ir.F.WagenmakerN.V. Eternit, Amsterdam Asbestcementbuizenvoor rioleringenU.D.C. 691.328.5-462:628.24Asbestcementbuizen voor rioleringen*De tussen haakjes geplaatste cijfers verwij-zen naar de litteratuur op blz. 75.In dit betontijdschrift, dat zich siert met het bindende woord 'Cement', komen een enkelekeer ook wel eens materialen ter sprake die niet behoren tot de groep 'betonartikelen', maarwel met de grondstof cement worden vervaardigd.Zo'n materiaal is bij voorbeeld asbestcement, waarover weinig wordt gepubliceerd, omdathet als bouwmateriaal al sedert vele jaren een vaste plaats heeft verworven en er ogen-schijnlijk weinig nieuwigheden te melden zijn. Ogenschijnlijk, want de kwaliteit is aanmer-kelijk toegenomen, terwijl nu ook veel gebruik wordt gemaakt van de mogelijkheid asbest-cement-produkten door en door te kleuren. De asbestcement-golfplaten zijn daarvan eenvoorbeeld. Daarnaast zijn door nieuwe produktiemethoden allerlei moderne toepassingen vanasbestcement voor woning- en utiliteitsbouw ontstaan, zoals de talrijke soorten leien, dekleurrijke bekledingsplaten, vensterbanken en traptreden, geribde wandplaten, enz. Eenjongste loot is het extrusie-produkt, waarmee onder meer scheidingswanden worden ver-vaardigd.Een belangrijke nieuwe toepassing van astbestcement vinden wij ook in de buizenfabricage,en wel in de rioleringssector. In andere sectoren, en met name in die der waterleidingbedrij-ven, worden persleidingen reeds sinds de twintiger jaren met deze buizen uitgevoerd [6]* enhebben talrijke onderzoekingen, zowel in het laboratorium als in de praktijk, op dit materiaalplaatsgevonden. De eerste leiding in Nederland-werd in 1931 in 's-Hertogenbosch gelegd(diameter 200 mm). De daarbij gebruikte buizen zijn uit Itali? ge?mporteerd, want pas in 1937werden door de Eternit-fabriek in Goor de eerste Nederlandse buizen gefabriceerd.De grondstoffen zijn asbest, cement en water. Asbest is een gekristalliseerd silikaat, dat zichonder hoge druk en temperatuur als lagen in de moedergesteenten afzet. Het zijn langgerektekristallen, die zich tot vezelbundels verzamelen en loodrecht op de gevormde lagen voorko-men. Voor de asbestcement-fabricage zijn voornamelijk de chrysotiel en serpentine-asbestenvan belang. Dit zijn magnesiumsilikaten met als theoretische samenstelling:3MgO . 2S1O2 . 2H2O.De asbestvezels hebben naast een grote hittebestendigheid en chemische onaantastbaar-heid, ook een grote treksterkte. Voor de chrysotiel-asbesten bedraagt deze treksterkte 50-75kgf/mm2, terwijl bij andere soorten (bij voorbeeld het zgn. blauwe asbest of crocidoliet, eenijzer-natriumsilikaat) deze waarde tot 200 kgf/mm2kan oplopen.De vervaardiging van de buizen geschiedt volgens het principe van de papierfabricage. Naeen intense menging van de grondstoffen wordt het mengsel in een vergaarbak geleid, waar-in een grote zeefcilinder draait. De lengte van de cilinder komt overeen met de lengte vande te vervaardigen buis.Binnen in deze cilinder wordt het water weggezogen, waardoor zich aan de buitenkant eenlaagje van 0,2 mm asbestcement vormt. Het laagje wordt door een doorlopend vilt overge-nomen en onder druk rond een stalen cilinder gewikkeld, nadat er eerst nog via een va-cuumbak water aan is onttrokken. De stalen cilinder wordt later verwijderd, waardoor eenasbestcementbuis is ontstaan, die na voldoende verharding verder kan worden bewerkt. Hetis duidelijk, dat bij deze fabricagemethode