[0001] Die Erfindung betrifft eine Ablaufeinrichtung, wobei die Ablaufeinrichtung eine zur
Aufnahme einer Abdeckung ausgebildete Einlassöffnung und eine mit der Einlassöffnung
verbundene Auslassöffnung aufweist. Insbesondere kann die Ablaufeinrichtung eine Ablauftasse
für einen Ablauf, insbesondere für einen Brückenablauf oder Hoch- und Industriebaudeckenablauf,
oder Tülle für eine Abdichtungsentwässerung sein.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Ablauftassen bekannt, die u.a. für Brückenablauftöpfe
und Brückenabdichtungsentwässerungen zum Einsatz kommen sollen. Brückenabläufe sind
ein Teil der Brückenentwässerung und stellen die Ableitung auftretender Oberflächenwässer
und des bis zur Brückenabdichtung eingedrungenen Wassers sicher. Die wichtigsten Konstruktionselemente
sind dabei die Brückenabläufe, die Brückenabdichtungsentwässerungen und ein Rohrleitungssystem
aus Anschluss- und Sammelleitungen. Der Brückenablauf besteht aus einem Oberteil (Aufsatzrahmen
mit Einlaufgitter) und einem Unterteil - der eigentlichen Ablauftasse mit einem Rohranschlussstutzen.
Die Abdichtungsentwässerungen bestehen aus der sogenannten Tülle mit Rohranschlussstutzen
und einer Abdeckung, die das Eindringen von Asphalt in die Ableitung verhindern und
eine Drainagierung der Abdichtungsebene ermöglichen soll. Die Ablauftassen können
jedoch auch für die Entwässerung von Flachdächern, Garagen etc. im Hoch- und Industriebau
verwendet werden.
[0003] Derzeit werden Ablauftassen aus Gusseisen, Edelstahl (Brückenbau) oder Kunststoff
(Hoch-und Industriebau) hergestellt und entsprechend eingesetzt. Der mit der Zeit
abnehmende Verbund zwischen diesen Materialien und dem umhüllenden Beton sowie Schäden
im Kontaktbereich mit der am Ablauf befestigten flüssigen bzw. bituminösen Abdichtung
führen zu Undichtigkeiten und Umläufigkeiten im unmittelbaren Nahbereich des Ablaufes
und somit auch zur Schädigung des Bauwerkes (z.B. Brücke oder Dach) durch Korrosion
der angrenzenden Bewehrung und Betonabplatzungen.
[0004] Auch die Dauerhaftigkeit (Korrosionsbeständigkeit) des Gusseisens ist infolge der
hohen Belastung durch das ablaufende Wasser u.a. mit Taumittel nicht im gewünschten
Rahmen gegeben und führt zu kürzeren Lebensdauern der Abläufe (z.B. "Spongiose").
Die Lebensdauer der Kunststoffeinbauteile ist durch einen Versprödungsprozess aufgrund
von UV-Belastung ebenfalls begrenzt. Die Verwendung von Edelstahlablauftöpfen ist
sehr kostspielig. Eine Lösung für das Problem des abnehmenden Haftverbundes bzw. des
Ermüdungsversagens der bituminösen Abdichtung, die Korrosion des Gusseisenmaterials
und die Versprödung von Kunststoffen ist nicht vorhanden.
[0005] Der Austausch der Abläufe und die Sanierung der entstandenen Schäden sind mit hohem
Aufwand und Kosten verbunden. Schadhafte Ablauftassen werden unter erheblichem Aufwand
und unter Beeinträchtigung der Nutzung ungefähr alle 20 Jahre (d.h. zumindest dreimal
in der Lebensdauer einer Brücke) ausgetauscht. Ein solches Intervall ist zwar für
die Hersteller von konventionellen Ablauftassen wirtschaftlich von Vorteil, jedoch
sind die Kosten für den Infrastrukturbetreiber und die Volkswirtschaft, mit allen
sekundären Auswirkungen neben den reinen Kosten für die Sanierung, sehr erheblich,
wobei diese nur schwer abzuschätzen sind.
