Verschluss für einen Spannkanal eines Spannbetonkörpers

Abstract

 Spannbetonkörper werden mit sogenannten Spannkanälen versehen, die einen in dem Spannbetonkörper verspannbaren Spannstahl (1) und ein diesen umgebendes Hüllrohr (3) aufweisen, das mit Zementmörtel ausgepreßt wird. Es ist zu beachten, daß der Spannkanal vollständig mit Mörtel der gewünschten Konsistenz ausgefüllt ist und im Spannkanal keine Wasser- oder Lufteinschlüsse verbleiben.
Gemäß der Erfindung wird eine Entlüftungsöffnung (5) des Spannkanales mit einem Verschlußteil (V,6) aus porösem Material verschlossen, dessen Poren so gewählt sind, daß Luft und dünnflüssige Stoffe hindurchgelassen, Zementmörtel (10) ab der gewünschten Konsistenz jedoch nicht hindurchgelassen werden. Das Verschlußteil ist z.B. eine semipermeable Membran in Form eines feinmaschigen Netzes bzw. Netzgewebes oder besteht aus einem offenzelligen Schaumstoff. Die Poren haben einen Durchmesser vorzugsweise zwischen 50 und 500 Mikrometern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für Entlüftungsöffnungen eines Spannkanales in einem Spannbetonkörper bzw. eines Preßraumes, in den über eine Injizieröffnung Injuziergut, zum Beispiel Zement- bzw. Einpreßmörtel unter Druck eingebracht wird.

[0002] In Spannbetonkörpern wird bei gespanntem Zustand der Spannglieder bzw. Spannstähle in die sie aufnehmenden Hüllrohre Zementmörtel eingepreßt, um den Hohlraum zwischen Spannstahl und Hüllrohr, d.h. den Spannkanal auszufüllen und zwischen Spannstahl und Hüllrohr einen lückenlosen Verbund herzustellen. Dieses Einpressen von Zementmörtel in den Spannkanal wird heute nach zwei Verfahren durchgeführt:

a) Der Spannkanal hat an beiden Enden eine Öffnung. Das Injizieren erfolgt durch Durchpressen von Zementmörtel von einer Öffnung zur anderen. Nach dem Injizieren werden beide öffnungen zum Beispiel durch Schieber verschlossen, die auf die öffnungen aufgesetzt bzw. aufgeschraubt sind.

b) Der Spannkanal ist an einem Ende geöffnet, am gegenüberliegenden Ende geschlossen. Hierbei wird vor oder zu Beginn des Einpressens des Injiziergutes in den Hüllrohren ein Unterdruck erzeugt; erst danach wird der Hohlraum durch Zementmörtel mit anschließendem Nachpressen mit Überdruck aufgefüllt; vgl. DE-PS 16'84 437.

[0003] Beide unter a) und b) genannten Verfahren haben typische, durch die Art des Verfahrens bedingte Nachteile, die bei bestimmten mehr oder weniger oft auftretenden Randbedingungen zu unvollständigem Ausfüllen der Hohlräume führen können.

[0004] Beim ersten Verfahren nach Punkt a) müssen die Arbeiten an der Injizier- und an der Entlüftungsseite des Spannkanales jeweils von einem Arbeiter überwacht werden. Der Arbeiter an der Entlüftungsstelle beobachtet die Konsistenz des austretenden Zementmörtels und verschließt den Anschluß dann, wenn der Mörtel seiner Meinung nach die richtige Konsistenz hat. Zwar wird von der Injizierpumpe im allgemeinen Zementmörtel gleichmäßiger Konsistenz geliefert; jedoch ist der Mörtel durch Luft und Wasserrückstände im Spannkanal anfangs oft von ungleichmäßiger Qualität. Damit hängt aber die Güte der Injektion sehr stark von der Sorgfalt und Schulung des Personals ab. Die Gütekontrolle der Verpressung wird bei einem großen Teil der Spannglieder nur nach Augenschein durchgeführt, so daß hierzu erhebliche Erfahrung notwendig ist. Wasserbeimengen und Verdünnung des Mörtels - hauptsächlich durch in den Spannkanälen stehendes Regen- und Kondenswasser, aber auch Anmachwasser des umgebenden Betons, das durch undichte Stellen in die Hüllrohre eindringt - werden oft nicht erkannt. Eine unvollständige Umhüllung des Spanngliedes mit Zementmörtel ist die Folge. Eine lückenlose Umhüllung des Spanngliedes mit Zementmörtel ist jedoch wegen des damit verbundenen Korrosionsschutzes unbedingt notwendig. Bei mangelnder Sorgfalt kann auch ein Teil des Injiziergutes ,und dies wegen des Preßdruckes nicht nur bei schräg liegenden Spanngliedern, wieder auslaufen.

