Hohlkörper, insbesondere Behälter, und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus aushärtbaren Stoffen, insbesondere Beton, durch Umgiessen eines dem herzustellenden Hohlraum entsprechenden Kerns.
Nach diesem Verfahren hergestellte Hohlkörper mit Aussenwandungen aus aushärtbaren Stoffen, etwa Beton, sind insbesondere als Tank zur Aufnahme von Flüssigkeiten bzw. von pulverförmigen und granulierten Materialien bestimmt. Behälter und Tanks zur Aufnahme von Flüssigkeiten, beispielsweise von Heizöl für die Ölheizun- gen in Häusern oder Industriebetrieben werden vorzugsweise aus Eisen hergestellt, um die erforderliche Festigkeit zu gewährleisten. Jedoch haben sich erfahrungsgemäss für derartige Behälter, besonders bei einer Versenkung derselben in das Erdreich, beträchtliche Schwierigkeiten ergeben, da im Laufe einiger Jahre häufig eine Korrosioin der Eisenwandungen auftritt, die dann zu Undichtheiten und dem Austreten von Öl in das Erdreich und das Grundwasser führen kann.
Es wurden zur Abhilfe bereits entsprechende Behälter aus Beton und anderen aushärtbaren Stoffen vorgeschlagen, die zwar bezüglich Korrosionsfestigkeit gewisse Vorteile haben, aber andererseits eine Abdichtung der Innenwandung des Hohlraumes erforderlich machen, die schwierig durchzuführen ist und eine erhebliche Verteuerung bedingt; ausserdem sind derartige dickwandigen Behälter aus Beton viel schwerer als entsprechende Eisenbehälter und deshalb schwierig zu transportieren. Das vorliegende Verfahren und die danach hergestellten Hohlkörper sollen diese Mängel beseitigen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus aushärtbarem Material, insbesondere Beton, durch Umgiessen eines dem herzustellenden Hohlraum entsprechenden Kerns und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein hohler Auskleidungskörper mit flexiblen Wandungen aufgeblasen, dabei in die Form des gewünschten Hohlaumes gebracht, auf ausreichendem Innengasdruck gehalten und dann mit dem aushärtbaren Material umgossen wird, welcher Innengasdruck bis zur genügenden Aushärtung der Umgiessung aufrecht erhalten und der Auskleidungskörper erst dann geöffnet wird, wenn eine innige und dauerhafte Verbindung zwischen der Umgiessung und dessen Wandungen zustande gekommen ist.
Ferner betrifft die Erfindung einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Hohlkörper, insbesondere Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten, pulverförmigen und granulierten Materialien, mit Aussenwandungen aus aushärtbaren Stoffen, insbesondere Beton, gekennzeichnet durch einen im Hohlkörper befindlichen, die Innenseite der Aussenwandungen lückenlos gegen die Füllung schützenden Auskleidungskörper aus einem flexiblen Material.
Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen zylindrischen Tank, wie er üblicherweise als unterirdisches Reservoir für Heizöl verwendet wird. Es bedeuten:
Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht eines Auskleidungskörpers im axial zusammengeschobenen, bzw. auseinander gezogenen, aufgeblasenen Zustand;
Fig. 3 und 4 einen Querschnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Auskleidungskörper in verschiedenen Stufen der Umgiessung bzw. Einbettung in die Erde;
Fig. 5 und 6 je einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Hohlkörper mit zylindrischem Auskleidungskörper der in Fig. 2 wiedergegebenen Bauart, längs der Mittelachse des rohrförmigen Einfüllstutzens.
Bei dem vorliegenden Verfahren wird, wie dies bereits für gewisse Methoden der Herstellung von Betonhohlkörpern üblich ist, ein Kern in den Abmessungen des erwünschten Innenraumes verwendet und dieser Kern mit den vorgesehenen aushärtbaren Stoffen, beispielsweise mit Beton, umgossen. Gegenüber den bekannten Verfahren der Herstellung von Hohlkörpern durch Umgiessen eines Kernes wird aber beim vorliegenden Verfahren als Kern ein dünnwandiger Hohlkörper mit flexiblen Wandungen verwendet, beispielsweise ein Hohlkörper aus Plastikwandungen. Dieser zunächst schlaffe Hohlkörper ist derart geformt, dass er nach dem Aufblasen die Form des gewünschten Hohlraumes für den herzustellenden Betonhohlkörper besitzt.
