Das Asbestzement-Druckrohr

ISBN-13: 9783642489976 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 564 str.

Kurt Hunerberg

Opis

Die zunehmende Bedeutung des Asbestzement-Druckrohres im Trinkwasser-, Abwasser-, Gas- und Industrieleitungsbau hat den Wunsch nach einer umfassenden Behandlung aller mit diesem Rohrleitungsmaterial verknupften Probleme immer dringlicher werden lassen. Eine zusammen- fassende Darstellung uber Asbestzement-Druckrohre liegt bisher noch nicht vor. Zwar gibt es zahlreiche Einzelveroffentlichungen im In- und Ausland, sie liegen jedoch zum groten Teil schon langer zuruck, so da sie dem heutigen Stande vielfach nicht mehr entsprechen. Daruber hinaus haben sie meistens auch nur spezielle Probleme zum Inhalt. Aus diesem Grunde trat die ETERNIT Aktiengesellschaft in Berlin an mich heran mit der Bitte, die bestehende Lucke zu schlieen und dem planenden und ausfuhrenden Ingenieur alles 'Wissenswerte uber das heutige Asbestzement-Druckrohr an Hand zu geben. Fur diese Aufgabe wurde neben der Auswertung der vorhandenen Literatur ein umfangreiches Versuchsprogramm aufgestellt, in dessen Rahmen vielseitige Untersuchungen an Asbestzement- Druckrohren durchgefuhrt wurden. Besonderes Augenmerk wurde dabei gerichtet auf die hydrau- lischen Eigenschaften, die mechanischen Festigkeiten und die 'Widerstandsfahigkeit gegenuber chemischen Angriffen. vVeiterhin interessierte auch das Verhalten der Asbestzement-Druckrohre in bakteriologischer Hinsicht. Mit Rucksicht auf die Errichtung zahlreicher Reaktoren fur die: Forschung und Gewinnung von Kernenergie und in Anbetracht der zunehmenden Verwendung radioaktiver Isotope wurde das Versuchsprogramm auch auf radiologische Untersuchungen ausgedehnt. Schlielich wurden verschiedene alte, seit .Jahren oder schon seit Jahrzehnten unter besonderen Bedingungen in Betrieb befindliche Asbestzement-Druckrohre ausgegraben und naher untersucht, sowie Rohre in Abwasserleitungen, die besondere Abwasser fuhren, eingebaut, um ihren Zustand nach einer gewissen Betriebsdauer festzustellen.

Spis treści

1. Die historische Entwicklung des Asbestzement-Druckrohres.- 2. Die Bestandteile des Asbestzementes.- 2.1 Der Asbest.- 2.11 Das Vorkommen von Asbest.- 2.12 Die Entstellung des Asbestes.- 2.13 Die Gewinnung der Asbestfasern.- 2.131 Der Abbau des Asbestgesteins.- 2.132 Die Aufbereitung des Asbestgesteins.- 2.14 Die verschiedenen Asbestarten.- 2.141 Serpentinasbest.- 2.142 Amphibolasbest.- 2.15 Die Eigenschaften des Asbestes.- 2.151 Die Faserstärke und die innere Struktur des Asbestes.- 2.152 Die Zugfestigkeiten und der Elastizitätsmodul des Asbestes.- 2.153 Die elektrischen Eigenschaften.- 2.154 Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung des Asbestes.