DE2557292A1

DE2557292A1 - Auskleidung von betonbauwerken mittels kunststoffdichtungsbahnen

Info

Publication number: DE2557292A1
Application number: DE19752557292
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Kops; Robert Dipl Ing Krah; Gerhard Osterhagen; Waldemar Wissinger
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2557292C2

Description

Auskleidung von Betonbauwerken mittels Kunststoffdichtungsbahnen
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Aus- oder Bekleidung von Betonbauwerken, bestehend aus einer flexiblen extrudierten Kunststoffdichtungsbahn aus . PVC--Weich, EPD7Xsl oder PE oder Mischwerkstoffen mit einseitig parallel zueinander an#eordneten Stegen zum Einlegen in eine Betonschalung, wobei die Auskleidung in beliebigen Breiten hergestellt bzw. vorkonfektioniert wird.
Profilierte Dichtungsbahnen, vorzugsweise aus thermoplastischem, flexiblem Material, beispielsweise PVC-Weich, bewirken durch ihre Formgebung eine Verankerung und einen optimalen Schutz ei nes Betonbauwerkes gegen Korrosion. Dies ist beispielsweise bei Kanalrohren erforderlich. Es ist bekannt, Kanalrohr aus armiertem oder unarmiertem Beton gegen chemische, aggressive Flüssigkeiten und/oder Gase durch starre Platten sowie Dichtungsbahnen aus Kunststoff zu schützen. Diese werden dabei vor dem Betonieren Jeweils auf der innenschalung aufgelegt und mit einbetoniert.
Auskleidungen von Betonrohren aus starren Platten mit T-förmigen Stegen beispielsweise nach DT-OS 23 17 041 oder der FR-PS 1 102 294 werden dabei in einzelnen Breiten auf die entsprechende Innenabwicklung berechnet und angepaßt sowie aus gleichen Teilstücken zusammengefügt. Sie müssen durch Pi(3,14) teilbar sein und erfordern wegen unterschiedlicher Krümmungen eine große Lagerhaltung. Die Längsfugen werden zusammengeschraubt, geklemmt und/oder nachträglich von außen thermisch verspachtelt. Sie stellen Zonen von vei'minderter Festigkeit und/oder Dichtigkeit dar.
Es besteht beI harten Materialien, wie z.B. PVC-Hart, die Gefahr, daß bei den zu erwartenden Beanspruchungen, z.B. beim Transport und Verlegen, durch punktweises Auflegen sowie Yer füllen, bei Belastungen durch Erddruck undluaer Verkehr, Absacken usw. infolge unzureichender Unterfutterung und/oder Bodensetzung die Verbindungsstelien der einzelnen Teilplatten aufreißen oder bei Rissen im Beton auch In der Auskleidung Risse entstehen, so daß ihre Funktion, d.h. der Korrosionsschutz, nicht mehr wirksam iste Außerdem ist die Verbindung der einzelnen Bauteile, Rohre-(Schüsse) in Längsrichtung nicht homogen sondern wird mit anderen diversen Materialien vorgenommen, deren Haftung an Kunststoff bzw. am Beton sowie deren Eigenfestigkeit sehr unterschiedlich sein kann. Die Abdichtung nach außen erfolgt bei Rohren durch Rollringe, die innere Verfugung kann erfolgen durch Tokband mit entsprechendem Voranstrich, Neoprene-Dichtur# Xompribaud, Spachtelmassen auf Epoxyd- oder Polyesterbasis, Bitumen-Kunststoffmischungen, Silikon-Kautschuk o.ä. Hauptsächliche Undichtigkeiten entstehen an den Stoßverbindungen bzw. Fugen.
Es sind flexible Dichtungsbahnen bekannt, die mit hochstehenden Rippen/#tegen ebenfalls auf die Schalung aufgelegt und anschließend beim Betoniervorgang mit einbetoniert werden, z.B.
aus der deutschen Patentanmeldung D 17 948 XI/39a.
