Vnitřní vyložení trub cementovou maltou

Trouby jsou opatřeny vyložením z cementové malty zásadně z hlinitanového cementu. Na rozdíl od ostatních druhů cementů, skládá se hlinitanový cement zejména z Al₂O₃/FeO₃. Z toho plyne vyšší odolnost vůči kyselinám a sulfátům při dostatečné stabilitě vůči zásadám.
Pro dosažení požadovaných vlastností vnitřního vyložení je vedle volby hlinitanového cementu dále rozhodující vysoké zhutnění při rotačním odstředivým nanášení se zrychlením 50g, vodní součinitel menší než 0,4 a řádná konečná úprava v sušící a zrající komoře.
Tím se po celé délce trouby dosahuje stejnoměrného rozložení materiálu vyložení a vytváří se hladká jemnozrnná vrstva.
Oba tyto faktory přispívají k vysoké hladkosti vnitřního vyložení a ke zvýšení odolnosti vyložení z cementové malty z hlinitanového cementu vůči korozi biogenní kyselinou (BSK). Primární odolnost vyložení vůči tomuto vlivu je již dána jeho chemickým složením.
Trouby s vyložením z cementové malty z hlinitanového cementu jsou určeny trvale k odvádění všech druhů povrchových vod, domovních odpadních vod a dalších druhů vod průmyslově znečistěných v rozsahu pH 4 až pH 12. Krátkodobě i pro vody s pH mimo tento rozsah.

Obr. 1 Vyložení trub cementovou maltou           Obr. 2 Kanalizační trouby

Čištění a revize kanalizace

Čištění kanalizačních stok proudem vysokého tlaku vody pomocí tlakových proplachovacích zařízení se provádí v různých intervalech. Přitom se odstraňují usazeniny kalu, písek a štěrk. Kanalizační trouby z tvárné litiny jsou odolné vůči všem standardním metodám čištění, což dokazují praktické aplikace a zkušební testy.
Při testech a zkouškách se používali různé hlavy trysek. Při stacionárních zkouškách se hlava trysky přiložila na stěnu trouby a tlak se postupně zvyšoval na 25 bar a při nestacionárních zkouškách hlava trysky projížděla potrubím celkem 40-krát při tlaku 150 bar.. Rychlost pohybu činil cca 4 m/min.. Při zkouškách byl do potrubí nasypán písek, štěrk, kameny o velikosti do 40 mm a jedna cihla. Při pokusech se stanovil i proplachovací mezní tlak ve výši 250 bar. Do hodnoty tlaku 250 bar nebyla patrná žádná poškození nezávisle na typu použité trysky.
Zkoušky vlivu vysokotlakého proudu vody na výstelku z hlinitanového cementu ukazují, že při použití běžných hlav trysek a obvyklých tlaků nedochází k žádnému poškození. Vycházíme li z mezního proplachovacího tlaku 250 bar a součinitele bezpečnosti ve výši 1,5, vyplývá nám přípustný proplachovací tlak 170 bar. To odpovídá maximálnímu proplachovacímu tlaku běžných čistících kanalizačních vozidel. U trub z tvárné litiny není třeba se obávat při standardním způsobu proplachů (do170 barů) poškození čistícími zařízeními.

Obr. 3 Zkušební potrubí                                  Obr. 4 Směs kamene a písku  

Obr.5 Potrubí po zkoušce                                   Obr.6 Nepoškozený povrch

Odolnost proti otěru, vysoké rychlosti proudění

Trouby pro kanalizační potrubí jsou podle normy EN 476 odolné proti otěru vznikajícímu působením pevných látek obsažených ve splaškových i dešťových odpadních vodách.
Vnitřní vyložení trub z tvárné litiny cementovou maltou je odolné proti otěru i při rychlostech proudění nad 10 m/s.
Odolnost proti otěru se prokazuje tzv. Darmstadtskou zkouškou se sklopným žlabem podle EN 295-3. Při této zkoušce se zjišťuje otěr v podélně rozříznuté troubě, která je periodicky nakláněná o 22,5^o k horizontální rovině. V troubě se nachází směs vody a přesně definované množství různých pevných částic, jejichž působením otěr vzniká. Podle odstavce 5.9 Odolnost proti otěru normy EN 598 nesmí být u trub z tvárné litiny s vyložením cementovou maltou z hlinitanového cementu hlubší otěr než 0,6 mm po 100.000 pohybech nebo 0,2 mm u vyložení epoxidem nebo polyuretanem (uvedené hodnoty je nutné vztáhnou k tloušťce daného vyložení). Na Obr. .... Znázorňuje odolnost proti otěru pro různé materiály. Zde je vidět, že vyložení z malty z hlinitanového cementu ještě i po 400.000 cyklech uvedenou podmínku s rezervou splňuje a předstihuje tak ostatní materiály. Darmstadtská metoda se provádí i s 1.000.000 zátěžových cyklů. Výsledkem zkoušky trouby z tvárné litiny byly hodnoty otěru cca 0,8 - 1,2 mm bez zdrsnění, odlamování a výmolů.
Zkouška  potvrzuje značnou odolnost proti otěru odstředivým způsobem nanášené hladké povrchové cementové maltové vrstvy. Struktura a přilnavost výstelky není narušena.
Vedle laboratorních pokusů zjišťující hodnoty otěru, potvrzují i dlouholeté praktické zkušenosti dobré vlastnosti cementové výstelky již položených trub z tvárné litiny, a to i z částí strmých úseků s rychlostmi proudění až 20 m/s (např. stavby kanalizací v Heidelbergu DN 600 nebo v Bad Liebenzellu DN 700 s rychlostmi proudění nad 15 m/s).
U nás byly trouby z tvárné litiny DN 600 použity při rekonstrukci kanalizace ve Znojmě se sklonem 560 ‰ a rychlostí proudění až 17,5 m/s.
K proměně kinetické energie je postačující pouze na konci úseku vybudovat uklidňovací stavební objekt.
Minimální tloušťka vyložení cementovou maltou je od 4 mm do 9 mm podle jmenovitého průměru od DN 80 až do DN 2000. Teprve pod vyložením je stěna litinové trouby v tloušťce minimálně od 4,8 do 22,5 mm podle jmenovitého průměru od DN 80 až do DN 2000.
U gravitačních trub je tloušťka vyložení epoxidem 300 mm.