- 2.155 Die Widerstandsfähigkeit des Asbestes gegenüber chemischen Angriffen.- 2.2 Der Zement.- 2.21 Allgemeines über Portlandzement.- 2.211 Die Bestandteile des Portlandzementes.- 2.212 Die Herstellung des Portlandzementes.- 2.213 Der Erhärtungsvorgang.- 2.214 Einige Ursachen für Schäden am erhärteten Zementprodukt.- 2.215 Einige physikalische Eigenschaften.- 2.216 Das Verhalten des Portlandzementes gegen chemische Angriffe.- 2.22 Die Normenzemente.- 2.221 Portlandzement.- 2.222 Hüttenzemente.- 2.223 Traßzement.- 2.23 Einige Spezialzemente.- 2.231 Tonerdeschmelzzement.- 2.232 Erzzement.- 2.233 Hochsulfatbeständiger Zement.- 2.3 Das Anmachwasser.- 3. Die Herstellungsverfahren für Asbestzement-Druckrohre.- 3.1 Aufbereiten des Asbestes und Herstellung der Asbestzement-Mischung.- 3.2 Wickeln der Druckrohre auf einer Rohrmaschine.- 3.21 Das Mazza-Verfahren.- 3.22 Das Magnani-Verfahren.- 3.23 Das Daxmine-Verfahren.- 3.24 Sonstige Verfahren.- 3.3 Abbinden und Erhärten der Rohre.- 3.4 Nachbearbeiten der Rohre.- 3.5 Herstellen der Asbestzement-Bögen.- 4. Asbestzenient-Druckrohre.- 4.1 Allgemeine Beschreibung.- 4.11 Abmessungen.- 4.12 Zulässige Abweichungen von den Abmessungen65.- 4.13 Mindestfestigkeiten.- 4.14 Verlangte Prüfungen.- 4.141 Prüfung auf Ringzugfestigkeit.- 4.142 Prüfung auf Scheiteldruckfestigkeit.- 4.143 Prüfung auf Biegezugfestigkeit.- 4.15 Kennzeichnung der Rohre.- 4.2 Äußere Beschaffenheit.- 4.21 Aussehen.- 4.22 Maßhaltigkeit.- 4.221 Geradheit.- 4.222 Wanddicke.- 4.223 Rundheit.- 4.3 Hydraulische Eigenschaften.- 4.31 Reibungsverluste.- 4.32 Verhalten bei Druckstoß.- 4.33 Festigkeitsverhalten bei Druckstößen.- 4.4 Physikalische Eigenschaften.- 4.41 Gefügebeschaffenheit, Quasiisotropie.- 4.42 Spezifisches Gewicht und Raumgewicht des Asbestzements.- 4.421 Spezifisches Gewicht (Reinwichte).- 4.422 Raumgewicht (Rohwichte).- 4.43 Porosität, Wasseraufnahme und Längenänderung infolge Wasseraufnahme.- 4.431 Porosität.- 4.432 Wasseraufnahme.- 4.433 Längenänderung infolge Wasseraufnahme.- 4.434 Dichtheit gegenüber Erdölen.- 4.435 Dichtheit gegenüber Gasen.- 4.44 Temperaturverhalten und Verformung infolge Temperaturänderung.- 4.45 Wärmeleitfähigkeit.- 4.46 Elektrische Leitfähigkeit und Widerstand.- 4.5 Mechanische Festigkeiten.- 4.501 Ringzugfestigkeit.- 4.501 1 Berstdrücke.- 4.501 2 Bruchspannungen.- 4.501 3 Verformungen infolge Innendruckes.- 4.502 Scheiteldruckfestigkeiten.- 4.502 1 Bruchspannungen.- 4.502 2 Verformung des Rohrquerschnittes infolge Scheiteldruckbelastung.- 4.502 3 Die örtlichen Dehnungen infolge Scheiteldruckbelastungen.- 4.503 Längsbiegefestigkeit.- 4.503 1 Längsbiegebruchspannungen.- 4.503 2 Durchbiegung des Rohres und Verformung der Rohrdurchmesser beim Biegeversuch.- 4.503 3 Die örtlichen Dehnungen und Stauchungen.