Diese Materialien unterliegen nicht der Gefahr eines Aufreißen an stumpf geschweißten Nähten, da die Dichtungsbahnen überlappt und homogen verschweißt werden können. Durch ihr flexibles, d.h. bei Dehnung weitgehend elastisches Verhalten werden auch evtl. Spannungsrisse, die aus den bereits genannten Gründen im Bauwerk entstehen können, in Verbindung mit der Eigenfestigkeit der Dichtungsbahnen mit Sicherheit überbrückt. Die Auskleidung wird Je nach der erforderlichen Abwicklung des Bauwerkes/Rohres aus Einzelbahnen zusammengesetzt und vorgefertigt Besonders geeignet sind Dichtungsbahnen aus PVC-Weich mit Stegen.
Bekanrrt sind Dichtungsbahnen mit engstehenden Rippen von ca.
5 mm Höhe, die gleichmäßig dick sind und in Längsrichtung wellenförmig verlauf ende Abweichungen von der Senkrechten aufweisen. Dieses Material kann nicht bei im Grundwasser liegenden Betonbauwerken als Innenauskleidung Verwendung finden, da die Rippen bei einem von außen sich aufbauenden Wasserdruck aus ihrer unzureichenden Einbettung im Beton trotz Schrägstellung leicht herausgezogen werden können. Das trifft vor allem bei den bisher in der Praxis beobachteten Materialien mit niedriger Shorehärte (ca. 60) zu: Je dehnfähiger ein Material ist, um so stärker vermindert es bei Zug den Querschnitt. Eine ursprünglich vorhandene Haftreibung der Verankerungsrippen zum Beton wird bei einer Dehnung leicht gleich Null. Diese dehnfähigen-Dichtungsbahnen können im Laufe der Zeit durch Verluste von Weichmacherteilen (infolge ungeeigneter Auswahl), durch Temperaturwechsel, Feuchtigkeit, aggre#ssive Agenzien od.dgl.' einer gewissen Schrumpfung unterliegen, die zur Kontraktion und zu Zugspannungen i.n der Innenauskleidung führen.
Der Rippenabstand dieser bekannten Materialien ist eng. Bei Verwendung gröberer Zuschlagstoffe, von den u.a. dIe Festigkeit des Betons abhängt, gelangen diese nicht mit Sicherheit zwischen die Rippen und können zu Hohlräumen (Kiesnester) und zu einer verminderten oder gar fehlenden Haftung des Betons an den Rippen führen.
Bekannt sind ferner Dichtungsbahnen, deren Rippen in einem größeren Abstand (100 bis 150 mm) angeordnet sind. Diese Rippen sind 20 bis 30 mm hoch und von T-förmigem Querschnitt zur Verankerung im Beton, z.B. nach der australischen Patentschrift 255 655. Die hohen Rippen dienen gleichzeitig als Abstandhalter für Bewehrungseisen (Armierung). An den Auflagestellen ist jedoch die Forderung auf eine Mindestüberdeckung der Armierung durch Beton nicht erfüllt. (DIN 1045 Stalllbeton, DIN 4225 Fertigteile und DIN 4032 Rohre und Formstücke aus Beton).
Der weite Abstand der Rippen führt bei niedrigen Temperaturen durch Kontraktion zu einem Verspannen der Auskleidung in Form eines n-Eckes von Rippe zu Rippe (Ausdehnungs- (besser Kontraktlons-) Koeffizienten von z.B. K#-Weich, 15 bis 18 x 10 gegenüber 1,1 bis 1,2 x 1Q 5 bei Stahl und Beton).
Es entstehen hinter der Ausklerdung vor allen im Fristbereich, unkontrollierbare Hohlräume, in denen sich durchdiffundierender Wasserdampf, gegebenenfalls zusammen mit chemischen Gasen (z.B.
Ammoniak, H25 od.dgl.) bei hoher Sättigung an der kalten Betonwandung niederschlägt, kondensiert und im Laufe der Zeit trotz flüssigkeitsdichter Auskleidung den Beton und die dahinter liegende Armierung angreifen kann.
Es ist bekannt, daß Kunststoff, insbesondere PVC-#eich, zwar wasserdicht, jedoch bedingt wasserdampfdurchlässig sind.
Es ist bei außen#anstehendem Grundwasser zu erwarten, daß dieser aufgestaute Wasserdampf gegen den Wasserdruck von außen nicht diffundieren kann, zwischen Auskleidung und Beton einen Druck aufbaut und zusammen mit einer Kontraktion bei Kälte sowie bei unzureichender Formgebung und zu großem Abstand der Rippen voneinander ein Herausziehen der Rippen aus dem Beton bewirken kann. Die Anwendung dieser bekannten Materialien z.B. als Innenauskleidung von Betonrohren bei Wasserdruck von außen ist deshalb nicht möglich.
