Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Steinzeug-Schalen und Steinzeug-Platten
Steinzeugplatten werden seit der Jahrhundertwende als Voll- oder Teilauskleidung von Beton- und Stahlbetonrohren als Korrosionsschutz, aber auch als wirtschaftliche Alternative zum gemauerten Kanal eingesetzt [König02b] [Stein13] .
Die ersten Steinzeugplatten besaßen die Abmessungen Länge 330 mm, Breite 110 oder 115 mm, Höhe 20 mm und auf der Rückseite aufgerauhte Längsrillen, um ein sicheres Haften im Zementmörtel oder Asphaltkitt zu erzielen. Ihr Einsatzbereich erstreckte sich auf fast alle Kanalquerschnittsformen (Abschnitt 1.3) . Nur unterschnittene Wandflächen, wie sie beispielsweise bei Haubenprofilen vorkommen, innere Gewölbe und ebene Flächen bereiteten Schwierigkeiten bei der nachträglichen Auskleidung und wurden deshalb nur selten ausgeführt [Stein13] .
Heute stehen zur Auskleidung von Beton- und Stahlbetonrohren, Auftritten in Schächten sowie Becken und Behältern in der Regel nur ebene Steinzeugplatten mit den Abmessungen 240 x 115 mm2 bis 740 x 240 mm2 mit jeweils 20 mm Dicke zur Verfügung. Für die Ausbildung vorhandener Gerinne werden Steinzeug-Sohlenschalen oder -Halbschalen eingesetzt (Image 5.3.2.5.1.1-1) (Image 5.3.2.5.1.1-2) (Image 5.3.2.5.1.1-3) [FI-Stein96] .
Image 5.3.2.5.1.1-1:
Einsatzbereiche für Steinzeug- Sohlenschalen - Schacht mit Steinzeug- Bogenschalen [FI-Stein96] |
Image 5.3.2.5.1.1-2:
Einsatzbereiche für Steinzeug- Sohlenschalen - Schacht mit Steinzeug-Halbschale, Auftritt mit Steinzeug-Platten [FI-Stein96] |
Image 5.3.2.5.1.1-3:
Einsatzbereiche für Steinzeug- Sohlenschalen - Trockenwetterabflußrinne aus Steinzeug-Halbschalen, Auftritt mit Steinzeug-Platten [FI-KMG] |
Steinzeug-Halbschalen werden in Baulängen bis zu 1.000 mm für Nennweiten von DN 100 bis DN 700 (Table 5.3.2.5.1.1-1), Steinzeug-Sohlenschalen mit 1/3- und 1/4-Teilung in Baulängen bis 490 mm für Nennweiten von DN 250 bis DN 600 geliefert (Table 5.3.2.5.1.1-2) (Image 5.3.2.5.1.1-1) (Image 5.3.2.5.1.1-2) .
Steinzeug-Halbschalen [FI-Stein96]
| Nennweite DN |
Sehnenlänge (innen) b1 |
Sehnenlänge (außen) b2 |
Stichmaß h |
Ohne Muffe mittl. Gewicht kg⁄m |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 100 | 131 | 65 | 6 |
| 125 | 126 | 159 | 79 | 8 |
| 150 | 151 | 186 | 93 | 10 |
| 200 | 202 | 242 | 121 | 14 |
| 250 | 252 | 296 | 148 | 20 |
| 300 | 302 | 350 | 176 | 28 |
| 350 | 352 | 404 | 203 | 35 |
| 400 | 402 | 460 | 230 | 45 |
| 450 | 452 | 516 | 260 | 54 |
| 500 | 503 | 581 | 286 | 65 |
| 600 | 603 | 687 | 341 | 85 |
| 700 | 704 | 790 | 396 | 110 |
| Maße in mm − Übrige Maße wie Rohre, Reihe N Weitere Nennweiten und Baulängen auf Anfrage |
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Steinzeug-Sohlenschalen [FI-Stein96]
| Nennweite DN |
Teilung | Sehnenlänge (innen) b1 |
Sehnenlänge (außen) b2 |
Stichmaß h |
Ohne Muffe mittl. Gewicht kg⁄m |
|---|---|---|---|---|---|
| 250 | 1⁄3 | 217 | 255 | 85 | 13 |
| 1⁄4 | 177 | 208 | 59 | 10 | |
| 300 | 1⁄3 | 260 | 303 | 100 | 18 |
| 1⁄4 | 212 | 247 | 69 | 14 | |
| 350 | 1⁄3 | 303 | 350 | 114 | 22 |
| 1⁄4 | 247 | 286 | 78 | 17 | |
| 400 | 1⁄3 | 346 | 398 | 130 | 28 |
| 1⁄4 | 283 | 325 | 88 | 21 | |
| 450 | 1⁄3 | 390 | 447 | 146 | 37 |
| 1⁄4 | 318 | 365 | 99 | 28 | |
| 500 | 1⁄3 | 433 | 501 | 165 | 42 |
| 1⁄4 | 354 | 409 | 113 | 32 | |
| 600 | 1⁄3 | 520 | 596 | 194 | 57 |
| 1⁄4 | 424 | 486 | 132 | 43 | |
| Maße in mm − Übrige Maße wie Rohre, Reihe N Weitere Nennweiten und Baulängen auf Anfrage |
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Die einzelnen Arbeitsschritte beim Verlegen von Steinzeug-Sohlenschalen sind in (Image 5.3.2.5.1.1-4) , (Image 5.3.2.5.1.1-5) und (Image 5.3.2.5.1.1-6) dargestellt.