- 4.504 Druckfestigkeit in Rohr-Längsrichtung.- 4.504 1 Bruchspannungen.- 4.504 2 Dehnverhalten beim Längsdruckversuch.- 4.505 Schlagfestigkeit.- 4.506 Dauerfestigkeit.- 4.506 1 Längsbiegewechselfestigkeit.- 4.506 2 Ringbiegeschwellfestigkeit.- 4.507 Nachhärtung.- 4.508 Der Einfluß des Wassergehaltes auf die Festigkeiten.- 4.509 Scheiteldruckfestigkeit gefrorener Asbestzement-Druokrohrproben.- 4.510 Allgemeine Festigkeiten, Materialkennwerte.- 4.510 1 Zugversuche an Probestäben.- 4.510 2 Druckversuche an Probestäben.- 4.510 3 Torsionsversuche an Drillstäben.- 4.510 4 E-Modul und Poissonsche Zahl.- 4.510 5 Abriebfestigkeit.- 4.511 Untersuchungen an dynamisch belasteten erdverlegten Asbestzement-Druckrohren.- 4.511 1 Schwing- und Verdichtungsversuche an erdverlegten Asbestzement-Druckrohren.- 4.511 2 Versuche mit Verkehrsbelastungen durch Fahrzeuge an im rolligen Boden liegenden Asbestzement-Druckrohren NW 600.- 4.511 3 Zusammenfassung.- 4.6 Verhalten gegen chemische Einwirkungen.- 4.61 Allgemeine Betrachtung zur Korrosion von Asbestzement-Druckrohren.- 4.611 Der pH-Wert.- 4.612 Der Begriff der Härte und das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht.- 4.613 Die Sulfatreduktion und ihre Bedeutung für die Außenkorrosion von Asbestzement-Druckrohren.- 4.62 Innenkorrosion.- 4.62 01 Versuche mit aufbereitetem Trinkwasser.- 4.62 02 Versuche mit aggressiver Kohlensäure.- 4.62 03 Versuche mit Salzsäure.- 4.62 04 Versuche mit Schwefelsäure.- 4.62 05 Versuche mit Sulfaten.- 4.62 06 Versuche mit Sulfiden.- 4.62 07 Versuche mit Orthophosphorsäure.- 4.62 08 Versuche mit Ammoniumchlorid.- 4.62 09 Versuche mit Salpetersäure.- 4.62 10 Versuche mit Essigsäure.- 4.62 11 Versuche mit Färbereiabwässern.- 4.62 12 Versuche mit Schlachthofabwässern.- 4.62 13 Versuche mit Abwässern einer Wäscherei und Reinigungsanstalt.- 4.62 14 Versuche mit Molkereiabwässern.- 4.63 Außenkorrosion.- 4.631 Die niederländischen Feldversuche mit Asbestzement-Druckrohren.- 4.632 Die amerikanischen Feldversuche.- 4.633 Zusammenfassung.- 4.64 Erdstrom- und Streustromkorrosion.- 4.7 Bakteriologisches Verhalten.- 4.8 Verhalten gegen Radioaktivität.- 4.81 Untersuchungen über die Adsorption von radioaktiven Substanzen an Asbestzement.- 4.82 Messung der Absorption von Gamma- und Neutronenstrahlen an Asbestzement.- 4.821 Die Absorption von Gammastrahlen.- 4.822 Die Absorption von Neutronenstrahlungen.- 4.83 Rechnerische Ermittlung der bei der Einwirkung von langsamen (thermischen) Neutronen auf Asbestzement zu erwartenden Aktivität.- 4.831 Die Zusammensetzung des Asbestzementes.- 4.832 Berechnung der spezifischen Aktivität der durch Einwirkung langsamer (thermischer) Neutronen gebildeten radioaktiven Isotope.- 4.84 Der Einfluß von ?