden Suspensionen auf der Basis hydraulischer Bindemittel eingesetzt, so sind folgende Anforderungen zu stellen:
- Zugabewasser und Zusatzmittel müssen den Anforderungen nach DIN EN 206 [DINEN206:1997] und DIN 1045 [DIN1045-1:1997] entsprechen,
- Zugabe der Massenanteile für die Herstellung der Suspension mit einer Genauigkeit von mindestens ± 3 %,
- weiche Konsistenz, gute Fließeigenschaften, geringe Viskosität,
- geringe Sedimentationsneigung bei langen Pumpabschnitten,
- ausreichend lange Verarbeitbarkeit,
- geringe Dichte (Auftrieb),
- Volumenbeständigkeit (verstärktes Schwinden durch zu niedrige Suspensionsdichte und zu hohen Wasser/Bindemittel-Wert)
- steuerbare Abbindezeit (Beuldruckdauer).
Der erhärtete Verfüllstoff muß nach [ATVM143-3] [DVGWAGW307] folgende Eigenschaften aufweisen:
- Mindestdruckfestigkeit nach 7 Tagen: 1,0 N/mm2
- Mindestdruckfestigkeit nach 28 Tagen: 2,0 bis 6,0 N/mm2
- Mindestzugfestigkeit nach 28 Tagen: 0,4 bis 0,7 N/mm2.
Maßgebend für die Festlegung der Druckfestigkeit des Verfüllstoffes sind statische Randbedingungen in Umfangs- und Längsrichtung der Leitung.
Die o.a. Anforderungen werden von dem in der Praxis häufig eingesetzten, speziell entwickelten und patentierten (DBP 1.234.173) Dämmer® erfüllt.
Er besteht aus einem Gemisch aus tonhaltigem Steinmehl, Flugasche, Rohkalk oder Mergel und einem hydraulischen Bindemittel. Der Tonanteil bringt neben der guten Wasserbindung die leichte Fließ- und Pumpfähigkeit. Dämmer®-Suspensionen sedimentieren nicht und die Volumenänderung bei gut pumpbaren Mischungen beträgt bis zum endgültigen Abbinden weniger als 0,25 Vol.-%. Deshalb füllen Dämmer®-Suspensionen weitestgehend hohlraumfrei.
Durch Veränderungen des Wasser-Bindemittel-Wertes (W/B-Wert), d.h. des Massenverhältnisses zwischen Wassergehalt und Verfüllstoff-Bindemittelgehalt in der Verfüllstoff-Suspension, oder durch Zugabe von Zement werden Druckfestigkeiten im Bereich zwischen 1,0 und 5,0 N/mm2 erreicht [FI-Annel] . Mit Hilfe von Zusatzmitteln kann der Dämmer zu einem schnelleren bzw. verzögerten Abbinden gebracht werden. Ein Arbeiten unter Wasser ist möglich, da die Verfüllmasse hydraulisch erhärtet.
Auch in den Wasserschutzzonen 1 und 2 (Abschnitt 6.2) (Abschnitt 6.3) können Dämmer eingesetzt werden, da ihre wasserrechtliche Unbedenklichkeit bestätigt ist.
Zur Verfüllung von Ringräumen, bei denen hohe und schnell eintretende Festigkeiten erforderlich sind, wird ein Blitzdämmer® verwendet. Die Endfestigkeit läßt sich durch den W/B-Wert auf 15 bis 30 N/mm2 einstellen. Die Erstarrung der Suspension beginnt nach 3 Stunden und ist nach etwas mehr als 5 Stunden beendet.
In der (Tabelle 5.3.2.2.1.1.4.1-1) sowie (Bild 5.3.2.2.1.1.4.1-1) und (Bild 5.3.2.2.1.1.4.1-2) sind beispielhaft Mischrezepturen sowie Druckfestigkeitsverläufe von Dämmer- bzw. Blitzdämmer-Suspensionen der Anneliese Zementwerke, Ennigerloh, wiedergegeben [FI-Annel] .
