und Vortriebsrohre - Nodig-Bau.de

Werkstoffe
Polymerbeton – alternativer Werkstoff
für Hochlastkanal- und Vortriebsrohre
In der Abwassertechnik ist Polymerbeton ein langjährig erprobter und
eingeführter Werkstoff. Hochlastkanalrohre werden in der offenen Bauweise
und Vortriebsrohre in der grabenlosen Bauweise eingesetzt. In beiden Varianten
haben sich Metromax-Polymerbetonrohre (DIN 54815) hervorragend
bewährt und bieten eine sehr gute Alternative zu anderen Werkstoffen.
M
etromax-Hochlastkanal- und Vortriebsrohre
bilden aus dem Polymerbetonrohr,
der Dichtung und dem
Übergangsring einen systemgerechten
Verbund. Ein homogenes Materialgefüge
und hervorragende Festigkeitswerte garantieren
einen problemlosen Baustellenbetrieb
(kein Scherbenbruch). Zubehörteile,
wie Bögen, Abzweige und spezielle
Anschlusslösungen, kommen hinzu. Die
dauerhaften Verbindungen der Einzelrohre
werden sowohl im Hochlastkanalrohr
als auch im Vortriebsrohr durch eine
hochfeste Edelstahlmanschette (A4) gewährleistet.
Hervorragende hydraulische
Werte durch die extrem glatten Oberflächen
sorgen für den reibungslosen Einsatz
in der Vortriebstechnik. Das Metromax-System
bietet für die gesamte Abwassertechnik
praxisgerechte und wirtschaftliche
Problemlösungen an.
1. Polymerbeton – ein optimaler
Werkstoff
Der einmalige Werkstoff Polymerbeton
ist die Verbindung von Kunstharz für die
elastischen Eigenschaften und Beton für
die notwendige Härte. Seit den sechziger
Jahren ist diese optimale Kombination im
härtesten Einsatz, z. B. in der Chemieindustrie.
Kanal- und Vortriebsrohre aus Polymerbeton
bestehen aus quarzitischen, feuergetrockneten
Füllstoffen, wie mineralischen
Sanden und Kiesen, mit einer definierten
Sieblinie (0 bis 16 mm) und Reaktionsharzen
als Bindemittel. Polymerbeton
enthält kein Zement. Bild 1 zeigt
das Werkstoffgefüge eines Polymerbetonrohres.
Der Verbund beider Ausgangswerkstoffe
ergibt ein Bauprodukt mit hoher
Elastizität, hervorragender Bruchsicherheit
und nahezu unerreichter Korrosionsbeständigkeit.
bbr 06/03
Bild 1: Werkstoffgefüge eines Metromax-
Polymerbetonrohres.
Die eingesetzten Reaktionsharze gehören
zu den so genannten Duroplasten, die im
Gegensatz zu den Thermoplasten vollständig
aushärten und zu den dauerhaftesten
Kunststoffen im Baubereich zählen.
Sie verformen sich nicht, wie z. B. die
Thermoplaste unter Wärmeeinwirkung,
Bild 2: Hochlastkanalrohr (Abzweige auf DN 200).
Fachtechnik Kanalbau
und zeichnen sich durch sehr hohe mechanische
Festigkeitswerte aus. Während
des industriell gesteuerten Aushärtungsprozesses
entstehen im Werkstoffgefüge
dreidimensional vernetzte Moleküle, auf
die im Wesentlichen die o.g. guten mechanischen
und chemischen Eigenschaften
zurückzuführen sind.
Polymerbeton ist ein extrem resistenter
und langlebiger Werkstoff. Polymerbetonrohre
sind auch gegenüber extrem angreifenden
und aggressiven Abwässern
beständig (DIN 4030). Durch den Einsatz
von speziellen Harzen sind sie auch resistent
gegenüber Abwässern mit pH-Werten
im Bereich von 1 bis 13 und gegen extrem
belastete Abwässer aus der chemischen
Industrie (CKW und AKW).
Die permanente Güteüberwachung der
Materialprüfämter in NRW (MPA), die
zusätzliche Eigenüberwachung und die
qualifizierten Mitarbeiter sind weitere
Garanten für den dauerhaften und sicheren
Einsatz von Metromax.
Jahrelange Forschungen, gepaart mit umfangreichen
Praxistestreihen, haben zu
Produktionsanlagen geführt, in denen
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Fachtechnik Kanalbau
Bild 3: Hochlastkanalrohr (Abzweig auf
DN 150).
die Rohre quasi am Strang endlos hergestellt
werden können. Das patentierte Verfahren
macht es möglich, Metromax mit
seinen hervorragenden Materialeigenschaften
mit gleichmäßiger Qualität zu
produzieren. Das Fertigungsverfahren
hat einen deutlich hohen industriellen
Mechanisierungsgrad und rationalisierte
Produktionsstufen. Die Maximallängen
betragen 2500 mm.