Beim Einsatz der materialmäßig gut geeigneten Kunststoffe als Innenauskleidung von z.B. Betonrohren sind in der bisher bekannten Formgebung nicht alle Probleme gelöst. Ihre Anwendung ist nur oberhalb und außerhalb von Grund- oder Stauwasser möglich.
Flexible Dichtungsbahnen mit nur punktförmig vorstehender Profilierung für die Verankerung, z.B. nach der DT-OS 23 49 814 oder DT-OS 23 07 090 sind ebenfalls nur begrenzt anwendbar.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch Formgebung und Beschaffenheit eines bekannten Materials, vorzugsweise PVC-Weich, eine Auskleidung zum Einsatz bei Betonbauwerken od.dgl., besonders im Grundwasser, mit größerer Sicherheit gegenUber Undichtigkeiten des Betons, der Fugen bzw. Verbindungen von Betonrohren und/oder Korrosion bei Stahlarmierung, zu schaffen.
Ausgegangen wird von einer flichtungsbahn mit einseitigen Stegen.
Dabei sollen die Vorschriften des Betonierens eingehalten und die Gegebenheiten beim Betonieren- berücksichtigt werden: 1. Es wird vorzugsweise in Richtung der Stege betoniert.
2. Es werden Zuschlagstoffe nach bekarixiten Richtlinien verwendet.
Die Aufgabe wird erfidungsgeß dadurch gelöst, daß die Stege aus einer Rippe mft beidseitigen Runddrähten am Ende der Rippe und zwischen den Runddrähten liegender Einkerbung versehen und alle Querschnitte im Stege dicker sind als die Stärke der Abdichtungsbahn. Besonders geeignet ist z.B. PVC-Weich als Material für die Auskleidung mit einer Steifigkeit, die einerseits z.B.
durch höheren K-Wert od.dgl. eine ausreichende Stützwirkung bei Belastungen durch gleichmäßig verteilte Last (infolge Wasserdruck bei unvorhergesehenen und unvermeidbaren Fehlern und/oder Rissen im Beton) aufweist, ohne andererseits eine erforderliche Dehnfähigkeit, Risse zu überspannen, zu verlieren, z.B. Shorehärte A = 90 und ca. 200 % Dehnung.
Gemäß der Erfindung erhalten die zur Verankerung im Beton vorgesehenen Stege eine zur Aufnahme und Ableitung von Zugkräften in den umschließenden Beton besonders günstige Formgebung, die durch die bisher bekannten Dichtungsbahnen nicht vorbekannt ist.
Zwei nebeneinander liegende und miteinander verbundene Runddrähte, siehe Figur 1 der Zeichnung, mit beispielsweise je 3 mm Durchmesser und 8 mm Gesamtbreite t bilden zusammen mit einer senkrecht dazu angeordneten Rippe 2a von beispielsweise ca. 3 mm Dicke S den hochstehenden Steg 2 der Dichtungsbahn 1. Dieser wird zusammen mit einer auf der anderen Seite glatten Dichtungsbahn 1 hergestellt durch Extrusion.
Die uebergänge der Teilformen 2a, b des #Steges 2 verlaufen allmählich ineinander, so daß bei Zugbeanspruchung keine Kerbwirkungen entstehen können. Alle Querschnitte s, t, c im Steg 2 sind dicker als die Stärke d der Dichtungsbahn 1. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung reichen die Stege bei Stählbeton bis zur Hälfte einer üblichen Betonüberdeckung der Armierung in den Beton hinein, sind jedoch ausreichend hoch, um im Bereich der dem Beton eigenen Scherfestigkeit zu liegen. Die mittleren Zuschlagsstoffe des Betons können sich infolge der geringen#Unterschneidung der Stege 2 im Bereich der Runddrähte 2b sowie der gewählten Höhe h ohne Behinderung an die Stege anlegen und somit zur Scherfestigkeit des Betons beitragen.
Die einzelnen Stege erhalten nach der Erfindung einen lichten Abstand b voneinander, der einer zweifachen maximalen Korngröße z.B. 8/16 mm = 32 mm entspricht. Der Achsabstand a der Stege voneinander entspricht dann b + t, in dem gewählten Beispiel ca. 40 mm. Auf diese Weise werden Kiesnester, die bei engerem Abstand leicht entstehen können, vermieden.