[0006] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Ablaufeinrichtung zu schaffen, die die
genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ablaufeinrichtung, bevorzugt eine Ablauftasse
für einen Ablauf, insbesondere für einen Brückenablauf oder Hoch- und Industriebaudeckenablauf,
oder Tülle für eine Abdichtungsentwässerung, wobei die Ablaufeinrichtung eine zur
Aufnahme einer Abdeckung ausgebildete Einlassöffnung und eine mit der Einlassöffnung
verbundene Auslassöffnung aufweist, die als Rohranschlussstutzen ausgebildet ist,
wobei die Ablaufeinrichtung aus erhärtetem Kompositmaterial auf Zementbasis, bevorzugt
aus ultrahochfestem Beton, mit einer Druckfestigkeit von mindestens 110 N/mm
2 besteht. Die Druckfestigkeit kann beispielsweise mit den in der Norm EC 2 (Eurocode
2) für Normalbeton festgelegten Prüfmethoden gemessen werden.
[0008] Die vorliegende Erfindung reduziert zum einen die Erhaltungs- und Schadensfolgekosten
und erhöht zum anderen die Robustheit von Baukonstruktionen (u.a. Brücken und Flachdächer)
über ihre Lebensdauer. Die Lebensdauer einer Ablaufeinrichtung aus dem Kompositmaterial
auf Zementbasis ist gegenüber der Ablaufeinrichtung aus Gusseisen wesentlich höher
und wird ungefähr viermal so hoch eingeschätzt. Die Lebenszykluskosten bei Instandsetzungen
im Laufe der Nutzungsdauer einer Brücke können durch den Einsatz der erfindungsgemäßen
Ablaufeinrichtung deutlich verringert werden. Umfangreiche Schäden an der Ablaufeinrichtung
selbst und Folgeschäden am angrenzenden Tragwerk werden effektiv verhindert.
[0009] Die erfindungsgemäße Ablaufeinrichtung kann zudem als Fertigteil im Betonwerk witterungsunabhängig
mit hoher Genauigkeit und gleichbleibender Qualität hergestellt werden.
[0010] Die Ablaufeinrichtung weist überdies durch die Wahl des Materials ein so geringes
Gewicht auf, dass die Ablaufeinrichtung von einer Person ohne zu hohe Belastung von
einer Entladezu einer Einbaustelle getragen werden kann, sodass sich hierdurch ein
weiterer Vorteil ergibt. Die Dichte der Ablaufeinrichtung kann beispielsweise 2.000
- 2.600 kg/m
3 betragen. Unabhängig davon kann die Wandstärke der Ablaufeinrichtung 1,0 - 2,5 cm
betragen.
[0011] Für die erfindungsgemäße Ablaufeinrichtung ist weiter vorteilhaft, wenn das Kompositmaterial
auf Zementbasis Fasern umfasst, bevorzugt Kunststofffasern oder aber auch Karbon-
und Stahlfasern, was die Materialeigenschaften der Ablaufeinrichtung noch weiter erhöht.
Insbesondere weisen die Fasern eine hohe Zugfestigkeit auf, was insbesondere das Zugtragverhalten
der Ablaufeinrichtung weiter verbessert. Durch die Verwendung von Fasern zur Verstärkung
des verwendeten Materials wird die Gefahr von Abplatzungen bei der Lieferung und Montage
sowie über die Lebensdauer weitestgehend vermieden. Durch den Einsatz von Kunststofffasern
kann das Verletzungsrisiko während der Montage ebenfalls reduziert werden.
[0012] Besonders bevorzugt weist die Ablaufeinrichtung an ihrer Außenseite eine größere
Rauigkeit auf als an ihrer Innenseite. Die Oberflächenqualität der erfindungsgemäßen
Ablaufeinrichtung gewährleistet an der Außenseite der Ablaufeinrichtung einen entsprechend
guten Verbund zwischen der Ablaufeinrichtung und dem Tragwerksbeton und an den Flanschen
einen dauerhaften und dichten Anschluss des Abdichtungssystems. Die Innenseite ist
glatt, um das anfallende Wasser so rasch wie möglich ableiten zu können und ein Anhaften
von Verunreinigungen, wie Staub, Sanden, Abrieb, etc. über lange Zeit verhindern zu
können.
