Die Baustellenproben werden aus dem fertigen Liner an einer repräsentativen Stelle aus der Haltung bzw. aus einem Proberohr im Schachtbereich entnommen. Sie sollten etwa eine Länge von 30 cm und eine Breite von 20 cm haben. Bei Linerwanddicken über 10 mm sollte die Breite etwa 40 cm betragen. Die relevanten Daten der Proben werden in einem Probenbegleitschein erfasst, in dem auch die Ergebnisse der Materialprüfungen eingetragen und beurteilt werden.
Folgende Prüfungen werden im Regelfall an Baustellenproben durchgeführt:
An gekrümmten Prüflingen, die in Umfangsrichtung aus der Baustellenprobe entnommen wurden, werden die Kurzzeitwerte der Biegefestigkeit und des Biege-E-Moduls im 3-Punkt-Biegeversuch ermittelt.
Der Auflagerdurchmesser beträgt 10 mm, der Abstand der Auflagepunkte (=Stützweite lv) soll das 16-fache der Wanddicke des Liners betragen. Der Prüfling wird mittig mit einer Druckfinne (Durchmesser = 10 mm) mit konstanter Verformungsgeschwindigkeit (10 mm/min) bis zum Bruch belastet
Dabei werden Kraft und Verformung aufgezeichnet und in einem Spannungs-Dehnungsdiagramm dargestellt.
Aus dem linearen Anfangsteil des Spannungs-Dehnungs-Diagrammes wird der Biege-E-Modul ermittelt. Je steiler die Kurve verläuft, desto höher ist der E-Modul, je höher der E-Modul, desto steifer ist das Material.
E-Modul-Werte einiger Rohrwerkstoffe in MPa | |
|---|---|
GFK-Liner | 8.000 – 16.000 |
Nadelfilzliner | 2.000 – 3.500 |
PE (Polyethylen) | 800 – 1.000 |
PP (Polypropylen) | 1.200 – 1.800 |
PVC-U (Polyvinylchlorid) | 3.000 – 3.500 |
Die Biegefestigkeit (=Biegezugfestigkeit) wird aus dem ersten Maximum (Peak) der Kurve, die Bruchfestigkeit aus der maximalen Last ermittelt. Die Bruchdehnung errechnet sich aus der Verformung der Probe beim Bruch.
Je Baustellenprobe werden 5 Prüflinge, Breite 50 mm, Länge = 20 x Wanddicke, geprüft.
Die Prüfung der Wasserdichtheit des Laminates im Labor erfolgt nach der APS-Richtlinie*. Diese Prüfung stellt keinen kein Ersatz für die haltungsweise Prüfung nach DIN EN 1610 dar, sondern eine ergänzende Prüfung im Labor. Die Prüfbedingungen sind allerdings an die DIN EN 1610 angelehnt (Prüfdruck: 0,5 bar, Prüfdauer: 0,5 h). Der Durchmesser der Prüffläche beträgt 45 ± 5 mm, wobei die Prüfung an 3 verschiedenen Stellen der Baustellenprobe durchgeführt wird. Vorhandene Beschichtungen oder Folien werden entfernt bzw. durch Gitterschnitte bis zum tragenden Laminat durchtrennt. Bei der Prüfung erfolgt die Beurteilung, ob Wasser durch das Laminat tritt.
*erarbeitet vom Arbeitskreis Prüfinstitute Schlauchliner
Die Prüfanordnung und die Probengeometrie entsprechen denen des 3-Punkt-Biegeversuches. Die Probe wird mit einer konstanten Gewichtsbelastung beaufschlagt und die Verformung (Durchbiegung) in Abhängigkeit der Zeit gemessen. Die sog. Kriechneigung Kn wird aus den Verformungen f der belasteten Probe nach 1 Stunde und nach 24 Stunden berechnet:
Kn = (f24h-f1h)/f24h×100%
Je höher der Wert der Kriechneigung Kn, desto niedriger ist i.d.R. der Aushärtegrad des Liners.
Die Proben werden nach DIN EN ISO 175 unter definierten Bedingungen (Temperatur, Zeit) in bestimmte Flüssigkeiten, z.B. mit pH-Wert = 1 (Säure) und pH-Wert = 10 (Lauge) eingelagert. Anschließend erfolgt die Prüfung der Gewichtsänderung und von bestimmten Materialkennwerten.
Anhand der Änderung dieser Kennwerte gegenüber dem Ausgangszustand kann die Beständigkeit der Linerwerkstoffe gegenüber den geprüften Medien eingeschätzt werden.