2. Metromax-Hochlastkanalrohre
im Baustellenbetrieb
Hochwertige Werkstoffe und ein optimales
Fertigungsverfahren sind selbstverständliche
Faktoren für die optimale Produktion
der Kanalrohre. Hinzu kommen
die Systemteile, die den praktischen und
wirtschaftlichen Einsatz erst ermöglichen.
Abzweige, Passstücke und Bögen
sind ergänzende und unverzichtbare Systemteile.
Die Bilder 2, 3 und 4 zeigen einige
Systemteile für Metromax-Kanalrohre.
Sie unterliegen den gleichen Anforderungen
und werden unter gleichen optimalen
Bedingungen produziert. Rohre,
Abzweige und Passstücke haben zusätz-
lich ein ausgereiftes Dichtungssystem aus
Überschiebekupplungen aus Edelstahl.
Da diese hohen Beanspruchungen im
Baustellenbetrieb und auch nach dem
Einbau ausgesetzt sind, hat man sich für
Edelstahl in der Qualität A4 (rostfrei/säurebeständig)
entschieden. Ein besseres
Material ist nahezu nicht verfügbar. Metromax-Dichtungen
sind erprobt, scherlastfest,
abwinkelbar, wurzelfest und praxisgerecht
zu verarbeiten. Kanalrohre aus
Polymerbeton (DIN 54815) sind biegesteif
und auch während der Bauphase
hoch belastbar.
Im Baustellenbetrieb sind weiterhin die
Anforderungen nach DIN EN 1610 hinsichtlich
der Mindestgrabenbreite für die
Arbeitssicherheit und die Herstellung des
Auflagers nach den Bettungstypen 1 bis 3
zu beachten. Die Ausbildung des Auflagers
erfolgt objektbezogen nach den statischen
Erfordernissen. Es gilt zusätzlich
das ATV-Regelwerk sowie alle relevanten
Unfallverhütungsvorschriften.
Folgende Hinweise für Rohre und Formteile
sind zu beachten:
• Prüfung der Anlieferung auf Transportschäden
• Transport und Lagerbedingungen
– Zum Abladen und Transportieren unter
Baustellenbedingungen sind Anschlagmittel
nach den Vorschriften
der TBG zu verwenden (bevorzugt
werden Gurte!)
– Punktförmige und schlagartige Belastungen
sind zu vermeiden
– Die Rohrpakete sind auf festem Untergrund
abzustellen
– Auf die Rohrverbindungen ist besonders
zu achten.
• Vor dem Einbau sind die Dichtflächen
ggf. zu reinigen und mit Metromax-Spezialgleitmittel
einzustreichen
• Nach dem Einbau werden die Rohre
Bild 4: Edelstahlmanschetten und Dichtungen für das Hochlastkanalrohr und für das Vortriebsrohr.
zentriert und mit geeigneten und zugelassenen
Hilfsmitteln zusammengezogen
• Einbaukorrekturen durch Drücken,
Schieben oder Schlagen, z. B. mit dem
Baggerlöffel, sind nicht zulässig
Für die offene Bauweise ist das Metromax-System
die Lösung für sichere und
dauerhafte Kanäle (Bild 5). Die System-
Bild 5: Metromax-Baustelleneinsatz in der
offenen Bauweise.
komponenten sind auf die speziellen Anforderungen
ausgelegt und z. B. durch die
wenig überstehenden Edelstahlkupplungen
für den Einbau auf einem Planum geeignet.
Die passgenaue Fertigung aller
Bauteile macht ein reibungsloses Handling
und damit einen optimalen Baustellenablauf
erst möglich.
Eines der wesentlichen Kriterien im Baustelleneinsatz
von Kanalrohren ist die
grundsätzliche Unterscheidung zwischen
den biegeweichen und biegesteifen Kanalrohren.
Biegeweiche Kanalrohre sind
in der Regel Kunststoffrohre aus PVC, PE,
PP, PP/PE, PVC/Beton und GFK. Diese
Rohrvarianten werden in den unterschiedlichsten
Ausführungen und Wandungsaufbauten
angeboten. Vom Vollwandrohr
über verstärkte, betonummantelte
Rohre, bis zu den in Verbundbauweise
hergestellten Rohren reicht das
Spektrum.
Entscheidend sind auch die entsprechenden
Verlegehinweise einzelner Hersteller.
