Saertex-Liner: GFK-Schlauchliner im Langzeittest - lange Nutzungsdauer

Als Hersteller von UV-härtenden GFK-Schlauchlinern für die grabenlose Sanierung von Abwasserkanälen und Versorgungsleitungen befasst sich Saertex multiCom intensiv mit der dauerhaften Instandhaltung der unterirdischen Infrastruktur. Über das Know-how der Saertex-Gruppe fließt dabei zudem Expertise aus der Entwicklung technischer Textilien aus Glas- und Carbonfasern ein, wie sie in hochtechnischen Anwendungen für Windkraft, Luftfahrt und Automobilindustrie eingesetzt werden.

Die in diesem Beitrag vorgestellten verlängerten Langzeitprüfungen zeigen, dass UV-härtende GFK-Schlauchliner eine technische Nutzungsdauer erreichen können, die über den in Deutschland geforderten 50 Jahren liegen. Der Nachweis erfolgt über die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt). Das zugehörige Prüfprogramm ist darauf ausgelegt, eine technische Nutzungsdauer von mindestens 50 Jahren nachzuweisen.

Zu den wichtigsten Langzeitprüfungen gehören

Diese Prüfungen bilden die Grundlage für die statische Bemessung und die Bewertung der Dauerhaftigkeit von Schlauchlinern im Betrieb.

Ein Schlauchliner muss über seine gesamte Nutzungsdauer äußeren Einwirkungen aus Erdlast, Grundwasser und Verkehrslasten standhalten. Die erforderliche Wanddicke wird im Rahmen der statischen Berechnung ermittelt. Grundlage dieser Berechnung sind mechanische Kennwerte, die das Langzeitverhalten des Materials beschreiben.

Diese Kennwerte werden durch eine Dauerbelastungsprüfung über 10.000 Stunden bestimmt. Dies entspricht einer Prüfdauer von rund 13,8 Monaten. Die Messergebnisse werden anschließend auf eine Nutzungsdauer von 50 Jahren hochgerechnet. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist der sogenannte Abminderungsfaktor, der in die statische Bemessung eingeht.

Während des Betriebs wirken kontinuierlich mechanische Belastungen auf die innere Oberfläche eines Liners. Diese entstehen unter anderem durch mitgeführte Feststoffe im Abwasser. Zur Simulation einer langjährigen Beanspruchung wurde vom DIBt die Prüfung in der Darmstädter Kipprinne mit 100.000 Lastwechseln festgelegt. Der dabei ermittelte Materialabtrag darf die Dicke der vorhandenen Verschleißschicht nicht überschreiten. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei langfristigem Betrieb keine Beeinträchtigung der statischen Tragfähigkeit entsteht.

Zur Erweiterung der Datengrundlage wurden die Prüfzeiten für den Saertex-Liner Multi Typ S+ deutlich über die Anforderungen der Zulassung hinaus verlängert.

Ziel dieser verlängerten Untersuchungen war es, zusätzliche Datenpunkte für die Bewertung des Langzeitverhaltens zu erhalten und die vorhandenen Sicherheitsreserven besser quantifizieren zu können. Alle Prüfungen wurden bei einem externen, für diese Typprüfungen akkreditierten Prüfinstitut durchgeführt.

Der Abminderungsfaktor A1 beträgt für den Saertex-Liner Multi Typ S+ nach 10.000 Stunden 1,28. Dieser Wert entspricht der für die Zulassung angesetzten technischen Nutzungsdauer von 50 Jahren.

Wird die Prüfungsdauer auf 24.098 Stunden verlängert, ergibt sich ein Wert von A1 = 1,34. Rechnerisch entspricht dies einer deutlich verlängerten Nutzungsdauer von 120 Jahren.

Welche Auswirkungen dies auf die statische Bemessung hat, zeigt ein Vergleich der rechnerisch erforderlichen Wanddicken für typische Dimensionen und Grundwasserstände.

Selbst bei Ansatz des höheren Abminderungsfaktors ergibt sich nur eine geringfügige Änderung der erforderlichen Wanddicke. In der praktischen Anwendung werden bei beiden DN 600 und einem Grundwasserstand von 5 m Liner mit einer Verbundwanddicke von 5 mm eingesetzt (dies entspricht dem Lieferprogramm von Saertex multiCom), so dass noch mehr Sicherheiten vorhanden sind.

Das DIBt legt fest, dass die Abriebprüfung nach DIN EN 295-3 (Darmstädter Kipprinne) durchzuführen ist. In dieser Materialprüfung wurde für die simulierte Betriebsdauer von 50 Jahren ein mittlerer Abrieb von etwa 0,03 mm ermittelt.

Die Verschleißschicht eines Saertex-Liner Multi Typ S+ beträgt mindestens 0,2 mm. Daraus ergibt sich ein sehr hoher Sicherheitsabstand zwischen erwarteter Beanspruchung und vorhandener Materialreserve.

Selbst bei einer Verdreifachung der Lastwechsel – entsprechend einer stark verlängerten simulierten Betriebsdauer – liegt der gemessene mittlere Abrieb bei 0,13 mm und damit weiterhin deutlich unterhalb der vorhandenen Verschleißschicht.

Auch unter diesen verschärften Prüfbedingungen verbleibt somit eine erhebliche Sicherheitsreserve.

Die beschriebenen Untersuchungen sind Teil eines kontinuierlichen Qualitäts- und Verbesserungsprozesses. Ziel ist es, vorhandene Nachweise regelmäßig zu überprüfen und durch zusätzliche Prüfungen weitere Erkenntnisse über das Langzeitverhalten zu gewinnen.

Durch die Erweiterung der Datengrundlage kann das Gesamtsystem aus Planung, Material und Installation robuster ausgelegt werden. Damit wird sichergestellt, dass die angestrebte technische Nutzungsdauer nicht nur erreicht, sondern mit hoher Wahrscheinlichkeit überschritten wird.

Neben den Materialeigenschaften sind dabei auch eine fachgerechte Planung, eine kontrollierte Produktion sowie eine qualitätsgesicherte Installation mit entsprechender Bauüberwachung entscheidend.

Saertex multiCom produziert seit Ende der 1980er-Jahre GFK-Schlauchliner zur Sanierung von Freispiegelleitungen. Die langjährige Betriebserfahrung bestätigt die Ergebnisse der durchgeführten Langzeituntersuchungen.

Über den Autor
Dr. Nils Füchtjohann ist promovierter Chemiker und Global Director Products bei Saertex multiCom. In dieser Funktion verantwortet er die strategische Weiterentwicklung des Produktportfolios und befasst sich intensiv mit technischen, regulatorischen und anwendungsbezogenen Fragestellungen der grabenlosen Sanierung mit UV-härtenden GFK-Schlauchlinern.

Durch seine fachliche Expertise und langjährige Erfahrung bringt er fundierte Perspektiven in nationale und internationale Normungs- und Fachgremien ein. Dr. Füchtjohann ist aktives Mitglied in verschiedenen Arbeitsgruppen, darunter DWA, RSV, ISO und DIN, und wirkt dort an der Weiterentwicklung technischer Standards und Richtlinien für den Einsatz von GFK-Schlauchlinern und verwandten Sanierungstechnologien mit.