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Mit der industriellen Entwicklung zu Beginn des 19. Jahrhunderts erwuchs insbesondere in den großen Städten Deutschlands auch die Notwendigkeit zum Bau von Kanalisationen, d.h. von Anlagen zur Sammlung und Ableitung von Abwasser. Diese wurden seitdem ständig erweitert und stellen heute teilweise die größte Vermögensanlage von Städten, Gemeinden oder Entwässerungswerken dar. Die vorliegende Vortragsreihe" Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen" |
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Maße von Rohren und Formstücken: In den Produktnormen sind Angaben zu Nennweiten, Durchmessern und Toleranzen, Geradheit, Rechtwinkligkeit der Stirnflächen, Baulänge, Sohlengleichheit zu machen. Wandrauheit: Innenwände von Rohren müssen frei von sichtbaren Fehlern sein, die ihre hydraulische Leistungsfähigkeit nachteilig beeinflussen können. Beschaffenheit: Rohre und Verbindungen müssen frei von Fehlern sein, die den Einbau und den Betrieb … |
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| Wichtig: |
Hochdruckspülfestigkeit: Rohre müssen Beanspruchungen aus Hochdruckspülungen widerstehen. Bearbeitbarkeit: Hersteller müssen Angaben zur bauseitigen Bearbeitung machen. Beschichtungen und Auskleidungen: Sofern Beschichtungen, Auskleidungen oder andere Schutzmaßnahmen erforderlich sind, müssen in den Produktnormen auch unter Beachtung des Einbaus entsprechende Angaben gemacht werden. Ggf. kann es notwendig sein, zusätzliche Schutzmaßnahmen … |
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Wichtig: |
Belastbarkeit und Steifigkeit: Für Rohre sind in Abhängigkeit von Einbauart, Nutzung und Werkstoff zur rechnerischen Erfassung ihres charakteristischen mechanischen Verhaltens insbesondere die folgenden Kennwerte erforderlich: Elastizitätsmodul, Wichte, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Druckfestigkeit, Ringbiegezugfestigkeit, Längsdruckfestigkeit und Schwingbreite.
Temperaturverhalten: Rohre und Rohrverbindungen mit Nennweiten bis zu DN/… |
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(Bild: Cloaca Maxima in Rom, Schnitt durch die Abwasserleitung)
Seit 1842 werden in Europa planmäßig Kanalisationen errichtet. Bei der Herstellung von Kanälen baute man zunächst auf dem hohen Wissensstand der Römer auf, die große Kanäle gemauert hatten und für kleine Nennweiten häufig "Tonrohre" verwendeten, die an einem Ende konisch ausliefen, so dass die Rohre ineinander gesteckt und damit verbunden werden konnten.
Über ein Jahrhundert hindurch … |
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(Bild: Werkstoffverteilung in Deutschland [DWA04])
Der überwiegende Teil der Kanalisationen besteht jedoch aus vorgefertigten Rohren unterschiedlicher Werkstoffe, insbesondere aus Beton und Stahlbeton oder Steinzeug. Erst in jüngerer Zeit werden Kunststoffrohre sowie Rohre aus duktilem Gußeisen, Faserzement und Polymerbetonrohre eingesetzt.
Die im Bauwesen verwendeten Werkstoffe (Sammelbezeichnung für alle Materialien) werden auch als Baustoffe … |
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Bei den in Kanalisationen eingesetzten Baustoffarten wird zwischen metallischen, organischen, nichtmetallisch-anorganischen und Mehrkomponentenbaustoffen unterschieden. Letztere werden wiederum in Verbundbaustoffe, bewehrte Baustoffe und verstärkte Baustoffe unterteilt [Schor]. (Bild: Werkstoffe der Kanalisation) |
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(Bild: Großprofil aus Kanalklinker) |
(Bild: Historisches Bauteil aus Naturstein) |
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- Planmäßige Herstellung von Kanalisationen in Deutschland seit 1842
- Bis zur Jahrhundertwende wurden Kanalbauwerke im begehbaren Nennweitenbereich fast ausschließlich aus Mauerwerk ausgeführt.