Wird ein ausreichender Gasdruck im Inneren eines derartigen aufgebla senen Plastikhohlkörpers aufrecht erhalten, so kann dieser dünnwandige Kern in eine vorbereitete Baugrube eingelegt und allseits mit Beton so umgossen werden, dass der so geschaffene Betonkörper an allen Stellen eine ausreichende Wandstärke besitzt. Der Gasdruck im Innenhohlraum wird so lange aufrecht erhalten, bis die Umgiessung genügend ausgehärtet ist, und eine innige und dauerhafte Verbindung zwischen dem äusseren Beton und den inneren Wandungen gewährleistet ist. Dann kann der Hohlraum geöffnet werden und der herzustellende Betonhohlkörper ist bis auf die Gestaltung des Einfüllstutzens fertig.
Ein derart hergestellter Behälter, beispielsweise aus Beton, besitzt dementsprechend dicke Aussenwandungen und eine hiermit unlösbar verbundene Ausldeidung aus flexiblem Material als Innenwandungen. Derartige Behälter sind zur Aufnahme von Flüssigkeiten oder von pulverförmigen und granulierten Materialien geeignet.
Bei grösseren Hohlkörpern der oben beschriebenen Bauart treten nach der Füllung, beispielsweise mit Heizöl, infolge des grossen Gewichtes erhebliche Drudckräf- te auf die Innenwandungen und damit auf die sie umschliessenden Aussenwandungen auf. Dementsprechend ist es empfehlenswert, bei grösseren Behältern eine Eisenarmierung in der Umgiessung vorzusehen. Das in den Fig. 1 bis 6 dargestellte und nachstehend näher beschriebene Ausführungsbeispiel stellt einen derartigen armierten Betonbehälter, geeignet als unterirdisches Reservoir, beispielsweise für Heizöl, dar.
Der herzustellende Betonbehälter soll im vorliegenden Falle einen zylindrischen, langgestreckten und an beiden Enden halbkugelförmig abgerundeten inneren Hohlraum erhalten. Der flexible Kern besitzt dementsprechend im aufgeblasenen Zustande etwa die in Fig. 2 schematisch wiedergegebene Gestalt und besteht aus dünnen, flexiblen Wandungen 10, beispielsweise aus Polyvinylchlorid (PVC) mit einer Wandstärke von etwa 3 bis 5 mm oder mehr.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die vorgesehenen Armierungen in Gestalt von Eisenringen 11 vorgesehen, deren Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des aufgeblasenen Plastikhohlkörpers entspricht und die koaxial zum zylindrischen Plastikhohlkörper in gewissen Abständen voneinander auf dessen Aussenseite mit geeigneten Halterungen 12, beispielsweise ebenfalls aus Plastik, an der flexiblen Wandung des Plastikhohlkörpers befestigt sind.
Ein solcher mit kreisrunden Armierungsringen auf seiner Aussenseite versehener, elastischer Kern kann in axialer Richtung zusammengeschoben werden, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist und kann in diesem Zustande leicht und ohne grossen Raumbedarf gelagert bzw. transportiert werden. Es besteht die Möglichkeit, derartige armierte, flexible und aufblasbare Kernkörper in verschiedenen genormten Grössen vorzufabrizieren und je nach Bedarf ab Lager auszuliefern. Durch eine solche rationelle Fertigung grösserer Stückzahlen mit genormten Abmessungen kann der Preis für derartige aufblasbare Kernkörper bedeutend reduziert werden.
Im aufgeblasenen Zustande, wie er in Fig. 2 angedeutet ist, kann die Armierung des flexiblen Kernkörpers noch dadurch verbessert werden, dass ausser den Armierungsringen 11 noch parallel zur Längsachse verlaufende Armierungsstäbe 13 vorgesehen werden, die an den Kreuzungsstellen mit den Armiemngsringen 11 verbunden sind, beispielsweise durch Bindedraht, Punktschweissung usw. Es besteht auch die Möglichkeit, die Armierungsringe 11 längs ihres Umfanges an verschiedenen
Stellen bereits mit Aufbiegungen in Form von Ösen zu versehen, durch welche dann entsprechende Armierungs stäbe hindurchgesteckt werden können.
Zweckmässiger weise werden die Armierungsstäbe 13 an den beiden
Enden entsprechend dem sich dort verringernden Durch messer des Kernkörpers in Achsrichtung umgebogen, wie dies beispielsweise aus der Stirnansicht eines derart armierten Kernkörpers in Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Je nach Wunsch können derartige Armierungsringe und
Armierungsstäbe aus Eisen oder auch anderen geeigneten
Materialien bestehen und die Befestigung der Armie rungsringe 11 an der Aussenseite der flexiblen Wandung
10 des Kemkörpers kann auch auf andere zweckmässige
Weise vorgenommen werden.
Im vorliegenden Beispiel ist, wie aus Fig. 2 hervor geht, auf der Oberseite des flexiblen Kernkörpers eine
Einfüllöffnung vorgesehen, die aber zunächst nur aus einem auf der Aussenseite befestigten Plastikring 14 besteht, dessen innen liegender Teil umgestülpt und umgelegt ist, wie dies am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist.