de wanddikte van de buis zeer eenvoudig is tevari?ren.Eigenschappen van asbestcementbuizenDoor de fabricagemethode, waarbij de buis wordt gewikkeld rond een stalen kern, ontstaateen zeer gladde binnenwand. Bij goede betonbuizen wordt met een k-waarde van 0,25 mmrekening gehouden, terwijl voor asbestcementbuizen deze k-waarde 0,025 mm bedraagt. Degladheid van de binnenwand heeft invloed op drukverliezen in de leiding. Voor de hydrau-lische berekening van de drukleidingen, maar ook voor vrij-verval rioolbuizen van astbest-cement zijn grafieken en tabellen voorhanden [3].De sterkte van asbestcementbuizen wordt beproefd op inwendige druk, buiging en schedel-druk, volgens internationale afspraken in het kader van de I.S.O. (International StandardOrganisation), die mede gebaseerd zijn op de in Nederland door het K.I.W.A. vastgesteldekeuringseisen. De gemiddelde ringtreksterkte door inwendige waterdruk bedraagt 300 kgf/Cement XX (1968) nr. 2 722Hef leggen van buizen ? 120 cm inde bedding van de rivier de Vesdrete Verviers (Belgi?)3Leiding ? 70 cm te Terssac(Tarn, Frankrijk)cm2, de buigsterkte bij een driepuntsbuigproef 350 kgf/cm2en de ringbuigtreksterkte bijschedeldruk 550-650 kgf/cm2[4]. Deze cijfers zijn na 28 dagen geconstateerd. In de loopvan de tijd nemen de waarden nog toe.Hoewel asbestcement een poreus materiaal is, is het toch praktisch gesproken impermeabel.De afmetingen van de pori?n zijn zeer gering door de fijne korrelstruktuur van het cementen de hoge druk tijdens de fabricage. De capillaire spanningen zijn dan ook zo groot, dat hetopgenomen water niet door inwendige druk uit de buiswand kan worden geperst. De porosi-teit neemt overigens af naarmate de buis ouder wordt. Asbestcementbuizen worden dan ookveelvuldig voor lage-druk gasleidingen gebruikt.Het materiaal asbestcement is zeer goed bestand tegen chemische aantasting [4] [5]. Inzeewater kan het zonder bezwaar worden gebruikt, terwijl corrosie door elektro-chemischewerking niet kan optreden, omdat asbestcement een hoge weerstand tegen elektrischestromen heeft. Bij normale zuurgraad van de grond behoeven geen speciale maatregelen teworden genomen om de buis te beschermen. Evenmin behoeven de buizen aan de binnen-zijde te worden voorzien van een speciale beschermlaag bij normale vuilwater- of regenwa-terafvoerleidingen van een stadsrioleringsstelsel. In bijzondere omstandigheden, zoals eenlage pH-waarde van de grond of afvoer van industrie-afvalwater, moet de buis binnen of bui-ten worden beschermd. Hiervoor worden diverse systemen gebruikt naar gelang de gesteldeeisen. Een mogelijkheid is de buis te bespuiten met een bitumen- of teerprodukt, terwijl voorindustrie-afvalwater ook een zuivere epoxy (zonder oplosmiddel) met een laagdikte van300 kan worden opgebracht, waarvoor in de Eternit-fabrieken speciale installaties zijn ont-wikkeld.Deze epoxybescherming kan ook worden toegepast, wanneer een zeer hoge slijtweerstandwordt vereist. Ik vermeld speciaal 'zeer hoge', omdat Professor P?pel in het Forschungs- undEntwicklungsinstitut f?r Industrie- und Siedlungswasserwirtschaft sowie Abfallwirtschafte.V.' te Stuttgart uitgebreide proeven heeft genomen met asbestcementbuizen, waarbij isgebleken, dat ook een onbeschermde buis bij belangrijke zandtransporten door de buis zeerruim voldoet aan de te eisen slijtweerstand.Toepassing als rioolbuizenIn de inleiding is reeds vermeld, dat asbestcementbuizen reeds tientallen jaren worden toe-gepast als drukleidingen voor het transport van water en gas. Eveneens zijn deze buizenreeds geruime tijd in gebruik als rioolpersleidingen. Voor vrij-vervalriolen daarentegen zijnasbestcementbuizen in Nederland nog weinig toegepast. Een reden voor dit laatste is vooralgelegen in het feit, dat aan de gebruikte materialen lage eisen van waterdichtheid werdengesteld. In de andere E.E.G.