01.02.2018

Scheiteldruckfestigkeit verdoppelt: Neues Polymertübbing-System besteht Härtetest

Ausgerechnet in Meißen! Die Stadt in Sachsen, Inbegriff für filigranes Edel-Porzellan, diente als Test-Standort für eine neue Variante zur Auskleidung schadhafter Kanalbauwerke. Schlank, wie aus einem Guss, aber alles andere als zerbrechlich – die technische Kombination aus Polymertübbingen und Handlaminaten bringt ein äußerst stabiles Resultat hervor.

Eingesetzte Leistungen im Projekt:

 

Projektbeschreibung

Das Prinzip dieser Verfahrensvariante zum Rohrsegment-Lining durch Polymertübbinge: Fertig vorkonfektionierte Bauteile werden in den Schacht eingelassen, mit Epoxidharz-Spachtelmasse miteinander verbunden und so Stück für Stück zu einer Schalung im Bauwerk zusammengesetzt. Anschließend wird der verbleibende Ringspalt zwischen der Schale und der Schachtwand mit Hilfe eines speziellen Vergussmörtels verdämmt. Schachtkonen und Übergänge der Tübbinge zur Schachtwand werden mit GFK-Handlaminaten verbunden. Das Verfahren entspricht einem Rohrsegment-Lining nach DIN EN 158¬85, wurde jedoch mit dieser Ausführungsvariante explizit für die Sanierung schadhafter Schachtbauwerke geschaffen.

Entwickelt wurde das neue System durch zwei Unternehmen im Rahmen einer Kooperation zwischen der Firma Rohrrenovation Förster aus dem sächsischen Pausa und der Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung. Bereits bei diversen Bauvorhaben hatte die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen sich bewährt. Die Betreuung des Auftraggebers vor Ort übernahm die IRS- Ingenieurgesellschaft für Rohrleitungssanierung mbH Sachsen.

Steckbrief

Polymerbeton-Tübbinge
DIN EN 15885 Rohrsegment-Lining
Wanddicke: 20 mm
Länge der einzelnen Elemente: 0,25 m oder 0,5 m
Durchmesser: 920 mm
Ausführende Unternehmen: Swietelsky-Faber Kanalsanierung GmbH / Rohrrenovation Förster GmbH

 

Hohe Stückzahlen möglich

"Die Idee, Polymerbetonteile für den Schachtbau zu verwenden, ist nicht neu. Entscheidend ist, dass das Material eine deutlich höhere Resistenz gegenüber Betonkorrosion aufweist und zugleich mit Blick auf die Kosten ökonomisch vernünftig ist. In der Praxis haben Tübbinge den zusätzlichen Vorteil, dass ein eingespieltes Team eine hohe Stückzahl pro Arbeitstag ausführen kann", erklärt Jörg Brunecker, Geschäftsführer der Swietelsky-Faber Kanalsanierung. Das Unternehmen hatte die Installation des neuen Verfahrens auf der Testbaustelle in Meißen übernommen. Die begleitende Qualitätssicherung erfolgte durch das IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur aus Gelsenkirchen.


Segmentweiser Aufbau

Auf der Testbaustelle in Meißen zeigten die Schächte ein für Abwasseranlagen übliches Schadensbild: Biogene Schwefelsäuren hatten die Innenwand über die Jahre durch Betonkorrosion massiv angegriffen. Das Zementfugenmaterial war derart abgetragen, dass das Korngerüst freilag – ein klarer Fall für eine Sanierung.

Schachtsanierung mit Polymer-Tübbingen: So geht's

  1. Nach Reinigung und digitalen Zustandserfassung der Schachtbauwerke werden die fertigen Teile Segment für Segment eingesetzt und miteinander mit Epoxidharz-Spachtelmasse verbunden.
  2. Der Ringspalt zwischen dem Schacht und der neuen inneren Form wird mit Vergussmörtel gefüllt, so dass die neue Auskleidung wie angegossen im alten Schacht sitzt. Die Berme, die zunächst mit Mörtel abgedichtet wird, erhält mit Hilfe von Epoxidharz-Spachtelmasse den dauerhaften Anschluss an die Schachtsohle.
  3. Etwaige Anschlüsse können mit gängigen Anschlusstechniken problemlos händisch angebunden werden.

