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Verfahren zur Herstellung von Spannbeton-Rohren
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sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spannbeton-Rohren. Die Erfindung betrifft
weiterhin ein nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr.
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Spannbeton-Rohre sind an sich bekannt, ebenso verschiedene -Verfahren
zu ihrer Herstellung.
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Die bekannten Herstellverfahren für Spannbeton-Rohre sind sehr kompliziert
und bringen beträchtliche Schwierigkeiten mit sich.
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Die nach den bekannten Herstellverfahren gefertigten Spannbeton-Rohre
weisen erhebliche Wandstärken und dementsprechend hohe Gewichte auf.
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Ein bislang noch nicht gelöstes Problem besteht darin, daß die verwendeten
Spannelemente, bedingt durch die Undichtigkeit aufgrund des großen Porenvolumens
der Betonkörper hohen Korrosionsbelastungen ausgesetzt sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von Spannbeton-Rohren zu entwickeln, nach dem eine technisch einfache
und kostengünstige Herstellung von Spannbeton-Rohren möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß zunächst
ein Rohr aus Beton und ein Rohr aus Metall hergestellt werden, wobei der Innendurchmesser
des Metallrohres kleiner als der Außendurchmesser des Beton-Rohres ist, danach das
Metall-Rohr erhitzt und im erhitzten Zustand auf das Beton-Rohr aufgeschoben und
dann sofort abgeschreckt wird.
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Die Herstellung des Beton-Rohres kann in üblichen Rohrformmaschinen
erfolgen, ebenso in Zentrifugenwalzen.
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Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß im Rahmen
vorliegender Erfindung unter dem Begriff "Beton" alle denkbaren zementgebundenen
Werkstoffe verstanden werden, insbesondere auch Zement-Leim oder Mörtel.
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Die Metall-Rohre können aus Blechen über Rohrwickel- und Schweißanlagen
hergestellt oder, bei glatten Rohren, auch gezogen werden.
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Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Beton-Rohres und dem
Innendurchmesser des Metall-Rohres wird so bemessen, daß bei Erhitzung des Metall-Rohres
auf eine vorbestimmte Temperatur der Innendurchmesser des Metall-Rohres durch Wärmedehnung
so weit vergrößert wird, daß das Aufschieben des Metall-Rohres auf das Beton-Rohr
möglich ist. Dieses Auf-
schieben erfolgt sehr rasch, um zu vermeiden,
daß durch zu starke Erhitzung des Beton-Rohres Kristallwasser im Bereich der Außenflächen
des Beton-Rohres austritt. Nachdem das Meta l-Rohr vollständig auf das Beton-Rohr
aufgeschoben ist, wird das Verbund-Rohr sofort abgeschreckt, so daß der Verbundrohrkörper
in einen einwandfrei vorgespannten Zustand verset#t wird.
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Für ein derartiges Spannbeton-Rohr sind sämtliche Berechnungsgrundlagen
für die Spannbeton-Technik anwendbar.
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Vorzugsweise besteht das Metall-Rohr aus Stahl, es ist aber auch denkbar,
auf das Beton-Rohr ein aus Aluminium-Legierungen gefertigtes Metall-Rohr aufzuschrumpfen.
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Im Falle der Verwendung eines Stahl-Rohres ist es erforderlich, dasselbe
gegen Korrosion zu schützen, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß das
Stahl-Rohr mit einem Korrosionsschutz aus Kunststoff oder mit einer AußenbeschichtMng
aus Zement-Leim versehen wird.
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Für den Fall, daß Spannbeton-Rohre für besonders aggressive Medien
hergestellt werden sollen, kann das Beton-Rohr auf einer Kunststof#-Rohr-Hülse aufgebaut
sein.
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Da das Beton-Rohr mittels einer Rohrformmaschine hergestellt wird,
besteht die Möglichkeit, Muffen-Rohre beliebiger Gestalt herzustellen und da der
Außendurchmesser der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Spannbeton-Rohre
weitgehend durch den exakt steuerbaren Außendurchmesser des Metall-Rohres gegeben
ist, ergeben sich im Verbindungsbereich keinerlei Probleme.
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Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Spannbeton-Rohr
kann in jedem Bereich des Schaftes geschnitten
werden und die Schnittenden
können ohne weiteres weiter verwendet werden.
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Besonders geeignet für die Herstellung des Beton-Rohres ist ein kolloidales
Zement-Wasser-Gemisch, armiert oder nicht armiert. Die Herstellung eines Beton-Rohres
aus einem derartigen Gemisch erfolgt vorteilhafterweise in einer Zentrifugenwalze,
da in einer derartigen Zentrifugenwalze sehr hohe Drücke erzielt werden können.
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Durch die Kolloidation einerseits und durch die hohe Verdichtung innerhalb
der Zentrifugenwalze andererseits werden selbst feinste Einschlußporen verdrängt,
so daß sich ein hochdichtes Gefüge als Ergebnis dieser Fertigung ergibt.
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Ein nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestelltes Spannbeton-Rohr
ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Beton-Rohr mit einem aufgeschrumpften
Metall-Rohr besteht.
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Besteht das Metall-Rohr aus Stahl, so ist dasselbe an seiner Außenseite
mit einer Beschichtung, vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Zement-Leim versehen.
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Das Beton-Rohr kann auf einem Kunststoff-Rohr aufgebaut sein, so daß
die Innenwandungen des Beton-Rohres geschützt sind.