In der freibleibenden Mitte dieses Plastikrings 14 ist in der Wandung 10 des Kernkörpers ein Rückschlagventil
15 angeordnet, das zum Aufblasen des flexiblen Kerns dient. Der Zweck des Plastikrings 14 wird weiter unten noch erläutert.
Ein flexibler Kernkörper der oben beschriebenen
Bauart kann in der in Fig. 1 angedeuteten, zusammenge schobenen Gestalt an die jeweilige Baustelle transportiert, dort in Achsrichtung auseinandergezogen und über das
Ventil 15 mit Druclduft oder anderem Gas aufgeblasen werden, bis die flexiblen Wandungen 10 prall an den
Armierungsringen 11 bzw. den Armierungsstäben 13 anliegen. In diesem aufgeblasenen Zustande wird dann der flexible Kern in eine vorbereitete Baugrube 16 mit einer Holzverschalung 17 eingesenkt und an der Verscha lung mittels geeigneter Stützen oder Drahtschlaufen 18 in einer vorbestimmten Lage gehalten werden.
Soll der fertige Betonbehälter beispielsweise ein Mannloch besit zen, so wird nunmehr koaxial zum Ventil 15 und zum
Plastikkragen 14 ein Mannlochring 19 aus Plastik oder
Eisen aufgesetzt, der gefaltete innere Teil 20 des Plastik kragens 14 um den oberen flachen Rand des Mannloch rings 19 herumgelegt, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, und durch den zunächst provisorisch auf den Flansch des
Mannlochringes 19 aufgesetzten Deckel 22 mittels der
Schrauben 21 festgespannt. Schliesslich wird dieser Dek kel 22 noch mit einem äusseren Schutzrohr 23 aus Beton oder Kunststoff umgeben. Der flexible Kernkörper ist nunmehr zum Umgiessen mit Beton oder anderen aus härtbaren Stoffen 24 fertig, wobei diese Vergussmasse bis zum unteren Rand des Schutzringes 23 reichen soll, wie aus Fig. 3 und 5 ersichtlich ist.
Für das Umgiessen des flexiblen Kerns ist von Wichtigkeit, dass der Gasdruck im Inneren desselben genügend gross ist, um dem in radialer Richtung wirkenden Druck der Vergussmasse 24 widerstehen zu können. Dieser Gasdruck muss auch mindestens so lange im flexiblen Kern aufrecht erhalten werden, bis die Vergussmasse 24 genügend ausgehärtet und erstarrt ist.
Anschliessend werden die Schrauben 21 für den
Deckel 22 wieder gelöst, der Deckel 22 abgenommen, durch das Ventil 15 der Überdruck aus dem flexiblen
Kern abgelassen und dann entlang der Innenkante 25 des Plastikkragens -14 die flexible Wandung aufgeschnitten, der betreffende Wandungsteil samt dem Ventil 15 her ausgenommen und dadurch ein Mannloch entsprechend dem Innendurchmesser des Mannlochrings 19 geschaffen.
Die flexible Wandung 10 des Kerns bildet nunmehr die Innenwandung des entstandenen Behälters und ist mit der Vergussmasse 25 dauerhaft und unlösbar verbunden.
Ausserdem ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Innenwandung noch zusätzlich durch die Befestigungen
12 an den Armierungsringen 11 verankert, die ihrerseits in der Vergussmasse 24 eingebettet sind. Die Holzverschalung 17 kann nunmehr ebenfalls beseitigt und der gemäss dem vorliegenden Verfahren geschaffene Behälter in der Baugrube 16 mit Erdreich zugeschüttet werden, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.
Ein derartiger, nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellter Behälter, weist also Aussenwandungen aus Beton oder anderen aushärtbaren Stoffen auf und besitzt einen der Innenseite der Aussenwandungen anliegenden und diese lückenlos gegen die einzufüllenden flüssigen, pulverförmigen oder granulierten Substanzen schützenden Auskleidungskörper aus einem flexiblen Material. Dieser Auskleidungskörper bildet vor der Herstellung des Behälters einen selbständigen Bauteil, ist wegen der flexiblen Wandungen zusammenlegbar oder zusammenschiebbar, kann aber aufgeblasen werden und besitzt im aufgeblasenen Zustand angenähert die Gestalt des gewünschten Innenraumes des herzustellenden Behälters, beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6 also die Gestalt eines wenigstens angenähert zylindrischen Körpers mit abgerundeten Enden.