Durch den gewählten Abstand der Stege wird bei einem mit Sicherheit zu erwartenden Wasserdruck bzw. Entstehung von Kondenswasser zwischen Beton und Auskleidung eine bessere Lastverteilung erzielt, die zusammen mit der Steifigkeit eine nur geringe Verformung des Materials zwischen den Rippen erwarten läßt.
Durch eine ausreichende Dicke d der Dichtungsbahn sowie Wahl der verwendeten Rohstoffe wird der Wasserdampf durchgang so reduziert, daß er unter dem Diffusionsvermögen des Betonrohres liegt. Vorzugsweise kommt dieses Moment bei einer Rundumkleidung von Betonrohren, die nicht im Grundwasser liegen, zur Wirkung.
Bei Teilauskleidungen von Betonrohren oberhalb des Grundwassers zum Schutz gegen gas- und dampfförmige Agenzien von innen in feuchter und gesättigter Atmosphäre entspannt sich der durchdiffundierende Wasserdampf in der Fuge zwischen den einzelnen Rippen nach den Seiten hin. Dasselbe tritt bei Wasserdruck von außen, z.B. im Grundwasser, ein.
Eine homogene Verbindung nach Patentanspruch 5 der einzelnen, erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungsbahnen 1 bei der Auskleidung von Betonbauwerken 4 oder Betonteilen, z.B. Kanalrohren, wird hergestellt, indem die zwangsläufig und/oder konstruktiv entstehenden Fugen 3 durch einen Streifen 5 aus demselben Material mit einem mittig liegenden Steg oder Profil überdeckt und die Überlappungen 6 verschweißt werden, siehe Figur 3.
Auf diese Weise entsteht eine homogen durchlaufende Innenhaut, die aufgrund ihrer Eigenschaften imstande ist, unberechenbar und plötzlich auftretende Risse infolge Versetzungen, ungleichmäßige Belastungen od.dgl. zu überbrücken und den Schutz des Betons gegen aggressive Agenzien einschließlich Schutz einer Armierung gegen Korrosion, auch in diesen kritischen Fällen, zu gewährleisten.
Die PVC-Dichtungsbahnen können homogen durch Überlappen, siehe Figur 2, verschweißt werden, wobei es vorteilhaft ist, die einzelnen Dichtungsbahnen mit einem den Stegabständen entsprechenden breiten Rand 7 enden zu las##en. Hierbei können auch Toleranzen durch entsprechendes Verschieben in den Uberlappenden Ränder ausgeglichen werden. Auch die Endstege, die parallel zur Betonkante verlaufen, sollen ausreichenden Abstand von der Kante aufweisen.
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Claims

Patentansprüche: ========================== 1. Aus- oder Bekleidung von Betonbauwerken, bestehend aus einer flexiblen extrudierten Kunstst#£fQichtungsbahn. aus z.B. PVC-Weich, EPDM oder PE oder Mischwerkstoffen mit einseitig parallel zueinander angeordneten Stegen zum Einlegen In eine Betonschalung, wobei die Auskleidung in beliebigen Breiten hergestellt bzw. vorkonfektioniert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stege (2) aus einer Rippe (2a) mit beidseitigen Runddrähten (2b) am E:nde der Rippe und zwischen den Runddrähten liegender Einkerbung ausgebildet sind und alle Querschnitte is, c, t) im Steg (2) dicker sind als die Stärke (d) der Abdichtungsbahn (1).
2. Auskleidung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Betonbauwerken mit einer Stahlbewehrung die Stege (2) nur bis zur Hälfte in die Betontiberdeckung der Stahlbewehrung reichen.
3. Auskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzichnets daß die einzelnen Dichtungsbahnen mit einem den Stegabständen entsprechendem breiten Rand enden.
4. Auskleldung nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (2) einen lichten Abstand (b) voneinander haben, der einer zweifachen maximalen Korngröße des Betons entspricht.
5. Auskleidung von Betonbauwerken mit Fugen zwischen den einzelnen Betonabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge durch Streifen mit einem mittigen in die Fuge ragenden Steg oder Profil aus demselben Material wie die Auskleidung überdeckt und im Uberlappungsbereich verschweißt sind.