Sofort-Entschalung

Bei sofort entschalten Rohren wird unmittelbar nach Erreichen der Grünstandfestigkeit des Betons die Schalung entfernt. Der sog. grüne Beton setzt, durch die Adhäsion des Wasserfilms mit den festen Bestandteilen, sofort nach der Herstellung im entformten Zustand einer Belastung oder Verformung einen Widerstand, die Grünstandfestigkeit, entgegen. Diese ist vor allem vom Wasser- und Zementgehalt und von der Verdichtungsenergie abhängig und liegt bei steifen Rüttelbetonen im allgemeinen zwischen 0,1 und 0,3 N/mm². Bei hohem Zementgehalt, niedrigem Wassergehalt und Verdichtungszeiten über 60 s können nach 0,4 bis 0,5 N/mm² erreicht werden. Bei Wassergehalten unter 120 kg/m³ muss dann allerdings mit wesentlicher Beeinträchtigung der Festbetoneigenschaften gerechnet werden.

Die Verfahren zur Herstellung von sofort entschalten Rohren gliedern sich in:

  • Radialpressverfahren / Rollenkopfverfahren
  • Vibrationsverfahren / Rüttelverfahren
    ➔ mit stehendem Kern
    ➔ mit steigendem Kern
  • Kombinierte Verfahren

Nachfolgend werden diese unterschiedlichen Herstellungsverfahren von sofort entschalten Rohren beschrieben.

  • Radialpressverfahren / Rollenkopfverfahren
    Das Radialpressverfahren (bzw. auch Rollenkopfverfahren genannt) ist ein vertikales Verfahren zur Herstellung von Beton- und Stahlbetonrohren mit kreisförmigem Innendurchmesser. Am Anfang des Fertigungsprozesses wird die untenliegende Muffe durch Außenrüttler oder Presswerkzeuge verdichtet. Das Rohr wird durch einen aufsteigenden Rollenkopf geformt. Der Rollenkopf besteht aus rotierenden Rollen, die den Beton gegen den Formmantel pressen. Ein zusätzlicher Verdichtungseffekt entsteht, wenn auf den Rollen angeordnete Platten das Betongemenge gegen den Mantel schleudern. Die Aufstiegsgeschwindigkeit kann druckabhängig gesteuert werden. Zur Vermeidung der Verdrillung des Bewehrungskorbes werden gegenläufige Rollenköpfe eingesetzt. Nach dem Entschalen verbleiben die Rohre auf dem sogenannten Unterring. Das Herstellverfahren bietet sich zur rationellen Herstellung von überwiegend Stahlbetonrohren in hohen Stückzahlen an. Durch das Sofortentschalen ist eine kontinuierliche Produktion mit geringem Formenaufwand möglich. Da durch den Kern die Fertigungseinrichtung auf eine Durchmesser eingerichtet ist, ist kein ständiger Wechsel der Durchmesser möglich. 
     
  • Vibrationsverfahren / Rüttelverfahren mit stehendem Kern
    Zwischen dem Schalungskern und dem Außenmantel wird das Betongemenge eingebracht und durch Vibration verdichtet. Neben der Vibrationserregung im Kern können zusätzlich Außenrüttler am Mantel verwendet werden. Nach dem Füllvorgang und Verdichten wird häufig eine Last aufgebracht, die durch einen Dreh-Press-Vorgang das Spitzende formt. Das Herstellungsverfahren wird auch Rüttelpressverfahren genannt. Anschließend werden die Rohre entschalt. Dabei kann die Reihenfolge der Entfernung von Kern und Mantel sowie die Entschalbewegung, z.B. Absenken des Kerns oder Abheben des Rohres mit Unterring und Mantel vom Kern, unterschiedlich sein. Das entschalte Rohr erhärtet auf dem Unterring stehend. Da die Fertigungsanlage auf die fortlaufende Produktion eines Durchmessers eingerichtet ist (bei Zwillingsfertigung mitunter auch zwei verschiedene Durchmesser, eignet sich das Verfahren besonders zur Herstellung von Rohren in hohen Stückzahlen. Die Abbildungen 2.9a 2.9d stellen die Herstellung von Rohren im Rüttelpressverfahren dar.
     
  • Vibrationsverfahren / Rüttelverfahren mit steigendem Kern
    Der wesentliche Unterschied zum Herstellungsverfahren mit stehendem Kern besteht darin, dass im Rohrfertigungsprozess der Kern im Mantel aufsteigt. Das Verfahren wurde u.a. entwickelt um das Einfüllen des Betons zwischen Kern und Mantel über die gesamte Rohrlänge bei Stahlbetonrohren mit geringer Wanddicken zu vereinfachen. Vibrationsfertiger mit steigendem Kern werden vor allem für die Fertigung von Stahlbetonrohren kleiner und mittlerer Durchmesser in hohen Stückzahlen verwendet. 
     
  • Kombinierte Verfahren
    Das Rüttelverfahren mit steigendem Kern kann mit weiteren Verdichtungsmechanismen kombiniert werden. Dadurch werden deutliche Verkürzungen der Verdichtungszeit erreicht. Am oberen Ende des Kerns befinden sich dabei spezielle Köpfe, die zusätzlich zur Kernvibration walzen, pressen und/oder schleudern. Unter anderem werden die folgenden Kopfvarianten benutzt:

    a)     Verteilerrotor    
    Eine rotierende Scheibe mit entsprechenden Führungselementen verteilt das eingebrachte Betongemenge. Der Beton wird gegen die Wandung des Außenmantels geschleudert.

    b)     Rollenköpfe
    Hier handelt es sich um die Verbindung von Rüttel- und Radialpressverfahren. Zuerst schleudern die auf Rollen befestigten Platten das Betongemenge gegen den Stahlmantel. Die Rollen formen das Rohr durch ihre Walzbewegung. Die nachfolgende Kernvibration verdichtet weiter und schafft eine homogene Verbindung zwischen Bewehrung und Beton. Durch die Verwendung von zwei gegenläufigen Rollenebenen wird die Verdrillung des Bewehrungskorbes vermieden.

    c)     Einscheibenverdichter
    Bei diesem Herstellverfahren, das Zykloid-Rüttelverfahren, befindet sich am Kernkopf eine exzentrisch gelagerte Scheibe, deren Durchmesser etwas kleiner als der Kerndurchmesser selbst ist. Durch den Antrieb der Exzenterwelle entsteht eine umlaufende Anpressbewegung, ohne dass sich die Scheibe dreht und Reibung zwischen der Scheibe und dem Beton hervorruft.

vgl.: Stahlbetonrohre in offener Bauweisen/Rohrprüfungen unter realitätsnahen Beanspruchungen, IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur 2004