[0013] Insbesondere kann zur Erreichung größerer Rauigkeiten die Ablaufeinrichtung an ihrer
Außenseite offenporig bzw. strukturiert und an ihrer Innenseite geschlossenporig ausgebildet
sein. Die Offenporigkeit bzw. Struktur an der Außenseite gewährleistet einen weiter
verbesserten Verbund zwischen der Ablaufeinrichtung und dem Tragwerksbeton, während
die Geschlossenporigkeit das Eindringen von Wasser verhindert.
[0014] Um die gewünschte Rauigkeit der Außenseite zu erzielen, kann vorgesehen werden, dass
die Außenseite der Ablaufeinrichtung durch die Anwendung eines Strahlverfahren (z.B.
Sand-, Hochdruckwasserstrahlen) behandelt oder durch das Einlegen einer Matrize in
die Außenschalung strukturiert wird, wodurch ein etwa 10-mal so hoher Haftzugverbund
mit Normalbeton erreicht werden kann, als bei Ablaufeinrichtung aus Gusseisen bekannt
ist.
[0015] Besonders für den Einsatz in Brückentragwerken ist bevorzugt, wenn auf die Ablaufeinrichtung
eine Bitumenabdichtungsbahn aufgesetzt wird. Um eine besonders gute Anbindung mit
der Ablaufeinrichtung zu erzielen, ist die Einlassöffnung der Ablauftasse als Flansch
ausgebildet, der eine der zweiten Öffnung abgewandte Oberfläche zur Verklebung mit
einer Bitumenabdichtungsbahn aufweist. Die als Flansch ausgebildete Einlassöffnung
der Ablaufeinrichtung stellt auch bei anderen Abdichtungssystemen einen guten Untergrund
für einen dichten Anschluss dar.
[0016] Da die erfindungsgemäße Ablaufeinrichtung in der Regel in einem Tragwerk aus Beton
zum Einsatz kommt, ist bevorzugt, wenn die thermischen Materialeigenschaften der Ablaufeinrichtung
im Wesentlichen den Materialeigenschaften von Normalbeton entsprechen.
[0017] Weiters bevorzugt ist die Ablaufeinrichtung nach einer der oben genannten Ausführungsformen
bereits in ein Tragwerk eingesetzt, sodass weiters ein erfindungsgemäßes System umfassend
ein Tragwerk, bevorzugt ein Brückentragwerk oder Hoch- bzw. Industriebaudecke, aus
Normalbeton, bevorzugt bewehrtem Normalbeton, und eine in eine Ausnehmung des Tragwerks
eingesetzte Ablaufeinrichtung vorgesehen ist. Dieses System weist im zusammengesetzten
Zustand die Vorteile auf, die oben für die erfindungsgemäße Ablaufeinrichtung beschrieben
sind.
[0018] Vorteilhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Ablauftasse in einem eingebauten Zustand in einem
Brückentragwerk in einer Schnittansicht.
Figur 2 zeigt die Ablauftasse von Figur 1 in einer ersten Perspektivansicht von oben.
Figur 3 zeigt die Ablauftasse von Figur 1 in einer zweiten Perspektivansicht von unten.
[0019] Figur 1 zeigt eine Ablaufeinrichtung, die in der dargestellten Ausführungsform als
in einem Brückentragwerk 2 eingesetzte Ablauftasse 1 dargestellt ist. Das Brückentragwerk
2 besteht in der Regel aus Normalbeton, könnte jedoch im Allgemeinen auch aus einem
anderen Baumaterial bestehen. Die erfindungsgemäße Ablauftasse 1 ist in der dargestellten
Ausführungsform für den Einsatz in einem Brückentragwerk dargestellt, könnte auch
in einer Hochbaudecke, einer Tiefgaragen- und Parkhausdecke oder einem sonstigen im
Wesentlichen horizontalen Bauelement vorgesehen werden. In wiederum anderen Ausführungsformen
kann die Ablaufeinrichtung als Tülle für eine Abdichtungsentwässerung ausgebildet
sein. Alle im Folgenden für die Ablauftasse 1 erläuterten Ausführungsformen können
auch für die Tülle vorgesehen werden.