| (Bild: Anwendungsbeispiele für die Ausmauerung von Abwasserkanälen mit eiförmigem Querschnitt nach DIN 4051 Beiblatt [DIN4051] Maße in mm) | (Bild: Noch im Betrieb befindliche gemauerte Kanäle aus dem 19. Jahrhundert in Manchester [Read81]) |
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- Aushub und Verbau der Baugrube; ggf. Einrichten der GW-Haltung
- Einmessen und Abstecken der Sohlhöhe und der Kanalachse
- Verlegen der Sohlsteine (ggf. mit zuvor erstelltem Fundament)
- Aufstellen der Lehrbögen und Einschalung des Gewölbes; Herstellung des MW-Gewölbes
- Verfüllung der Baugrube
- Abbau der Lehrbögen
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(Bild: Beispiel für die GW-Haltung durch Verlegung einer Längsdränage [Hahn28])
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(Bild: MW-Kanal mit Sohlstein, Betonhinterfüllung und zuvor … |
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Herstellung unterhalb des Kämpfers im gewachsenen Boden bzw. im zuvor erstellten Widerlager aus Stampfbeton. |
(Bild: Herstellung gemauerter Kanäle [Frühl10] - Bettung im gewachsenen Boden) |
(Bild: Herstellung gemauerter Kanäle [Frühl10] - Kanal mit vollständiger Hintermauerung) |
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| | (Bild: Wanddicke in Abhängigkeit der Breite des Kanals)
| (Tabelle: Wanddicken von Mauerwerkskanälen in Abhängigkeit der Breite des Kanals in Anlehnung an [Braub25]) |
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(Bild: Spitzende eines ca. 130 Jahre alten Steinzeugrohres) |
Steinzeugrohre (früher Tonrohre genannt) gehören zu den ältesten Fertigteilen in Kanalisationen. Sie werden aus geeigneten Tonen unter Hinzufügung von Schamotten hergestellt und bis zur Sinterung dichtgebrannt [FI-Stein96] [FVS78].
Während des Brennens verschmilzt gleichzeitig eine zuvor aufgebrachte Glasurmasse unlösbar mit den Scherben zur Innen- und ggf. Außenglasur, die sich im Gegensatz … |
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Der Regelquerschnitt der Steinzeugrohre war und ist der Kreisquerschnitt, wobei sich der hauptsächlichste Einsatzbereich bisher auf Rohrleitungen DN 100 bis DN 600 erstreckte.
Die Nennweitenabstufungen sind bis heute nahezu unverändert geblieben. Sie betragen bis DN 150 je 25 mm und > DN 150 bis DN 500 je 50 mm bzw. > DN 500 bis DN 800 je 100 mm und > DN 800 bis DN 1400 je 200 mm. Nach Bedarf wurden früher weitere Zwischenstufen angefertigt. |
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Kunststoffe sind makromolekulare, organische Verbindungen, die durch chemische Aneinanderlagerung niedermolekularer Grundbausteine (sogenannte Monomere) entstehen [Bos00]. Durch die große Anzahl der möglichen Aneinanderlagerungen (linear, verzweigt, vernetzt) können Kunststoffe gezielt im Hinblick auf gewünschte Eigenschaften zu Thermoplasten und Duroplasten synthetisiert werden. (Bild: Schematische Darstellung der Struktur von Kunststoffen in … |
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Aus linear oder verzweigten Molekularfäden bestehende Kunststoffe ergeben Thermoplaste, die wiederholbar geschmolzen und gelöst werden können und die die Basis bilden für die nachfolgend behandelten -
Rohre aus Polyethylen (PE)
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Rohre aus Polypropylen (PP)
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Rohre aus Polyvinylchlorid (PVC-U)
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(Bild: Fabekun®-HS-Rohre - blau = Regenwasserrohre und braun = Schmutzwasserrohre [FI-Funke]) |
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(Bild: PE-HD-Langrohre DA 500) |
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(Bild: Kunststoffrohr mit profilierter Wandung) |
Kunststoffrohre werden seit den dreißiger Jahren dieses Jahrhunderts in der Abwassertechnik verwendet. Man unterscheidet neben der Kunststoffart (PVC-U, PE-HD und UP-GF) folgende Konstruktionsprinzipien [KRV97]: -
Vollwandrohrsysteme,
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Mehrschichtsysteme ,
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Systeme mit profilierter …
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Aufgrund der relativ geringen Korrosionsbeständigkeit spielte Stahl als Werkstoff für Freispiegelleitungen trotz seiner hohen Festigkeit, guten Zähigkeit und guten Schweißbarkeit [Buttc85] keine wesentliche Rolle.
Stahlrohre sind unabhängig vom Angriffsgrad nach [DIN19530], Teil 2, Abs. 4.5.2, innen mit einem Korrosionsschutz in Form einer Plastomerbeschichtung, die unter Verwendung eines Haftvermittlers aufgebracht wird, zu versehen.
Bei den im … |
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| (Bild: Herstellung eines Gussrohres)
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Duktiles Gusseisen ist ein zäher Eisen-Kohlenstoff-Werkstoff, dessen Kohlenstoffanteil überwiegend als Graphit in freier Form vorliegt. Vom früher verwendeten Grauguss unterscheidet sich duktiles Gusseisen hauptsächlich durch die Gestalt der Graphitteilchen [FGR83]. Grauguss enthält Lamellengraphit, duktiler Guss Kugelgraphit. Durch die Graphitform werden im wesentlichen die mechanischen Eigenschaften geprägt; … |
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