Image 5.3.2.5.1.1-4:
Arbeitsschritte beim Einbau von Steinzeug-Sohlenschalen [FI-Kunsta] - Ausrichten und Fixieren der Steinzeug-Sohlenschalen |
Image 5.3.2.5.1.1-5:
Arbeitsschritte beim Einbau von Steinzeug-Sohlenschalen [FI-Kunsta] - Hinterfüllen (Absperrung der Haltung durch Abmauerung) |
Arbeitsschritte beim Einbau von Steinzeug-Sohlenschalen [FI-Kunsta] - Angleichen der Randbereiche
Für die Sohlenauskleidung von Gerinnen in Schächten mit Änderung der Fließrichtung gibt es Steinzeug-Bogenschalen als halbierte Bögen 45° ohne Muffe der Nennweiten DN 200, 250 und 300, aus denen sich die erforderlichen Abschnitte maßgerecht herstellen lassen (Image 5.3.2.5.1.1-2) (Image 5.3.2.5.1.1-3) (Image 5.3.2.5.1.1-4) . Beim Fehlen eines Gerinnes und bei entsprechend großem Querschnitt werden diese Platten auch zur nachträglichen Auskleidung des gesamten benetzten Sohlenbereiches verwendet.
Die Verlegung erfolgt nach dem sogenannten Mörtelbettverfahren, bei dem wie folgt vorgegangen wird [FI-Stein96] :
- Untergrund mit Druckspülgerät und anschließend mit hartem Besen oder Stahlbürste sorgfältig reinigen und mechanisch - möglichst durch Sandstrahlen - aufrauhen. Anschließend aufgerauhte Flächen reinigen und entstauben.
- Voranstrich (Haftvermittler) aufbringen (die Hinweise des Herstellers sind zu beachten).
- Schalen und Platten in kunststoffmodifiziertem Mörtelbett oder Zementmörtel der Gruppe III nach DIN 1053 [DIN1053-3:1990] mit einer Dicke von mindestens 10 mm verlegen.
- Fugen sind mindestens bis auf die halbe Schalen- oder Plattendicke auszukratzen, zu säubern und zu verfugen. Dehnungsfugen müssen durchgehend ausgebildet werden.
Weitere Hinweise zur Ausführung keramischer Auskleidungen sind in DIN 18157 Teile 1 bis 3 [DIN18157] enthalten.
Sohlenauskleidung mit Steinzeug-Halbschalen [Mülle84]
Eine Spezialanwendung von Steinzeug-Halbschalen zur Behebung der Schäden Sohlenkorrosion und Lageabweichung zeigt (Image 5.3.2.5.1.1-7) . Vor der Montage wurde der fehlende Sohlenbereich des gemauerten Kanals mit Unterwasserbeton verfüllt. Die Hohlräume in der Leitungszone wurden injiziert und anschließend die Steinzeug-Halbschalen im Mörtelbett verlegt [Mülle84] . Diese Vorgehensweise ist nur möglich, wenn eine entsprechende Querschnittsreduzierung zugelassen werden kann.
Neben der Verlegung im "Mörtelbett", die häufig nicht mit einer vollflächigen Haftung zwischen Steinzeug-Element und Untergrund verbunden ist, gibt es noch das "Klebebettverfahren". Hierbei werden die Schalen und Platten in ein ca. 15 mm dickes Klebebett aus sogenanntem "Mittelbettmörtel" eingeschoben [Berze88] . Die im allgemeinen verwendeten kunststoffmodifizierten Zementmörtel [FI-PC] [FI-Woell] müssen die Anforderungen der DIN 18156 Teil 2 [DIN18156] erfüllen.