Zur Verstärkung der Wandungen des Auskleidungskörpers ist derselbe mit einer Anzahl, in einem Abstand voneinander angeordneten Umfangsringen versehen, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel eiserne Armierungsringe sind, welche an der zylindrischen Wandung des Auskleidungskörpers stellenweise befestigt sind. Natürlich können derartige Umfangsringe auch innerhalb des Auskleidungskörpers angebracht und mit der Innenseite von dessen Wandung verbunden sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, derartige verstärkende Umfangsringe als Rippen an der Wandung selbst vorzusehen, etwa durch Verdickungen der Wandung oder durch in die Wandung eingebettete geeignete Ringe aus anderem Material. Im aufgeblasenen Zustande ist der Einbettungskörper im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel noch mit Armierungsstäben in Längsrichtung verstärkt.
Die beschriebenen Armierungen sind, soweit sie sich auf der Aussenseite des Einbettungskörpers befinden, nach der Herstellung des Behälters in dessen Aussenwandungen eingebettet, so dass derartige Behälter auch in grossen Dimensionen zur Aufnahme von flüssigen, pulverförmigen oder granulierten Substanzen geeignet sind und entsprechend hohen Innendrücken standhalten können.
Ferner gewährleistet das Vorhandensein eines derartigen Auskleidungskörpers innerhalb des Behälters eine lückenlose Abdichtung des Behälter-Innenraumes gegen dessen Aussenwandungen. Wird beispielsweise ein Auskleidungskörper aus flexiblem Polyvinylchlorid-Material verwendet, so sind derartige Behälter besonders als unterirdisches Reservoir für Heizöl geeignet und besitzen gegenüber den üblicherweise verwendeten eisernen Vorratsbehältern wesentliche Vorteile. Insbesondere ist die Herstellung der Behälter nach dem vorliegenden Verfahren wesentlich billiger, da lediglich der zusammengefaltete oder zusammengeschobene Auskleidungskörper und nicht mehr der fertige Eisenbehälter transportiert werden muss.
Die Herstellung solcher Behälter bei Neubauten benötigt ausserdem nur das ohnehin an der Baustelle vorhandene Material, also Verschalungen und Beton, bedingt aber auch wegen der Einfachheit der Montage des Auskleidungskörpers und der notwendigen Verschalung in der Baugrube keinen grösseren Arbeitsaufwand als das Einsetzen eines eisernen Tanks in eine derartige Baugrube.
Das vorliegende Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers und der hergestellte Hohlkörper selbst sind keineswegs auf die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte und oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der Auskleidungskörper nach Fig. 1 und 2 auch in einer anderen Verschalung als der rechteckigen Verschalung gemäss Fig. 3 mit Beton oder anderen aushärtbaren Materialien umgossen werden, insbesondere kann natürlich eine zylindrische Verschalung gewählt werden, so dass die Aussenwandung des entstehenden Behälters überall angenähert gleiche Dicke besitzt.
Auch kann die Herstellung des Hohlkörpers oder Behälters ebenso gut ausserhalb einer Baugrube stattfinden beispielsweise erlaubt das vorliegende Verfahren die Erstellung eines derartigen Behälters innerhalb eines Raumes eines bereits bestehenden Gebäudes, wozu es besonders vorteilhaft ist, dass der zusammengefaltete oder zusammengeschobene Auskleidungskörper ohne Schwierigkeiten durch die üblicherweise vorhandenen Türöffnungen in den betreffenden Raum hineingebracht, dort eine entsprechende Verschalung errichtet. der Auskleidungskörper dann erst aufgeblasen und die Herstellung des Hohlkörpers oder Behälters nach dem vorliegenden Verfahren vorgenommen werden kann.
Als flexibles Material für den Auskleidungskörper können je nach dem Verwendungszweck, also je nach der vorgesehenen flüssigen, pulverförmigen oder granulierten Füllung, geeignete Kunststoffe oder auch Materialien natürlicher Herkunft verwendet werden. Das Umgiessen des Auskleidungskörpers wird zwar vorzugsweise mit betonartigen Mörtelmischungen erfolgen, falls erwünscht können aber natürlich auch andere aushärtbare Stoffe mit hydraulischen Bindemitteln oder geeignete giessfähige und aushärtbare Kunststoffe benützt werden.
Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass mit dem vorliegenden Verfahren nicht nur Behälter der in Fig. 1 bis 6 gezeigten Bauart hergestellt werden können, sondern beispielsweise auch vertikale Silos und Hohlkörper mit nicht zylindrischem Querschnitt. Ferner ist es möglich, nach diesem Verfahren abschnittsweise endlose Röhren, Kanäle und Tunnels zu errichten, wozu der Auskleidungskörper zweckmässigerweise mit abnehmbaren Endstücken versehen wird, die nicht miteingegossen werden und nach Fertigstellung des betreffenden Abschnitts abgenommen und erneut verwendet werden.