Bei Außenlagerungen vor dem Baustelleneinsatz
wird auf die mangelhafte UV-
Beständigkeit der Rohre und der Rohrverbindungen
hingewiesen. Bei kalter
Witterung werden die meisten Kunststoffrohre
spröde und sind im Baustelleneinsatz
„vorsichtig“ zu behandeln; Einschränkungen,
die bei Polymerbetonrohren
nicht zu berücksichtigen sind. Die
Verlegung in der offenen Bauweise ist bei
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iegeweichen Kanalrohren mit besonderer
Sorgfalt bezüglich des Planums durchzuführen.
Der Lastausgleich zwischen
Rohr und Untergrund ist in der Leitungszone
besonders kritisch. Eine steinfreie
Zone mit einer Mindestkorngröße von
20 mm muss in jedem Fall gewährleistet
sein. Die Einbettung ist ebenfalls formschlüssig
mit steinfreiem Verfüllmaterial
auszuführen. Für die Überdeckung gelten
gleiche Anforderungen (15cm über Rohrscheitel).
Die Verdichtung und das eingebrachte
Verfüllmaterial tragen entscheidend
zur Standsicherheit des Systems bei
und unterliegen somit einer hohen Ausführungsqualität.
Die o.g. einschränkenden Verlegehinweise,
die z.B. für Kunststoffrohre gelten, haben
erhebliche Konsequenzen auf den
Baustellenbetrieb und stellen natürlich
auch einen wesentlichen Kostenfaktor dar.
3. Metromax Hochlastkanalrohre –
die Detaillösungen
Kanalrohre alleine sind noch keine praxisgerechten
Lösungen. Das komplette
System ist der Problemlöser im harten
bbr 06/03
Bild 6: Lkw-Transport mit Verpackungseinheiten.
praktischen Einsatz und im Baustellenbetrieb.
Das vollständige Programm, bestehend
aus Rohren, Abzweigen, Bögen, Gelenkstücken
sowie Schachtfutter für
nachträgliche Hausanschlüsse, bringt den
industriellen und optimierten Ablauf auf
die Baustelle (s. Bilder 2, 3 und 4). Sicherer
Transport aller Formteile sowie ergänzende
Verarbeitungshilfen sind weitere
wichtige Leistungen des Metromax-
Systems. Bild 6 zeigt Verpackungseinheiten
im Lkw-Transport. Ohne Bruch und
Schäden gelangen die Kanalrohre und die
Fachtechnik Kanalbau
Systemteile bis zu ihrem Einsatz auf die
Baustelle.
Nachträgliches Anbohren von Leitungen,
das Ablängen der Rohre auf der Baustelle
und die Anschlüsse an herkömmliche Betonschächte
erfordern spezielle Detaillösungen
– Metromax bietet auch dies baustellen-
und systemgerecht.
Die Bilder zeigen nur einige wichtige
Systemkomponenten, die als Lagerware
für den termingerechten Baustellenbe-
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Fachtechnik Kanalbau
Bild 7: Kostenanteile beim Bau von Schmutzwasserkanälen
in der offenen Bauweise.
Quelle: Dipl.-Ing. Knut Möhring
trieb vorgehalten werden. Durch speziell
entwickelte rationelle Herstellungsverfahren
sind Abzweige unterschiedlichster
Abmessungen, Bögen, Anschlusslösungen
an Schächte aus Beton etc. kurzfristig
verfügbar. Verschiedene Standard-Rohrlängen
in entsprechenden Normdurchmessern
sind ebenfalls kurzfristig lieferbar.
4. Metromax – Vortriebsrohre
für das Microtunnelling
Für den modernen Tiefbau ist z. B. das
Microtunneling unverzichtbar. Die zur
Anwendung kommenden Rohrvortriebssysteme
haben gegenüber anderen Verfahren
einen hohen Mechanisierungsgrad
und daher auch eine völlig andere Kostenverteilung
im Baustellenbetrieb. Gegenüber
offenen Bauweisen entstehen vor
allen Dingen in den Bereichen Straßenaufbruch
und Wiederherstellung, sowie
in den Verbau-, Brücken- und Erdarbeiten
wesentlich geringere Kosten. Die Bilder
7 und 8 zeigen diese Zusammenhänge
nochmals deutlich auf. Die grabenlose
oder geschlossene Bauweise bietet zahlreiche
Vorteile wie Wirtschaftlichkeit,
minimalste Umweltbelastung und Verkehrsprobleme.Metromax-Vortriebsrohre
bieten mit den passenden Systemkomponenten
baustellengerechte, sichere Lösungen.