[0020] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ablauftasse 1 aus Kompositmaterial auf Zementbasis,
bevorzugt ultrahochfestem Beton, mit einer Druckfestigkeit von mindestens 110 N/mm
2 besteht. Dadurch erhält die Ablauftasse 1 eine erhöhte Dauerhaftigkeit, einen besseren
Haftverbund mit dem Tragwerksbeton und dem Abdichtungssystem sowie ein deutlich geringeres
Gewicht im Vergleich mit den derzeit hauptsächlich zum Einsatz kommenden gusseisernen
Konstruktionen. Ferner kann hiermit für die Ablauftasse 1 eine sehr dünne Wandstärke,
beispielsweise von 1,0 - 2,5 cm, erreicht werden.
[0021] Das Kompositmaterials auf Zementbasis (ultrahochfester Beton) setzt sich hierbei
beispielsweise aus den folgenden Komponenten zusammen:
| - 600 - 800 kg |
Zement |
| - 80 - 120 kg |
Mikrosilica |
| - 200 - 400 kg |
Quarzpowder |
| - 900 - 1.300 kg |
Quarzsand/Basaltsplitt |
| - 150 - 200 kg |
Wasser |
| - 15 - 20 kg |
Fließmittel |
| - und Fasern wahlweise |
| ∘ 5 - 15 kg |
Kunststofffasern (Polymerfasern) |
| ∘ 20 - 40 kg |
Karbonfasern |
| ∘ 80 - 160 |
Stahlfasern |
[0022] Hiermit erreicht das Kompositmaterial eine Dichte von 2.000 - 2.600 kg/m
3.
[0023] Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Ablauftasse 1 eine Einlassöffnung
3 und eine mit der Einlassöffnung 3 verbundene Auslassöffnung 4 aufweist, sodass die
Ablauftasse 1 einen zulaufenden Trichter von der Einlassöffnung 3 zur Auslassöffnung
4 bildet. In die Einlassöffnung 3 einfließende Flüssigkeiten können daher durch die
Ablauftasse 1 fließen und durch die Auslassöffnung 4 austreten. Die Einlassöffnung
3 ist bevorzugt größer als die Auslassöffnung 4.
[0024] In der konkreten dargestellten Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 ist die Ablauftasse
1 rotationssymmetrisch um eine Achse A ausgebildet, sodass die Einlassöffnung 3 und
die Auslassöffnung 4 kreisrund ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Einlassöffnung
einen Außendurchmesser (Flanschaußenrand) von 58 cm, einen Innendurchmesser (Trichter)
von 38 cm und die Auslassöffnung einen Außendurchmesser (für den Muffendurchmesser
des Anschlussrohres) von 20 cm betragen, wobei der Innendurchmesser im Allgemeinen
abhängig von der Wandstärke ist. In anderen Ausführungsformen könnten die Einlassöffnung
3 und die Auslassöffnung 4 jedoch auch oval oder eckig ausgebildet sein, wodurch auch
die Ablauftasse 1 eine entsprechend andere Form einnehmen kann.
[0025] Zurückkommend auf Figur 1 ist ersichtlich, dass die Ablauftasse 1 im Bereich der
Einlassöffnung 3 zur Aufnahme einer handelsüblichen Abdeckung 5 ausgebildet ist, welche
das Eindringen von Asphalt in die Ablauftasse 1 bzw. eine daran angeschlossene Ableitung
verhindern soll. Außerdem kann die Einlassöffnung damit so verschlossen werden, dass
ein gefahrloses Begehen und Überfahren möglich ist. Zu diesem Zweck kann die Ablauftasse
1 im Bereich der Einlassöffnung 3 vorteilhaft als Flansch 6 ausgebildet sein, der
eine der Auslassöffnung abgewandte Oberfläche 7 zur Verklebung mit Abdichtungsbahnen
auf Bitumen- oder Kunststoffbasis bzw. flüssigen Abdichtungssystemen aufweist. Die
Oberfläche 7 erstreckt sich in einer Ebene, die normal zur genannten Achse A der Ablauftasse
1 liegt. Der Flansch 6 kann überdies mit Öffnungen 8 für eine Befestigung 9 ausgebildet
sein.