-Strahlen auf die Festigkeit von aus Asbestzement-Druckrohren ausgesägten Probeprismen.- 4.85 Zusammenfassende Beurteilung der Untersuchungsergebnisse.- 5. Erfahrungen mit verlegten Asbestzement-Druckrohrleitungen.- 5.1 Erfahrungen mit Trinkwasserleitungen.- 5.101 Ausbau Frauenzimmern.- 5.102 Ausbau Bayreuth.- 5.103 Ausbau Behau.- 5.104 Ausbau Mammelzen.- 5.105 Ausbau Scheessel.- 5.106 Ausbau Hohenwestedt.- 5.107 Ausbau Bad Lauterberg.- 5.108 Ausbau Westerland.- 5.109 Ausbau Birkheim.- 5.110 Ausbau Langenfeld.- 5.111 Ausbau Kempten.- 5.112 Ausbau Hinterlangenbach.- 5.113 Ausbau von Asbestzement-Druckrohren in niederländischen Wasserwerken.- 5.114 Ausbau von Asbestzement-Druckrohren in englischen Versorgungsbetrieben.- 5.115 Ausbau von Asbestzement-Druckrohren in italienischen Versorgungsbetrieben.- 5.116 Ausbau von Asbestzement-Druckrohren in der kanadischen Stadt Winnipef/Manitoba.- 5.2 Erfahrungen mit Meerwasser- und Soleleitungen.- 5.21 Ausbau Genua.- 5.22 Ausbau Wittdün auf Amrum.- 5.23 Ausbau Westerland auf Sylt.- 5.24 Ausbau Bad Nenndorf.- 5.3 Erfahrungen mit Abwasserleitungen.- 5.31 Ausbau Stuttgart.- 5.32 Ausbau Starnberg.- 5.33 Kläranlage Bottrop-Bernemünde.- 5.34 Ausbau einer Grubenwasserleitung.- 5.35 Ausbau einer Leitung für Kaliendlauge.- 5.4 Erfahrungen mit Jaucheleitungen.- 5.5 Zusammenfassung.- 6. Rohrverbindungen und Fornistücke.- 6.1 Rohrverbindungen.- 6.11 Die Stemm- und Vergußverbindungen.- 6.12 Die Simplex-Kupplung.- 6.13 Die Gibault-Kupplung.- 6.14 Die Flansch-Kupplung.- 6.15 Die Reka-Kupplung.- 6.151 Die Reka-Kupplung mit Anschlagring.- 6.152 Die Montage der Reka-Kupplung.- 6.153 Versuche mit der Reka-Kupplung.- 6.154 Spezialformen der Reka-Kupplung.- 6.16 Die zugfeste Rohrverbindung.- 6.17 Sonstige Rohrverbindungen für Asbestzement-Druckrohre.- 6.171 Die Super-Simplex-Kupplung.- 6.172 Die Triplex-Kupplung.- 6.173 Die Self-Tite-Kupplung.- 6.174 Die Komeet-Kupplung.- 6.175 Die Himanit-Kupplung.- 6.176 Die Schraubverbindungen aus Asbestzement.- 6.2 Das Dichtungsmittel Gummi.- 6.3 Formstüeke.- 7. Rohrschutz.- 7.1 Der passive Rohrschutz.- 7.2 Der aktive Rohrschutz.- 7.21 Der Steinkohlenteerpechanstrich.- 7.22 Der Bitumenanstrich.- 7.23 Die Verwendung von Inhibitoren.- 7.24 Die Verwendung von sulfatbeständigem Zement.- 7.25 Der Fluatanstrich.- 8. Legung und Anwendung der Asbestzement-Druckrohre.- 8.1 Legen von Asbestzement-Druckrohren.- 8.101 Laden und Transport.- 8.102 Herstellen des Rohrgrabens.- 8.103 Leitungslegung.- 8.104 Bearbeitung der Asbestzement-Druckrohre auf der Baustelle.- 8.105 Krümmer- und Schieberwiderlager.- 8.105 1 Endverschluß- bzw. Schieberkraft.- 8.105 2 Krümmerkraft.- 8.105 3 Aufnahme der Krümmerkraft durch die Grabensohle.- 8.105 4 Aufnahme der Krümmerkraft durch die Grabenwand.