Resultat kann sich sehen lassen

Wie sich am Beispiel zeigte: Der Einsatz von Polymertübbingen geht zügig. Innerhalb von zwei Tagen war die Baustelle fertiggestellt. Während vergleichbare Sanierungen mit dem Verlust an Durchmessern einhergehen, trägt der Polymerbeton-Tübbing im Schacht kaum auf: Auf der Testbaustelle hat sich der ursprüngliche Durchmesser von 1000 Millimeter auf nur 920 Millimeter verringert.

Was optisch zunächst einen guten Eindruck machte, sollte im Prüflabor seine Bestätigung finden: Das IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH, untersuchte die verwendeten Materialien auf Biegezugfestigkeit und Druckfestigkeit. Dabei kam der Vergussmörtel – eine Mischung aus einem zementgebundenen Vergussmörtel und einem Schnell-Zement-Mörtel – im Mittel auf eine Biegezugfestigkeit von 4,0 N/mm2. Bei der Druckfestigkeit bestätigten Prüfungen an insgesamt zwölf Bruchkörpern einen Mittelwert von 56 N/ N/mm2. Die Tübbinge selbst wurden auf Ringbiegezugfestigkeit untersucht. Alle Proben übertragen die gemäß Herstellerangaben geforderten Werte von 20 N/mm2 (Mittelwert: 22,75 N/mm2).


Scheiteldruckfestigkeit verdoppelt

Wie groß ist die stabilisierende Wirkung der Auskleidung durch Polymertübbinge? Dieser Frage ging das IKT mit einer eigenen Versuchsreihe nach, in der in einem weiteren Test jeweils ein unsanierter und ein sanierter Schachtring auf ihre Kennwerte hin geprüft wurden. Das Ergebnis des Scheiteldruckversuchs zeigte eindeutig: Während die unsanierten Schachtringe bei einer Rohrlänge von rund 500 mm einen Mittelwert von knapp 59,4 N/mm aufwiesen, kamen die sanierten Schachtringe auf den doppelten Wert für die Scheiteldruckfestigkeit (120,3 N/mm). Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Wanddicke des sanierten Rohres um rund 40 % höher ist als die des unsanierten Rohres und dass durch die Auskleidung eine schubsteife Verbindung realisiert wurde. (120,3 N/mm).

Unsanierter Schachtring Sanierter Schachtring

Bruchkraft [N]

Scheiteldruck-festigkeit [N/mm]

Bruchkraft [N]

Scheiteldruck-festigkeit [N/mm]

30100

59,96

56600

117,67

28500

57,11

57800

119,92

30000

59,64

59100

122,36

30500

61,12

57900

120,12

29200

59,23

58600

121,33

29660 (Mittelwert)

59,4 (Mittelwert)

58000 (Mittelwert)

120,3 (Mittelwert)

Der Laborbericht zeigt: An jeweils fünf Probenkörpern ist eine Verdopplung der statischen Tragfähigkeit bei Polymertübbingen festzustellen.

Fazit: Ein Starkes System für mehr Lebensdauer

"Die Tatsache, dass wir eine erhebliche Verbesserung der statischen Leistungsfähigkeit messen konnten, zeigt uns: Mit diesem Verfahren können wir vielen Abwasserschächten zu einer stabilen Innenschale verhelfen", freut sich Dirk Förster, Geschäftsführer der Rohrrenovation Förster GmbH, über die erfolgreiche Premiere des Systems. "Eine hohe Stabilität spricht für eine lange Lebensdauer – und die ist für Auftraggeber oft entscheidendes Argument", ergänzt Swietelsky-Faber-Geschäftsführer Jörg Brunecker. "Das Ergebnis des Härtetests bietet in vielerlei Hinsicht starke Argumente für dieses System."

von Alexander Heil, Swietelsky-Faber Kanalsanierung GmbH

Projektbilder

 

Dekra Arbeitssicherheit SCC
TÜV Süd OHSAS 18001
TÜV Süd ISO 14001
TÜV Süd ISO 9001
 
Güteschutz Kanalbau
Gützeschutz Kanalbau - Z
PQ VOB
Energieaudit HTC
 
 
 
 

Swietelsky-Faber GmbH Kanalsanierung

Hauptstraße 2
D-55483 Schlierschied

Tel.: +49 (0) 67 65/911-0
Fax: +49 (0) 67 65/911-29

schlierschied@swietelsky-faber.de

 

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