Obr. 7 Úbytek po 1 000 000 cyklů       Obr. 8 Povrch po 1 000 000 cyklů

Odolnost vyložení cementovou maltou vůči korozi biogenní kyselinou (BSK).

Vyložení z cementové malty na bázi hlinitanového cementu se nanáší odstředivou metodou.

Tím se po celé délce trouby dosahuje stejnoměrného rozložení vrstvy cementové malty. Díky velkým odstředivým silám dochází navíc ke značnému zhuštění cementové malty a na jejím povrchu se vytváří hladká jemnozrnná vrstva. Oba tyto faktory přispívají ke zvýšení odolnosti vyložení z cementové malty z hlinitanového cementu vůči korozi biogenní kyselinou (BSK). Primární odolnost vyložení vůči tomuto vlivu je již dána jeho chemickým složením. Potvrzují to publikované podrobné výsledky výzkumu odolnosti cementové výstelky prováděné na univerzitě v Hamburku v testovací plynové komoře. Vyložení z cementové malty z hlinitanového cementu je odolné vůči chemickým vlivům v rozsahu pH 4 až pH 12.

Veškeré faktory pro vznik koroze biogenní kyselinou sírovou (BSK) v částečně naplněných kanalizačních stokách  nejsou známé. Ke korozi biogenní kyselinou sírovou dochází v potrubí s dlouhou stagnací, v oblasti přechodu tlakového potrubního vedení na gravitační potrubí s volnou hladinou a  vysoká teplota odpadních vod také podporuje vznik BSK.

Testováním odolnosti cementových výstelek litinových trub byly potvrzena shoda s dosavadní dlouhodobou praxí a sice, že vyložení hlinitanovým cementem je  velmi odolné.

Těsnění hrdlových spojů

Těsnění násuvných hrdlových spojů kanalizačních trub z litiny je pomocí pryžových těsnících kroužků z nitril-butadien-kaučuku (NBR).
Nejenom vyložení, ale i těsnící kroužky odolávají odpadním vodám a zajišťují těsnost systému. Tato odolnost a těsnost je potvrzena mnohaletou praktickou zkušeností a také mnoha laboratorními zkouškami a pokusy. Například  pokusy ověřují chemickou odolnost (CKW), tvrdost, pevnost, trvalé deformace tlakem, změny objemu nejenom samotného materiálu ale i těsnění v hrdlovém spoji.
Výsledky dlouhodobých testů prokazují, že změny hodnot tvrdosti těsnění vyjmutých ze spojů jsou žádné nebo pouze nepatrné. To platí i pro změny roztažnosti, pevnosti v tahu a změny objemu. Spoje neprokázali žádné netěsnosti při použití vodných roztoků nasycených chemikáliemi. Těsnění je odolné a hrdlový spoj je spolehlivě těsný.

Záruka vysoké kvality

Potrubí z tvárné litiny je schopné bez problémů odolávat vysokým vnějším zatížením způsobené zemním tlakem nebo dopravním zatížením. Trouby mají bezpečnostní rezervy proti neplánovanému zatížení v průběhu celé životnosti. Zvyšují bezpečnost a hospodárnost provozu kanalizačních sítí. 