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39 %
8 %
31 %
7 %
3 %
12 %
3 % Baustelleneinrichtung
31 % Straßenaufbruch und
-wiederherstellung
39 % Verbau, Brücken, Bodenaushub,
-austausch, -verfüllung
8 % Grundwasserhaltung
7 % Einsteigschächte
12 % Kanäle, Abzweige und
Vorstreckungen
6 %
14 %
63 %
8 %
9 %
9 % Baustelleneinrichtung
8 % Straßenaufbruch und
-wiederherstellung
14 % Verbau, Brücken, Bodenaushub,
-austausch, -verfüllung
6 % Grundwasserhaltung
63 % Kanäle, Abzweige und
Vorstreckungen
Bild 8: Kostenanteile beim Bau von Schmutzwasserkanälen
in der geschlossenen Bauweise.
Quelle: Dipl.-Ing. Knut Möhring
Wirtschaftlichkeit, die Vermeidung von
Umweltschäden und die Reduzierung von
Lärm- und Verkehrsproblemen sind nur
einige gute Gründe diese Vortriebsrohre
einzusetzen. Die extrem hohe Druck- und
Biegefestigkeit, die glatte vortriebsfreundliche
Oberfläche und die dadurch
bedingte geringe Mantelreibung sind optimale
Voraussetzungen für den gesteuerten
Vortrieb. Mit dem Rohr bündige
Überschiebekupplungen, das Dichtungssystem
und der Druckübertragungsring
bilden eine Einheit und garantieren so
optimale Baustellenbedingungen. Vortriebsrohre
aus Polymerbeton gibt es
natürlich ebenfalls in den unterschiedlichsten
Längen und Durchmessern.
5. Die Vorteile zusammengefasst
Die Werkstoffe
Polymerbeton, ein optimaler Kunststoffverbundwerkstoff
aus Quarzsand, Quarzmehl
und Polyesterharz
Die Eigenschaften
• hohe Schlagzähigkeit
• dauerhafte Elastizität
• außergewöhnliche Druckfestigkeit
• sehr gute Abriebfestigkeit
• hervorragende hydraulische Werte
durch die glatte Oberfläche
• extreme Korrosionsbeständigkeit
• geringste Maßtoleranzen durch das optimierte,
industrielle Herstellungsverfahren
Die Wirtschaftlichkeit
• kostengünstiges Herstellungsverfahren
• variable Fertigungslängen von 0,50 m
bis max. 2,50 m
• praxisgerechte Überschiebekupplungen
aus Edelstahl (A4) und optimiertes
Dichtungssystem bieten entscheidende
Verarbeitungsvorteile auf der Baustelle
Die kontrollierte Qualität
• hergestellt entsprechend den Anforderungen
der DIN 54815 Teil 1+2
• Güteüberwachung durch die MPA Dortmund
• Permanente Eigenüberwachung und
Qualitätsmanagement
Die Anwendungsgebiete
• Kanalbau in offener Bauweise mit allen
Abzweigen, Bögen und Formstücken
• Vortriebstechnik in der grabenlosen
Bauweise – Microtunnelling
6. Fazit
Polymerbetonrohre haben sich in der
harten Baustellenpraxis hervorragend bewährt
und decken ein breites Spektrum
der unterschiedlichsten Anforderungen
und Belastungen im Tiefbau ab. Sowohl
für die offene als auch für die grabenlose,
geschlossene Bauweise bietet das Metromax-System
alle Komponenten und ist
somit eine ideale Alternative zu anderen
Werkstoffen. Die hohen mechanischen
Festigkeitswerte sprechen hier eine deutliche
Sprache: Kein Scherbenbruch und
hohe Widerstandsfähigkeit im langfristigen
Einsatz sind nur einige der zahlreichen
Argumente für den vermehrten Einsatz
von Kanalrohren aus Polymerbeton.
Gerade im Sanierungsbereich zählen die
o. g. Vorteile oft doppelt. Hinzu kommen
die allgemeinen Vorzüge des Microtunnelling,
eine praxisgerechte und umweltschonende
Bauweise mit hohen Zuwachsraten.
Kontakt
Polymer-Kanalsystem GmbH & Co. KG
Frankenweg 100
32549 Bad Oeynhausen
Tel.: 0 57 31/74 09-0
Fax: 0 57 31/74 09-40
E-Mail: info@metromax.de
Internet: www.metromax.de
Autor
Dipl.-Ing. Reinhard Schubert
Internet: www.pmdi.de
Quelle für die Abbildungen 1 bis 6:
Polymer-Kanalsystem GmbH & Co KG
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