Die Prüfung erfolgt nach dem Auftriebsverfahren, d.h. die Probe wird zunächst an Luft und danach in einer Flüssigkeit mit bekannter Dichte (z.B. Wasser, Alkohol) gewogen. Aus dem Verhältnis der beiden Gewichte wird die Dichte berechnet.
Richtwerte für die Dichte einiger Rohrwerkstoffe in g/cm³
GFK-Liner | 1,3 - 1,5 |
Nadelfilzliner | 1,3 - 1,4 |
PE | 0,92 – 0,96 |
PP | 0,90 |
PVC | 1,4 |
Benötigt werden ca. 1-2 cm² des Laminates.
Der Gehalt von Harz, Glas bzw. Füllstoffen wird durch Veraschung eines Linerausschnittes bei ca. 625 °C bestimmt. Dabei bleiben nur organische Füllstoffe und Glas übrig. Aus dem Gewicht der Probe vor und nach der Veraschung können die Gewichtsanteile der einzelnen Komponenten ermittelt werden. Außerdem kann die Lagenfolge der Glasschichten in der Linerwand bestimmt werden. Typische Glasgehalte liegen zwischen 30 und 50 %. Benötigt werden ca. 5 cm² des Laminates.
An Streifenproben, die in Längsrichtung aus der Linerwand entnommen wurden, werden Zugversuche nach DIN EN ISO 527 durchgeführt. Die Probe wird mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Versagen belastet.
Aus diesem Versuch ergibt sich die Längszugfestigkeit und die Bruchdehnung des Materials.
Jeder Stoff bzw. Werkstoff besitzt ein charakteristisches IR-Spektrum. Anhand dessen kann bei Schlauchlinern die Identität des eingesetzten Harzes mit den Herstellerangaben nachgewiesen werden.
Benötigt werden wenige Gramm des Harzes bzw. Liners.
Ungesättigte Polyester (UP)-Harze besitzen als Löse- bzw. Reaktionsmittel den Stoff „Styrol“. Nach der Aushärtung bleiben bestimmte Mengen an Reststyrol im Laminat enthalten. Durch die Quantifizierung des vorhandenen Reststyrols kann somit eine Aussage über die vollständige Aushärtung des Liners getroffen werden. Nach Herauslösen des freien Styrols aus dem Laminat mit einem geeigneten Lösemittel (z.B. Methylenchlorid) wird gaschromatographisch (GC-Headspace-Verfahren) der Reststyrolgehalt bestimmt.
Benötigt werden wenige Gramm des Laminates.
Aufgrund von Schrumpfungsprozessen des Harzes während und nach der Aushärtung ergibt sich zwischen dem Altrohr und der Lineraußenwand ein Ringspalt. Die Größe dieses Ringspaltes bezogen auf den Durchmesser des Liners ist für die Statische Berechnung des Liners erforderlich. Ein mit einem Liner ausgekleidetes Musterrohr, z.B. Beton- oder Steinzeugrohr, wird rechtwinklig zur Rohrachse aufgetrennt, so dass sich eine glatte ebene Schnittfläche ergibt. An dieser Schnittfläche kann der sich ergebende Ringspalt über den gesamten Linerumfang vermessen werden.
Ein ca. 1 m langer Linerausschnitt wird mit einem Sand-Kies-Wassergemisch mit definierter Sieblinie gefüllt und anschließend um ± 22,5° gekippt. Dadurch ergibt sich eine wechselnde Rutschbewegung der Füllung und somit eine abrasive Wirkung auf der Linerinnenseite.
Nach je 25.000 Lastspielen wird der Abrieb im Sohlbereich des Liners gemessen. Die Prüfung wird zunächst bis 100.000 Lastspiele fortgesetzt und kann auf bis zu 400.000 Lastspiele ausgedehnt werden.
Eine Musterhaltung mit mehreren Seitenzuläufen bzw. Abzweigen wird mit einem Schlauchliner ausgekleidet. Anschließend wird sie mit definierten Spüldüsen bei vorgegebenem Spüldruck und Wasserdurchsatz unter Zugabe von Splitt hochdruckgespült. Die Düse wird mit definierter Vorschub- und Rückzugsgeschwindigkeit in der Musterhaltung hin- und hergefahren, wobei an mehreren Stellen auch Stillstandszeiten der Düse vorgesehen sind. Die Beurteilung des Liners erfolgt nach 50 Spülgängen auf Beschädigungen und Dichtheit.
F+E Ing. GmbH, 2012