Der Arbeitsablauf bei der Verlegung der Platten nach dem Klebebettverfahren gestaltet sich wie folgt (Image 5.3.2.5.1.1-8) (Image 5.3.2.5.1.1-9) (Image 5.3.2.5.1.1-10) (Image 5.3.2.5.1.1-11) (Image 5.3.2.5.1.1-12) :
Auf den Untergrund, der tragfähig und frei von Zementschlämmen und sonstigen Verunreinigungen sein muß, wird zuerst mit der glatten Seite einer Rillenkelle eine dünne Kontaktschicht mit dem entsprechend den Herstellerangaben angemachten Klebemörtel aufgetragen und danach mit der gerillten Seite der Rillenkelle das Klebebett aufgekämmt. In das so vorbereitete Klebebett werden die Steinzeug-Platten, auf deren geriffelte oder mit schwalbenschwanzförmigen Vertiefungen versehene Rückseite der Klebemörtel aufgezogen wird, vollsatt eingeschoben. Dieses Verfahren wird auch als "Buttering-Floating-Verfahren" bzw. Zweibettverfahren [Berze88] [AGIAS10] [Engel90] bezeichnet. Zur Vermeidung eines Abgleitens der verhältnismäßig schweren Steinzeug-Platten an steileren Flächen bei Auskleidungen des Gasraumes und bei Vollauskleidungen empfiehlt es sich, Abstandhalter der gewünschten Fugenbreite einzusetzen, die nach dem Abbinden des Klebemörtels entfernt werden. Über Kopf sind die Steinzeug-Platten bis zum Abbinden des Klebemörtels zu sichern bzw. abzustützen. In Abhängigkeit des gewählten Mörtels kann die Verfugung nach 6 Stunden bis 3 Tagen durchgeführt werden [FI-PC] [FI-Woell] [FI-ERGEL] .
Image 5.3.2.5.1.1-8:
Verlegung von Steinzeug-Platten im Klebebettverfahren: Arbeitsablauf [Berze88] - Aufkämmen einer dünnen Kontaktschicht aus Klebemörtel auf den gereinigten Untergrund |
Image 5.3.2.5.1.1-9:
Verlegung von Steinzeug-Platten im Klebebettverfahren: Arbeitsablauf [Berze88] - Auftragen des Klebemörtels auf die geriffelte Rückseite der Steinzeug-Platten |
Image 5.3.2.5.1.1-10:
Verlegung von Steinzeug-Platten im Klebebettverfahren: Arbeitsablauf [Berze88] - Einschieben der Steinzeug-Platten in das vorbereitete Klebebett |
Image 5.3.2.5.1.1-11:
Verlegung von Steinzeug-Platten im Klebebettverfahren: Arbeitsablauf [Berze88] - Verlegen großformatiger Steinzeug-Platten unter Verwendung von Abstandhaltern |
Image 5.3.2.5.1.1-12:
Verlegung von Steinzeug-Platten im Klebebettverfahren: Arbeitsablauf [Berze88] - Verfugen mittels Handspritze |
Die Fugenbreite soll nach [Berze88] zwischen 8 und 10 mm und die Fugentiefe ca. 15 mm betragen. In [AGIAS10] werden für die Fugenbreiten 8 bis 10 mm angegeben, während die Fugentiefe in etwa der Plattendicke entsprechen soll. Letztgenannte Werte empfehlen sich bei sehr aggressiven Abwässern.
Für die Untergrundvorbehandlung ist es wichtig, nach dem Verlegen der Steinzeug-Platten überschüssiges Verlegematerial gleichmäßig tief aus den Fugen zu entfernen und den Verlegemörtel vor der Verfugung erhärten zu lassen. Trockene Fugenflanken sind unmittelbar vor dem Verfugen vorzunässen. Der angemachte Fugenmörtel wird mit einem Gummispachtel oder Schwammbrett dicht und tief in die Fugen eingebracht und die Oberfläche diagonal sauber abgezogen [Engel90] .
Dehnungsfugen sollen bei Rohren an jeder Rohrverbindung, bei Bauwerken an allen Bauwerksfugen und -ecken, in Belägen alle 5 m und bei allen Anschlüssen von Steinzeug-Gerinnen zur Steinzeug-Platten-Auskleidung vorgesehen werden. Sie sind dauerelastisch herzustellen [Berze88] . Hierzu können die im (Abschnitt 5.2.3.2.1) genannten Abdichtungsstoffe verwendet werden.
Die kombinierte Verwendung von Steinzeug-Sohlenschalen und -platten zur nachträglichen Herstellung einer Trockenwetterabflußrinne in einem Kanal aus Stahlbetonvortriebsrohren DN 2500 zeigen (Image 5.3.2.5.1.1-13) und (Image 5.3.2.5.1.1-14) [Rosen87] . Die Schrägen wurden nach dem Buttering-Floating-Verfahren mit sonderformatigen Steinzeug-Platten 520/155 mm2 ausgekleidet.
Image 5.3.2.5.1.1-13:
Nachträglich hergestellte Trockenwetterabflußrinne in einem Stahlbetonkanal DN 2500 unter Verwendung von Steinzeug-Platten (Ansicht) [Rosen87] |
Image 5.3.2.5.1.1-14:
Nachträglich hergestellte Trockenwetterabflußrinne in einem Stahlbetonkanal DN 2500 unter Verwendung von Steinzeug-Platten (Schnitt) [Rosen87] |