[0005] Darüber hinaus ist dieses erste Verfahren überaus arbeits-und personalaufwendig, da für die Arbeiten und die Überwachung an der Entlüftungsseite wie an der Injizierseite und an eventuell vorhandenen Zwischenentlüftungen jeweils ein Mann benötigt wird.

[0006] Beim zweiten Verfahren nach Abschnitt b) können im Spannkanal Lufteinschlüsse verbleiben, da eine hundertprozentige Evakuierung nicht möglich ist und der Spannkanal in der Regel nicht absolut luftdicht ist. Wenn Wasser im Spannkanal ist, was häufig der Fall ist, da die Spannkanäle vor der Injizierung oft längere Zeit offen stehen und sich daher in ihnen Regen- und Kondenswasser oder bei undichten Hüllrohren auch Anmachwasser des Betons sammeln, kann dieses Wasser durch Evakuierung nicht entfernt werden. Es ist darüber hinaus auch meist nicht zu erkennen, ob Wasser im Spannkanal ist. Wird eine "Vakuum-Injektion" unter diesen Umständen durchgeführt, so ist ein Teil des Spanngliedes mit Sicherheit nicht mit Mörtel umhüllt. Beide genannten Nachteile verhindern ein lückenloses Ausfüllen des Ringraumes zwischen Spannstahl und Hüllrohr, so daß Korrosion eintreten kann.

[0007] Dieses zweite Verfahren ist zudem sehr zeit- und damit arbeitsaufwendig und erfordert verhältnismäßig hohe Investitionskosten. Ähnliche Probleme sind beim Einpressen von Injiziergut in andere Preßräume vorhanden, so zum Beispiel bei der Herstellung von Felsankern. Die Güte der Injektion und des Felsankers hängt hier ebenso von der Konsistenz des eingepreßten Zementmörtels ab.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannkanal bzw. allgemein einen mit Injiziergut auszufüllenden Preßraum so ausfüllen und danach verschließen zu können, daß ohne hohen Personal- und Materialaufwand ein reproduzierbar guter lückenloser Verbund zwischen Spannstahl - und Hüllrohr und einluft- und wassernestfreies Ausfüllen des Preßraumes mit Injiziergut einwandfreier Konsistenz möglich ist.

[0009] Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verschluß ein die Entlüftungsöffnung überdeckendes Verschlußteil aus porösem Material aufweist, dessen Poren so gewählt sind, daß Luft und dünnflüssige Stoffe hindurchgelassen, Injiziergut ab der gewünschten Konsistenz jedoch nicht hindurchgelassen werden.

[0010] Das poröse Verschlußteil ist zum Beispiel eine semipermeable Membran bzw. ein feinmaschiges Netz bzw. Gewebe oder ein Teil aus offenzelligem Kunststoff. Die Poren bzw. Maschen des Verschlußteiles weisen einen Durchmesser zwischen 50 und 500 Mikrometern auf; für üblichen Zement - bzw. Einpreßmörtel für Spannbetonkörper wird ein Durchmesser von typisch 150 bis 180 Mikrometern empfohlen. Diese Werte können selbstverständlich abhängig von der Konsistenz des Injiziergutes verändert werden.

[0011] Da die meisten Spannkanäle bereits einen Entlüftungsanschluß mit Gewinde aufweisen, auf den normalerweise die oben erwähnten Schieber oder Stöpsel zum Verschließen der Injizier- bzw. Entlüftungsöffnungen auf- bzw. eingeschraubt werden,weist ein Verschluß gemäß der Erfindung bevorzugt eine auf das Gewinde der Entlüftungsanschlüsse schraubbare Hülse auf, deren eine freie offene Seite durch das poröse Verschlußteil, zum Beispiel ein feinmaschiges Netz, abgeschlossen ist. Das Netz ist entweder um die Hülse gelegt und hier entsprechend befestigt, oder z.B. an einem Ring befestigt, der in die Hülse geschoben und an einem nach innen gebogenen Endkragen der Hülse anliegt. Ebenso kann das Verschlußteil ein in die Hülse eingesetzter und an den nach innen gebogenen Kragen der Hülse anleigender Kunststoffpfropfen sein.

[0012] Wird ein _Spannkanal mit einem Verschluß gemäß der Erfindung abgeschlossen, so werden die bei den obigen Verfahren a) und b) auftretenden Nachteile vermieden.