-landen echter -- om maar dicht bij huis te blijven -- is de si-tuatie geheel verschillend. In Itali?, maar vooral in Frankrijk, is toepassing van asbestcement-rioleringsbuizen vanwege de hogere eisen van waterdichtheid al jarenlang een normaal ver-schijnsel, in Duitsland is de levering van asbestcementbuizen voo:r rioleringsdoeleinden vijfjaar geleden gestart, terwijl dit in Belgi? twee jaar geleden op grote schaal begon.In Nederland zijn in 1967 de eerste kilometers vrij-vervalriool gelegd, terwijl diverse pro-jecten in voorbereiding zijn.In deze tijd van toenemende zorg om de zgn. milieu-hygi?ne zal ook ons Nederlandserioolstelsel in de toekomst kritischer dan voorheen worden bekeken. Overal worden zuive-ringsinstallaties gebouwd om het openbare water vrij te houden van verontreinigingen.Het spreekt dus vanzelf, dat het van groot belang is dat de leidingen, die het vuilwater naarde zuiveringsinstallatie brengen, waterdicht zijn, allereerst om geen verontreinigingen uit deleiding in de grond te laten doordringen, maar anderzijds ook om te voorkomen dat grond-water in de leiding dringt. Dit laatste zou namelijk tot gevolg hebben dat er meer water naarde zuivering moet worden gepompt en gezuiverd, hetgeen meer kosten met zich meebrengtdan wanneer men waterdichte leidingen heeft. Tevens wordt voorkomen dat zand wegspoeltdoor het riool met als gevolg verzakkingen van de erboven gelegen straat.De eis van waterdichte buizen en waterdichte verbindingen zal dan ook zeker luider gaanklinken. Met name in Duitsland worden al hoge eisen aan de waterdichtheid gesteld. EenCement XX (1968) nr. 2 734Rioleringsprojekt te Wuppertal(Duitsland); toepassing van ca. 1250 masbestcementbu?zen ? 100 cm5Rioolleiding met buizen0 30 cm teSanary (Var, Frankrijk)6Asbestcement-rioolbuizen ? 40 cm, metaansluiting voor buizen ? 20 cm,toegepast te Tilburg7Rioolleiding (totaal 5 km) metasbestcementbu?zen ? 30 cm teSaint-Saulve (Nord, Frankrijk)rioleringssysteem van asbestcementbu?zen is absoluut waterdicht, omdat precies dezelfdekoppeling van de buizen wordt toegepast als bij de persleidingbuizen ten behoeve vanwaterleiding of riolering (dus dienstdrukken tot 12 atm.).Uiteraard komen in rioolbuizen geen hoge drukken voor (hoewel de leiding gegarandeerdwordt tot 2 atm.), en is naast de waterdichtheid vooral de weerstand tegen uitwendige krach-ten van belang. Dit zijn voornamelijk de krachten die door de gronddruk en de verkeerslas-ten worden veroorzaakt. Door de grote sterkte van asbestcement (een gemiddelde ringbuig-treksterkte van 600 kgf/cm2) kan de wanddikte gering blijven en eenvoudig worden aange-past aan de eisen van elke projekt. Toch zijn ook de asbestcementrioolbuizen gestandaardi-seerd, waarbij de sterkte van de buizen mede gebaseerd is op de aan betonbuizen gesteldeeisen van schedeldruk.De toegepaste koppeling is de zgn. komeetkoppeling (zie fig. 1): een asbestcementmof mettwee speciaal geprofileerde rubberringen. De doorsnede van de rubberringen bestaat uit eenrond gedeelte en een lip.Wanneer de buizen in de mof worden geschoven, klapt de lip om en wordt het ronde gedeel-te van de rubberring opgesloten. De komeetkoppeling is flexibel en laat een hoekverdraaiingtoe van 6? voor buizen 0 12,5 tot 1,5? voor buizen ? 