- 8.106 Die Herstellung von Rohrabgängen und Hausanschlüssen.- 8.107 Eisenbahn- und Straßenkreuzungen.- 8.108 Benutzung von Asbestzement-Druckrohren für Erdungszwecke.- 8.109 Druckprüfung im Anschluß an die Leitungslegung.- 8.110 Verfüllen des Rohrgrabens.- 8.2 Beispiele besonderer Anwendung von Asbestzement-Druckrohren.- 8.21 Asbestzement-Druckrohre als Mantelrohre für Fernheizleitungen.- 8.22 Asbestzement-Druckrohre für Großrohrpostanlagen.- 8.23 Asbestzement-Druckrohre als Brunnenfilter- und Brunnenaufsatzrohre.- 8.24 Asbestzement-Druckrohre für Abwasserdüker.- 8.25 Asbestzement-Druckrohre als Brückenleitungen.- 8.26 Asbestzement-Druckrohre bei Verwendung von Rohrbrücken.- 8.27 Asbestzement-Druckrohre für Gewächshausheizungsleitungen.- 8.28 Asbestzement-Druckrohre als Säulenverkleidung.- 8.3 Die allgemeine Anwendung von Asbestzement-Druckrohren.- 9. Die Berechnung von Druckrohrleitungen.- 9.1 Reibungsverluste in einer Druckrohrleitung für Flüssigkeiten.- 9.11 Überblick über die vorhandenen Formeln zur Berechnung von Druck Verlusten in Rohrleitungen.- 9.12 Berechnung der Reibungsverluste nach Prandtl-Colebrook.- 9.121 Die Grundlagen der Prandtl-Colebrooksehen Formel.- a) Rauhe Rohre S. 442. - b) Glatte Rohre S. 444..- 9.122 Die Anwendung der Prakdtl-Colebrookschen Gleichung auf gerade Asbestzement-Druckrohrleitungen.- a) Reinwasser S. 447..- b) Abwasser S. 454..- c) Sonstige Flüssigkeiten S..- 9.13 Reibungsverluste in Bögen, Formstücken und Armaturen.- 9.131 Verluste in Bögen und Kniestücken.- 9.132 Verluste in Abzweigen.- 9.133 Verluste infolge Querschnittsveränderungen.- 9.134 Verluste infolge Armaturen.- 9.2 Druckstoß in Rohrleitungen.- 9.3 Druckabfall in einer Druckrohrleitung für Gase.- 9.31 Allgemeines.- 9.32 Gasleitung mit großem Druckabfall.- 9.321 Isothermische Strömung.- 9.322 Adiabatische Strömung.- 9.33 Gasleitung mit kleinem Druckabfall.- 9.4 Statische Berechnung erdverlegter Asbestzement-Druckrohre.- 9.41 Erdauflasten.- 9.411 Grabenleitung.- 9.412 Dammleitung.- 9.42 Verkehrslast.- 9.43 Wasserfüllung.- 9.44 Eigengewicht des Rohres.- 9.45 Einfluß der Rohrlagerung.- 9.46 Schnittkräfte.- 9.47 Spannungsermittlung.- 9.48 Innerer und äußerer Überdruck.- 9.49 Spannungen und Sicherheiten.- 9.491 Scheiteldruck (drucklose Leitungen).- 9.492 Innendruck.- 9.493 Scheiteldruck und Innendruck zusammen.- 9.5 Anwendungsbeispiele:.- 9.51 Berechnung einer Wasserleitung.- 9.52 Berechnung einer Ferngasleitung.- 9.53 Statische Untersuchungen an erdverlegten Asbestzement-Druckrohrleitungen.- 9.531 Grabenleitung.- 9.532 Dammleitung.- 9.533 Kanalisationsleitung.- Verzeichnis der ausgewerteten Versuchsberichte.- Verzeichnis der Asbestzenientrohr-Normen in verschiedenen Ländern.- Namenverzeichnis.