[0013] Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß ein poröses Verschlußteil, wie eine semipermeable Membran, ein feinmaschiges Netz oder ein Kunststoffpfropfen aus offenzelligem Kunststoff, so konstruiert werden kann, daß es durchlässig ist für Luft, Wasser und Zement- bzw. Einpreßmörtel mit zu hohem Wassergehalt, undurchlässig jedoch für Zementmörtel mit richtigem Wassergehalt. Ein mit einem Verschluß gemäß der Erfindung verschlossener Spannkanal'weist demnach praktisch für das Injiziergut planmäßiger und gewünschter Konsistenz bzw. Zähigkeit oder Viskosität nur eine Injizieröffnung, jedoch keine Ausflußöffnung auf; für alle anderen im Spannkanal vorkommenden Medien ist der Spannkanal jedoch frei durchgängig.

[0014] Das Verpressen eines'solchen Spannkanales läuft wie folgt ab: Der Zementmörtel wird von der Injizieröffnung aus in den Spannkanal eingepreßt. Luft und Wasser entweichen durch das poröse Verschlußteil des Verschlusses, ebenso Zementmörtel mit nicht planmäßigem zu hohen Wassergehalt. Ist der Spannkanal mit Zementmörtel planmäßiger Konsistenz gefüllt, verschließen sich die Poren des Verschlußteiles automatisch. Der Druck steigt an, bis die Injizierpumpe abgeschaltet wird oder sich bei einem einstellbaren Höchstdruck automatisch abschaltet. Mit einem Schieber wird der Spannkanal an der Injizierseite geschlossen , wobei der Druck im Spannkanal auch bei der Erhärtung des Zementmörtels erhalten bleibt. Der Injizieranschluß der Pumpe kann dann abgenommen werden.

[0015] Diese Erläuterungen gelten sinngemäß selbstverständlich auch für andere Preßräume als Spannkanäle, so zum Beispiel für die oben erwähnten Felsanker.

[0016] Die Vorteile des erwähnten Verfahrens bestehen also darin:

- im Spannkanal verbleibt keine Luft;

- im Spannkanal verbleibt kein Wasser;

- der Spannkanal ist nur mit Zementmörtel planmäßiger Konsistenz gefüllt, da Luft, Wasser und zu dünnflüssiger Zementmörtel herausgedrückt werden;

- der Spannkanal wird noch unter Druck stehend verschlossen und die Erhärtung des Zementmörtels erfolgt ebenfalls unter Druck;

- ein - unbeabsichtigtes - Auslaufen des Injiziergutes ist nicht möglich;

- die Arbeiten können sehr arbeitssparend durchgeführt werden, da der Verpreßvorgang weitgehend unabhängig von der Sorgfalt des Personals ist;

- die Gütekontrolle der Injekton ist einfach durch Inaugenscheinnahme der Entlüftungsöffnungen bzw. der Außenflächen des porösen Verschlußteiles des porösen Verschlusses durchzuführen;

- die Investitionskosten sind niedrig.

[0017] Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Spannkanal, der mit einem Verschluß gemäß der Erfindung abgeschlossen ist, vor dem Einpressen von Zementmörtel;

Figur 2 einen Querschnitt durch den mit Zementmörtel gefüllten und abgesperrten Spannkanal gemäß Figur 1;

Figur 3 schematisch die Ausbildung eines Verschlusses gemäß der Erfindung;

Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines Verschlusses gemäß der Erfindung;

Figur 5 eine dritte Ausführungsform eines Verschlusses gemäß der Erfindung;

Figur 6 schematisch einen Querschnitt durch einen Probeentnahmebehälter für Zementmörtel, der mit einem Verschluß gemäß der Erfindung abgeschlossen ist;

Figur 7 einen Schnitt durch den Probeentnahmebehälter längs der Linie VII - VII.

[0018] Ein Spannglied besteht aus einem Spannstahl 1, Endverankerungen 2, einem Hüllrohr 3, einem Injizieranschluß 4 und einem Entlüftungsanschluß 5. Durch die Verrohrung wird der Spannkanal gebildet. Bei längeren Spanngliedern sind hier nur angedeutete Zwischenentlüftungsöffnungen 5' vorgesehen. Die Entlüftungsanschlüsse 5 bzw. 5' sind durch jeweils einen Verschluß V mit einem Verschlußteil 6 aus einem porösen Material, in diesem Falle eine semipermeable Membran bzw. ein feinmaschiges Netz bzw. Gewebe abgeschlossen.