Mischungen für Dämmer [FI-Annel]
| Nr. | H2O [Gew.−%] |
Dämmer [Gew.−%] |
W⁄B−Wert | Dichte [kg⁄m3] |
Wasser [kg⁄m3] |
Dämmer [kg⁄m3] |
Liter Wasser pro 30 kg Dämmer |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 50,0 | 50,0 | 1,00 | 1458 | 729,0 | 729,0 | 30 |
| 2 | 47,5 | 52,5 | 0,90 | 1495 | 710,1 | 784,9 | 27,1 |
| 3 | 45,0 | 55,0 | 0,82 | 1541 | 693,5 | 847,5 | 24,5 |
| 4 | 42,5 | 57,5 | 0,74 | 1589 | 675,3 | 913,7 | 22,1 |
| 5 | 40,0 | 60,0 | 0,67 | 1625 | 650,0 | 975,0 | 20,0 |
| 6 | 37,5 | 62,5 | 0,60 | 1712 | 642,0 | 1070,0 | 18,0 |
| 7 | 35,0 | 65,0 | 0,54 | 1728 | 604,8 | 1123,2 | 16,2 |
| 8 | 32,5 | 67,5 | 0,48 | 1746 | 567,5 | 1178,5 | 14,4 |
| 9 | 30,0 | 70,0 | 0,43 | 1791 | 537,3 | 1253,7 | 12,9 |
|
Bild 5.3.2.2.1.1.4.1-1:
Zeitlicher Druckfestigkeitsverlauf von Dämmer [FI-Annel] |
Bild 5.3.2.2.1.1.4.1-2:
Zeitlicher Druckfestigkeitsverlauf von Blitzdämmer [FI-Annel] |
In vielen Fällen kommen Zementsuspensionen ohne mineralische oder andere Beimengungen zum Einsatz. Hier sollte zur Begrenzung des Schwindmaßes der Wasser-Zement-Wert (W/Z) 0,65 nicht überschreiten [DVGWAGW307] .
Neben den o.a. Suspensionen ist bei großen Ringräumen auch eine Verfüllung mit Zementmörtel möglich, wobei zur Begrenzung des Schwindmaßes ein Überschreiten des W/Z-Wertes von 0,45 zu vermeiden ist.
Die Eigenschaften dieser Zementmörtel lassen sich noch durch Zugabe geeigneter Zuschläge und Zusatzstoffe sowie Zusatzmittel beeinflussen.
Im Prinzip lehnen sich alle diese Sonderrezepturen an den im Spannbetonbau üblichen Einpreßmörtel an [Benz84] (Abschnitt 5.2.2) .
Bei anstehendem sulfathaltigem Grundwasser sollten Zemente mit höherem Sulfatwiderstand zur Anwendung kommen, wie z.B. Hochofenzemente.
Bei Verwendung von Zementmörteln ist die bei schnell härtenden Zementen auftretende Hydrationswärme zu beachten, die insbesondere bei Kunststoffrohren eine Verminderung des kritischen Beuldruckes bewirken kann [DVGWAGW307] .
Bei besonders kleinen Ringräumen oder überlangen Pumpabschnitten werden zur Ringraumverfüllung Kunststofflösungen eingesetzt.
Ihre Abbindezeit muß regulierbar und die Viskosität ähnlich der von Wasser sein, die Festigkeit im ausgehärteten Zustand sollte über 4,0 N/mm2 liegen [Jürge85] .
Insbesondere bei Freispiegelleitungen, deren Sohlengefälle unbedingt eingehalten werden muß, darf der Inliner nicht aufschwimmen.
Dieses wird durch das Einsetzen eines mit Schaumbildner aufgelockerten Feinkornbetons - Porenleichtbeton, auch Schaum- oder Schaumporenbeton genannt - mit einer Dichte von > 0,4 g/cm3 und einer Teilwasserfüllung des Inliners verhindert. Beim Einpumpen solcher Mischungen muß mit einem gewissen Schaumverlust gerechnet werden, so daß eine Auftriebssicherheit von 20 bis 30 % eingerechnet werden sollte.
Bei der Auswahl der Aufschäummittel ist darauf zu achten, daß zur Vermeidung durchgängiger Kapillaren nur solche verwendet werden, die eine geschlossene und zellige Struktur erzeugen. Desweiteren ist zu berücksichtigen, daß die Wirkungszeit der Aufschäummittel mindestens der Erstarrungszeit der Suspension auf Basis hydraulischer Bindemittel entspricht [FI-Kenne] .