Nejčastěji se vyskytující poruchy na kanalizačních sítích jsou v první řadě trhliny, zlomení, deformace jakož i hrdlová přesazení, které vedou k exfiltraci odpadní vody nebo infiltraci podzemní vody.
Při pouze nepatrných odchylkách pokládky potrubí od projektů a montážních návodů jednotlivých výrobců jsou rezervy mnohých trubních materiálů často již na začátku provozu vyčerpány a v následném období vznikají poruchy a poškození. V praxi to často vypadá tak, že příslušná opatření pro uložení daného materiálu jsou omezeně realizována. Dnes obvykle používané trubní materiály, v ohybu tuhé nebo pružné, ztrácí tímto část bezpečnosti, což může vést k vzniku necelistvosti potrubí, takže nakonec není projektované bezpečnosti dosaženo a poruchy jsou jen otázkou času.
V průběhu provozu obrusem dochází ke snížení tloušťky stěny ve spodní části potrubí. Toto zeslabení stěny vede k poruchám a v četných případech nelze potrubí vůbec mechanicky čistit.
Zvýšení použití trub z tvárné litiny při výstavbě kanalizačních trubních vedení může dlouhodobě přispět k tomu, aby se zlepšil stav kanalizační sítě, neboť systém z trub z tvárné litiny  sebou nese velké bezpečnostní rezervy, které se dají využít pro hospodárný provoz kanalizačních sítí se značně zredukovanými náklady na údržbu a provoz. Tyto bezpečnostní rezervy jsou dány i vnitřní protikorozní ochranou stěny trouby cementovou maltou z hlinitanového cementu.
Kanalizační systém z hrdlových trub z tvárné litiny je těsný a nepropustný při zatížení vysokým vnitřním tlakem včetně rázů, při zatížení vnějším tlakem, těsný a nepropustný při pohybech půdy, odolný proti zatížení při extrémně velkých nebo malých hloubkách krytí, odolný proti otěru, odolný vůči vysokým rychlostem proudění, bezpečný proti prolomení, nejen vodotěsný ale i plynotěsný a také z difúzně nepropustného materiálu.

Výstavba kanalizací z trub z tvárné litiny pomáhá řešit i nepříznivé podmínky např. nepatrná nosnost půdy, očekávané poklesy, vysoké dopravní zatížení, maximální bezpečnostní požadavky, ochrana pitné vody, ekologicky citlivé trasy, neplánované a nekontrolovatelné zátěže ve fázi stavby a provozu, volné zavěšení, potrubí na povrchu a pod.. Umožňuje opětovné použití vytěžené zeminy.
Uvedené obtížné podmínky nepředstavují pouze zvláštní případy, nýbrž jsou jednotlivě nebo v kombinaci dokonce pravidlem u výstavby většiny kanalizačních sběračů.
Trouby z tvárné litiny nejsou vyhrazeny žádným speciálním případům použití, nýbrž svými vysokými bezpečnostními rezervami vyhovují všem nepředvídatelným, zátěžovým případům, splňují požadavky pro jakékoliv použití, přičemž obtížnější aplikace jsou řešeny se značnou hospodárností.
Teprve provozem kanalizačních sítí si jednotlivé trubní materiály vytváří reference o svých užitných vlastnostech, zejména těsnosti. Pro ověření provozní spolehlivosti jednotlivých trubních materiálů se nabízí jednoduchý postup, a to provedení zkoušky těsnosti na kanalizačním úseku v provozu např. 15- 20 let.

Závěr

Kanalizační trouby z tvárné litiny s pryžovými těsnícími kroužky z nitril-butadien-kaučuku (NBR), s cementovou výstelkou z hlinitanového cementu a s epoxidovým nátěrem v oblastech spojů jsou odolné proti agresivním odpadním vodám.
Odborné posudky a publikace potvrzují jejich odolnost vůči aromatickým a alifatickým uhlovodíkům (AKW-odolnost), vůči chlorovaným uhlovodíkům (CKW-odolnost) a při působení biogenní kyseliny sírové. Dlouhodobé praktické zkušenosti s cementovou výstelkou z hlinitanového cementu jsou totožné s výsledky expertíz.
Na základě zkoušek vysokotlakým proudem vody je vyložení cementovou maltou odolné vůči poškozeni při tlakovém čištění do 170 bar s koeficientem bezpečnosti 1,5.
Trouby z tvárné litiny již v průběhu přípravy investičního záměru umožňují zpracovat úsporný a efektivní projektový záměr s využitím všech technických možností při realizaci, které trubní materiál nabízí. Montáž kanalizačních trub je jednoduchá, a tím je zaručen bezpečný a rychlý průběh a postup stavebních prací.

Literatura

• 1. EN 476 Všeobecné požadavky ne stavební prvky pro kanalizační stoky a potrubí pro vysoce zatížitelné odvodňovací systémy
• 2. EN 598 Trubky, tvarovky a příslušenství ztvárné litiny a jejich spojování pro kanalizační potrubí - Požadavky a metody zkoušení
• 3. Buderus litinové systémy s.r.o. Potrubí ztvárné litiny pro odpadní vodu
• 4. Státní zkušební ústav pro materiály Nordhein-Westfalen: Atest o zkoušce číslo 22 1086 0 88 Těsnění násuvných hrdlových spojů zNBR
• 5. P.Brune: Odborné zkoušky vlastností výstelky zcementové malty zhlinitanového cementu vtroubách ztvárné litiny při zatížení vysokotlakovými čistícími stroji
• 6. E.Block, W.Sand, K.Kirstein, J.Rammelsberger: Výzkum odolnosti cementové výstelky trub ztvárné litiny vůči korozi biogenní kyselinou sírovou