[0019] In Figur 1 ist der Spannkanal kurz vor dem Injiziervorgang dargestellt. Über einen'vom hier nicht gezeigten Injiziergerät bzw. der Injizierpumpe kommenden Verpreßschlauch 7 wird Zementmörtel durch einen Injizieranschluß 8 in den Spannkanal zwischen Hüllrohr 3 und Spannstahl 1 eingepreßt. Eventuell vorhandene Schmutzreste und Wasser werden durch den Zementmörtel verdrängt und durch das feinmaschige Netz 6 aus dem Spannkanal entfernt. Überschußwasser und Zementmörtel nicht geeigneter Konsistenz durchdringen ebenfalls das Netz 6, das jedoch undurchlässig ist für Zementmörtel der'richtigen Konsistenz. Die Folge ist, daß in dem Augenblick, in dem der Spannkanal vollständig mit Zementmörtel richtiger Konsistenz gefüllt ist, das Netz 6 automatisch den Spannkanal verschließt, wodurch der Druck in diesem ansteigt, bis bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzdruckes der Zufluß von Zementmörtel durch den Verpreßschlauch 7 abgeschaltet wird. Dann wird der Injizieranschluß 8 durch einen Schieber 9 geschlossen und danach der Verpreßschlauch 7 abgenommen. Der in den Spannkanal eingepreßte Zementmörtel kann nun, noch unter dem Injizierdruck stehend, erhärten.

[0020] Figur 2 zeigt den mit Zementmörtel 10 verpreßten Spannkanal, der jetzt nach außen hin verschlossen ist.

[0021] Figur 3 zeigt schematisch die Ausbildung eines Verschlusses; dieser besteht aus einer Hülse 13, die auf das Ende des Entlüftungsanschlusses 5 geschraubt ist, und aus einem mit der Hülse fest verbundenen feinmaschigen Netz bzw. Gewebe 11, das sich bei der Injizierung auf die gezeigte Kugelform spannt.

[0022] Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform besteht der Verschluß ebenfalls aus einer auf den Entlüftungsanschluß geschraubten Hülse 14 sowie einem porösen Kunststoffpfropfen 12, der entweder in den Entlüftungsanschluß gesteckt und von einem hinteren Kragen 14' der Hülse gehalten oder zwischen Kragen und Anschlußende eingepreßt ist.

[0023] In Figur 5 ist ein leicht und billig herzustellender automatischer Verschluß für einen Spannkanal dargestellt; der Verschluß weist wiederum eine auf den Entlüftungsan- . schluß gesteckte bzw. geschraubte Hülse 14 mit einem nach innen gebogenen Kragen 14' auf. In die Hülse ist ein kreisringförmiger Dichtring 11' eingesetzt, mit dem ein die freie öffnung des Ringes überdeckendes feinmaschiges Netz 11 verbunden ist. Wenn der Verschluß auf den Entlüftungsanschluß geschraubt ist, wird der Ring 11' zwischen Kragen14' und dem Ende des Entlüftungsanschlusses eingepreßt.

[0024] Neben den beschriebenen hülsenförmigen Verschlüssen sind selbstverständlich auch andere Verschlußarten, wie Manschettenverschlüsse, möglich, indem etwa ein^;feinmaschiges Netz um einen nur seitlich offenen._'Entlüftungsanschluß oder direkt um das Hüllrohr gelegt und dort befestigt ist.

[0025] Neben den geschilderten Anwendungen zum Verschluß von Spannkanälen und sonstigen Preßräumen im Spannbetonbau oder dgl. kann der Verschluß gemäß der Erfindung jedoch noch für die Gütekontrolle des verwendeten Injiziergutes verwendet werden.

[0026] Die Kontrolle der Verfüllung des Spannkanals kann durch Inaugenscheinnahme des porösen Verschlußteiles erfolgen.

[0027] Bekanntlich sind die erforderlichen Eigenschaften von Zement- und Einpreßmörtel für Spannbetonelemente durch Normen festgelegt; außerdem ist festgelegt, daß beim Verpressen von Spannkörpern in bestimmten Zeitabständen Proben des jeweiligen Zementmörtels in Probeentnahmebehälter entnommen und nach dem Erhärten auf die Druckfestigkeit geprüft werden.

[0028] Hierbei sollte die Konsistenz des entnommenen Zementmörtels gleich derjenigen des in den Spannkanal bzw. Preßraum eingepreßten Zementmörtels sein. Hierzu wird der Probeentnahmebehälter erst gefüllt, wenn durch Augenscheinnahme des aus dem Spannkanal bzw. Preßraum austretenden Zementmörtels dessen gleichmäßige Konsistenz festgestellt wird. Nach der Entnahme wird der Spannkanal bzw. Preßraum wie^::üblich verschlossen.