[0026] Im Bereich der Auslassöffnung 4 ist die Ablauftasse 1 als Rohranschlussstutzen ausgebildet
und nimmt dabei über eine Länge L, die beispielsweise einer Stutzenlänge für handelsübliche
Abwasserrohrmuffen entspricht, eine zylindrische Form ein. Der Rohrstutzenanschluss
ist einstückig, d.h. monolithisch, an der Ablauftasse 1 ausgebildet. Der Außendurchmesser
D der Ablauftasse 1 ist zudem bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser mit handelsüblichen
Abwasserrohrmuffen kompatibel ist.
[0027] Je nach Ausführungsform kann die Ablaufeinrichtung somit einen Flansch an der Einlassöffnung,
einen Trichter zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung und einen Rohranschlussstutzen
an der Auslassöffnung umfassen. In der Ausführungsform der Tülle ist der Trichter
üblicherweise kürzer ausgebildet als bei der Ablauftasse 1.
[0028] Die Ablauftasse 1 weist wie dargestellt eine Außenseite 10 und eine Innenseite 11
auf, wobei die Ablauftasse 1 an ihrer Außenseite 10 eine größere Rauigkeit aufweisen
kann als an ihrer Innenseite 11, sodass die Ablauftasse 1 einerseits gut mit dem Tragwerk
2 verbindbar ist und andererseits eintretendes Wasser gut ableiten kann. Beispielsweise
kann die Ablauftasse 1 zu diesem Zweck an ihrer Außenseite 10 offenporig und an ihrer
Innenseite 11 geschlossenporig ausgebildet sein. Um dies zu erzielen, kann die Außenoberfläche
10 der Ablauftasse 1 durch das Einlegen von Matrizen in die Außenschalung strukturiert
oder mittels eines Strahlverfahrens (z.B. Sandstrahlen, Hochdruckwasserstrahlen) bearbeitet
werden. In anderen Ausführungsformen könnte die Außenoberfläche jedoch auch unbehandelt
und schal glatt sein.
[0029] Die Ablauftasse 1 kann in einer Fertigungslinie werksmäßig unter Berücksichtigung
des Einsatzfalles in ihrer gewünschten Geometrie (Länge Ablaufstutzen, Befestigungselemente
für Aufsatzrahmen, etc.), gewünschten Oberflächenbeschaffenheit (glatt oder rau) und
Stückzahl vorgefertigt werden. Die hierfür benötigte Schalung kann mit CNC-Technik,
3D-Druck oder ähnlichem passgenau gefertigt werden, wobei diese vorzugsweise aus einem
formbeständigen Material besteht, um die Wiederverwendbarkeit der Schalung und die
Genauigkeit gewährleisten zu können. Die vorgefertigte Schalung kann mit gängigem
Schalöl behandelt werden.
[0030] In die derart gefertigte Schalung kann in der Folge aushärtbares Material auf Zementbasis
gefüllt werden, welches nach einer Wartezeit und/oder Wärmebehandlung zum genannten
Kompositmaterial auf Zementbasis mit der Druckfestigkeit von mindestens 110 N/mm
2 erhärtet. Die erfindungsgemäße Konstruktion kann daraufhin nach der Herstellung und
Erhärtung auf die Baustelle gebracht werden. Während der Lieferung kann eine Beschädigung
der erfindungsgemäßen Konstruktion mit einer Verpackung verhindert werden.