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In den beiegfügten Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele von
Spannbeton-Rohren gezeigt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
sind.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spannbeton-Rohr, Fig.
2 einen Längsschnitt durch ein Spannbeton-Rohr nach einem anderen Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Beton-Rohr sowie ein
Metall-Rohr,
welches auf das Beton-Rohr aufgeschrumpft werden soll.
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Das in Fig. 1 gezeigte Spannbeton-Rohr besteht im wesentlichen aus
einem Beton-Rohr 1 und einem Metall-Rohr 2, welches auf das Beton-Rohr 1 aufgeschrumpft
ist.
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Das Spannbeton-Rohr ist mit einer Muffe 3 versehen, innerhalb derer-Dichtungsringe
4 angeordnet sind.
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Das Beton-Rohr 1, welches sowohl aus Beton wie auch aus Mörtel oder
Zement-Leim bestehen kann, ist auf einer Rohrformmaschine oder in einer Zentrifugenwalze
hergestellt. Das Metall-Rohr 2 ist auf einer Rohrwickel- und Schweißanlage hergestellt.
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Vorzugsweise besteht das Metall-Rohr 2 aus Stahl, wobei es erforderlich
ist, die Außenfläche des Metall-Rohres 2-gegen Korrosfon.zu schützen, was beispielsweise
dadurch geschehen kann, daß ein Kunststoffüberzug auf das Metall-Rohr 2 auf gebracht
wird. Ebenso ist es möglich, die Außenfläche des Metall-Rohres 2 mit einer Beschichtung
aus Zement-Leim zu versehen.
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Das in Fig. 2 gezeigte glatte Spannbeton-Rohr besteht wiederum aus
einem Beton-Rohr 1 und einem Metall-Rohr 2, wobei das Metall-Rohr 2 auf das Beton-Rohr
1 aufgeschrumpft ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Außenfläche des
Metall-Rohres 2 mit einer Beschichtung 5 aus Zement-Leim versehen.
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Das Beton-Rohr 1 ist auf ein Kunststoff-Rohr 6 aufgebaut, so daß die
Innenwandung des Beton-Rohres 1 gegenüber aggressiven Medien geschützt ist.
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Fig. 3 zeigt ein Beton-Rohr 1 sowie ein Metall-Rohr 2 vor dem Aufschrumpfen
des Metall-Rohres 2 auf das Beton-Rohr 1.
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Der Innendurchmesser des Metall-Rohres 2 ist kleiner als der Außendurchmesser
des Beton-Rohres 1, so daß das Metall-Rohr 2 erhitzt werden muß, wodurch sich der
Innendurchmesser des Metall-Rohres 2 vergrößert. Die Abmessungen des Metall-Rohres
2 sind so gewählt, daß bei einer Erhitzung auf einen vorbestimmten Temperaturbereich
der Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Beton-Rohres
1 ist. In diesem Zustand wird das Metall-Rohr 2 über das Beton-Rohr 1 geschoben
und daß dieserart hergestellte Verbund-Rohr sofort abgeschreckt. Schon das Aufschieben
des Metall-Rohres 2 auf das Beton-Rohr 1 erfolgt sehr schnell, um eine übermäßige
Erwärmung des Beton-Rohres 1 und die damit verbundene Gefahr des Austritts von Kristallwasser
zu vermeiden. Durch das Abschrecken zieht sich das Metall-Rohr 2 wieder zusammen,
da es aber seinen ursprünglichen kleineren Innendurchmesser nicht wieder einnehmen
kann, wird das Beton-Rohr 1 entsprechend vorgespannt.
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Abgesehen davon, daß Spannbeton-Rohre, bei denen ein Metall-Rohr 2
auf ein Beton-Rohr 1 aufgeschrumpft wird, auch anders geformte Muffen aufweisen
kann als dies beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, besteht auch die Möglichkeit,
das Metall-Rohr 2 entwas länger herzustellen als das Beton-Rohr 1, so daß ein Verschweißen
mehrerer derartiger Spannbeton-Rohre möglich ist.
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Die erzielbare Vorspannung hängt im wesentlichen davon ab, wie groß
der Unterschied zwischen dem kleineren Innendurchmesser des Metall-Rohres 2 und
dem größeren Außendurchmesser des Beton-Rohres 1 gewählt wird und weiterhin davon,
welches Metall gewählt wird. Es ist zwar schon gesagt worden, daß vorzugsweise Stahl
Verwendung findet, es ist aber auch denkbar,
beispielsweise eine
Aluminium-Legierung zu verwenden, was den Vorteil mit-sich bringt, daß ein zusätzlicher
Korrosionsschutz der Außenflächen des Metall-Rohres 2 dann nicht mehr erforderlich
ist.
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Es kann zweckmäßig sein, das Beton-Rohr 1 vor dem Aufschieben des
Metall-Rohres 2 abzukühlen, um eine noch größere Sicherheit dafür zu gewährleisten,
daß keinerlei Kristallwasser aus dem Beton-Rohr 1 beim Aufschieben des stark erhitzten
Metall-Rohres 2 austritt.
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Die Verwendung eines kolloidierten Zement-Wasser-Gemisches für die
Herstellung des Beton-Rohres ist im Rahmen vorliegender Erfindung besonders vorteilhaft,
da bei diesem Material unerwünschte Kriecheigenschaften nicht oder nur in unbedeutendem
Maße auftreten.