[0029] Diese Probeentnahme kann durch einen modifizierten Probeentnahmebehälter 15 wesentlich vereinfacht werden. Der Behälter 15 weist hierzu eine Einfüllöffnung 16 und eine Auslaßöffnung 17 auf. Die Einfüllöffnung 16 ist so ausgebildet, daß sie auf die Entlüftungsöffnung 5 z.B des Spannkanales ähnlich wie der oben beschriebene Verschluß aufgesetzt bzw. geschraubt werden kann, während die Auslaßöffnung 17 mit einem der oben beschriebenen Verschlüsse V - etwa mit einem Netzverschluß 11 - abgeschlossen ist.

[0030] Wird der Spannkanal bzw. Preßraum wie beschrieben mit Zementmörtel gefüllt, wird auch in den Probeentnahmebehälter 15 Injiziergut gepreßt. Zunächst entweichen dabei Luft, Wasser und zu dünnflüssiger Zementmörtel durch den Verschluß, der erst dann automatisch den _Be-hälter verschließt, wenn der Zementmörtel die richtige Konsistenz aufweist. Auf diese Weise sind Spannkanal bzw. Preßraum und Probeentnahmebehälter mit Zementmörtel gleicher Konsistenz gefüllt, so daß die Güte des Zementmörtels im Probeentnahmebehälter derjenigen im Spannkanal bzw. Preßraum entspricht. Nach dem Erhärten wird der Probeentnahmebehälter von der Entlüftungsöffnung des Spannkanals abgenommen und der Zementmörtel kann wie üblich auf seine Festigkeit überprüft werden.

[0031] Ein derartiger Probeentnahmebehälter kann selbstverständlich auch zur Überprüfung des Zementmörtels verwendet werden, der direkt etwa von der Injizierpumpe abgegeben wird, so daß einfach geprüft werden kann, ob der Mörtel bereits die gewünschte Konsistenz erreicht hat.

Ansprüche

1. Verschluß für Entlüftungsöffnungen eines Spannkanales in einem Spannbetonkörper bzw. eines Preßraumes, in dem über eine Injizieröffnung Injiziergut, zum Beispiel Zement- bzw. Einpreßmörtel, unter Druck eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß (V) ein die Entlüftungsöffnung (5, 5'; 16) überdeckendes Verschlußteil (6,11,12) aus porösem Material aufweist, dessen Poren so gewählt sind, daß Luft und dünnflüssige Stoffe hindurchgelassen, Injiziergut (10) ab der gewünschten Konsistenz jedoch nicht hindurchgelassen werden.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Verschlußteil eine semipermeable Membran, und zwar in Form eines feinmaschigen Netzes bzw. Netzgewebes (6,11) ist.

3. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das poröse Verschlußteil aus einem offenzelligen Schaumstoff (12) besteht.

4. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß der Durchmesser der Poren bzw. Maschen des porösen Verschlußteiles (6, 11, 12) etwa 50 - 500 Mikrometer beträgt.

5. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der Poren bzw. Maschen des porösen Verschlußteiles (6,11,12) etwa 150 bis 180 Mikrometer beträgt.

6. Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschluß (V) eine auf den Entlüftungsanschluß (5,5'; 16) steck- oder schraubbare Hülse (13, 14) aufweist, die auf ihrer einen offenen Seite durch das poröse Verschlußteil (6, 11, 12) abgeschlossen ist.

7. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußteil in Form eines feinmaschigen Netzes (6,11) über das eine offene Ende der Hülse (13) gelegt und mit der Hülse befestigt ist.

8. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußteil in Form eines feinmaschigen Netzes (11) an einem in die Hülse (14) schiebbaren Kreisring (11') befestigt ist, der an einem nach innen gebogenen Endkragen (14') der Hülse anliegt..

9. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußteil ein in die Hülse (14) bzw. den Entlüftungsanschluß (5) eingesetzter und an einem nach innen gebogenen Endkragen (14') anliegender Kunststoffpfropfen (12) aus offenzelligem Kunststoff ist.

10. Verschluß insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Prüfung des Injiziergutes der das poröse Verschlußteil (11) aufweisende Verschluß (V) mit einem Probeentnahmebehälter (15) für das Injiziergut verwendet wird, wobei der Probeentnahmebehälter eine z.B. auf die Entlüftungsöffnung (5) des Spannkanales bzw. Preßraumes steck- oder schraubbare Einfüllöffnung (17) zum Injizieren des Injiziergutes und einen mit dem Verschluß (V) abzuschließenden Entlüftungsanschluß (16) aufweist.

Zeichnung