[0031] Auf der Baustelle kann das Fertigteil im Zuge der Schalungs- und Bewehrungsarbeiten
für die Tragwerksherstellung in der Schalung versetzt werden. Hierbei kann die Ablauftasse
1 auf die Schalhaut aufgesetzt werden. Zum Anschluss einer Rohrmuffe wird hier eine
entsprechend große Aussparung an der Tragwerksunterseite vorgesehen. Die Ablauftasse
1 kann jedoch auch mit einem längeren Rohrstutzen durch die Schalung nach unten geführt
werden.
[0032] Durch die monolithische Ausführung von Ablauftasse 1 und Rohrstutzen gibt es keine
Verbindungen bzw. Materialwechsel im Bauwerk, die als Schwachstelle undicht werden
könnten. In weiterer Folge wird die Ablauftasse höhen- und lagemäßig eingerichtet
und gegen Aufschwimmen gesichert. Dies kann durch eine Abdeckplatte, die mit einem
Schalungsanker gegen die untere Schalung gespannt wird, erreicht werden. Auch das
Aufbringen von ausreichend Ballast ist möglich. Wenn das Fertigteil ausreichend stabil
eingebaut ist, kann der Tragwerksbeton eingebracht werden. Im Bereich der Ablauftasse
1 ist der Beton entsprechend behutsam einzubringen und die schrägen Flächen unter
dem Fertigteil durch sorgfältiges Rütteln zu entlüften. In Bestandstragwerken kann
eine entsprechend große Aussparung hergestellt, die Ablauftasse 1 versetzt und der
verbleibende Hohlraum zwischen Ablauftasse 1 und Tragwerk 2, nachdem dieser an der
Unterseite abgedichtet wurde, mit einem Vergussmörtel ausgegossen werden. Ein Vorbehandeln
des Fertigteils, wie z.B. Vornässen der Außenflächen, ist nicht erforderlich.
1. Ablaufeinrichtung, bevorzugt eine Ablauftasse (1) für einen Ablauf, insbesondere für
einen Brückenablauf oder Hoch- und Industriebaudeckenablauf, oder eine Tülle für eine
Abdichtungsentwässerung, wobei die Ablaufeinrichtung eine bevorzugt zur Aufnahme einer
Abdeckung (5) ausgebildete Einlassöffnung (3) und eine mit der Einlassöffnung (3)
verbundene Auslassöffnung (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufeinrichtung aus Kompositmaterial auf Zementbasis mit einer Druckfestigkeit
von mindestens 110 N/mm2 besteht.
2. Ablaufeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ablaufeinrichtung aus ultrahochfestem
Beton besteht.
3. Ablaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kompositmaterial Fasern, bevorzugt
Kunststofffasern, umfasst.
4. Ablaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ablaufeinrichtung an
ihrer Außenseite (10) eine größere Rauigkeit aufweist als an ihrer Innenseite (11).
5. Ablaufeinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ablaufeinrichtung an ihrer Außenseite
(10) offenporig oder strukturiert ausgebildet ist und an ihrer Innenseite (11) geschlossenporig
ausgebildet ist.
6. Ablaufeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Außenseite (10) der Ablaufeinrichtung
durch das Einlegen von Matrizen in die Außenschalung strukturiert und/oder mittels
eines Strahlverfahrens, bevorzugt mittels Sandstrahlens oder Hochdruckwasserstrahlens,
behandelt ist.
7. Ablaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einlassöffnung (3) als
Flansch (6) ausgebildet ist, der eine der Auslassöffnung (4) abgewandte Oberfläche
(7) zur Verklebung mit Abdichtungsbahnen auf Bitumen- oder Kunststoffbasis oder flüssigen
Abdichtungssystemen aufweist.
8. Ablaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die thermischen Materialeigenschaften
des Kompositmaterials bzw. des ultrahochfesten Betons im Wesentlichen den Materialeigenschaften
von Normalbeton entsprechen.
9. Ablaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ablaufeinrichtung im
Bereich der Auslassöffnung (4) als Rohranschlussstutzen ausgebildet ist.
10. System umfassend ein Tragwerk (2), bevorzugt Brückentragwerk oder Hoch- und Industriebaudecken,
aus Normalbeton, insbesondere bewehrtem Normalbeton, und eine in eine Ausnehmung des
Tragwerks eingesetzte Ablaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.