180 cm. Hierdoor kan een slingerendtracee worden gevolgd zonder speciale hulpstukken.De rioolbuizen worden in lengten van 4 of 5 m geleverd. De wanddikte is 8 mm bij buizen? 12,5 cm en loopt op tot 6 cm bij buizen ? 180 cm. Het gewicht van een buis ? 30 cm van5 m bedraagt dus 125 kg, terwijl dat van een buis ? 140 cm van 4 m 1700 kg bedraagt.Hieruit volgt, dat er een snelle verwerking op de bouwplaats mogelijk is, doordat de montagezeer eenvoudig is, het gewicht gering, de lengte 4 of 5 m en het transport langs het traceerelatief goedkoop.Bij dit artikel zijn enkele afbeeldingen geplaatst van toepassingen in het buitenland en vaneen werk in Tilburg. Deze werken betreffen vrij-vervalriolen van verschillende diameters.De foto's stellen voornamelijk transportriolen voor, hetgeen vanzelfsprekend is bij grotediameters.Maar ook straatriolen van 25 en 30 cm zijn in deze landen in grote getale geleverd. Een voor-beeld hiervan is Mol in Belgi?, waar ruim 10 000 m asbestcementbuis voor rioleringen is toe-gepast. Het is op eenvoudige wijze mogelijk om een asbestcementbuis aan te boren en ereen spruitstuk op te lijmen, dat aansluiting van de huisriolen op het hoofdriool mogelijkmaakt. Dit spruitstuk wordt zo bewerkt, dat het geschikt is voor de aansluiting van Gr?s-P.V.C.- of asbestcementbu?zen.Over het algemeen zullen deze spruitstukken reeds in de fabriek worden aangebracht, maarhet is ook mogelijk op het werk met een simpel aanboortoestel met de hand een gat in debuis te boren en zelf een spruitstuk hierop vast te lijmen. De toegepaste twee-componenten-lijm op epoxyharsbasis geeft een sterke en een volledig waterdichte verbinding. De aan-sluiting aan inspektieputten kan geschieden door in de wand van de put een asbestcement-komeetkoppeling in te betonneren of in te metselen, waarin de buizen worden gestoken.Wanneer een geprefabriceerde betonput wordt toegepast, kunnen deze asbestcement-koppelingen op dezelfde wijze reeds in de betonfabriek worden ingebetonneerd. Identiekmet dit laatste is de koppeling met polyester-putten. In Duitsland heeft men inspektieputtenvervaardigd van asbestcementbu?zen met een betonnen opzetstuk. Deze asbestcement-inspektieputten zijn volledig waterdicht, omdat de onderdelen aan elkaar zijn gelijmd.De ontwikkeling van de asbestcement-fabricagetechniek gaat, evenals zovele andere tech-nieken, snel vooruit. Een tiental jaren geleden was een buis met een diameter van 60 cmeen uitzonderlijk grote buis, terwijl nu reeds persleidingen van 100 cm en 10 atmosfeerwerkdruk worden toegepast (in Noord-Galilea, Isra?l) en tot 170 cm voor vrij-vervalriolen(in Belgi?). Over een projekt, dat momenteel in uitvoering is, en waarvan ook enkele foto'sbij dit artikel zijn opgenomen, tot slot het volgende:Rondom Antwerpen wordt de zgn. Kleine Ring aangelegd, een autosnelweg met vier rijbanenin beide richtingen, die een onderdeel is van de E3 (Lissabon-Stockholm) en de E10 (Am-Cement XX (1968) nr. 2 748Aanleg van een diep riool op deBundesplatz te Berlijn; op de kantspeciale aansluitstukken voor gr?sbuizen9Afvoerwaterleiding in de zgn. KleineRing rond Antwerpen; montage vande buizen ? 140 cm10Montage van de buis ? 140 cm metkomeetkoppeling bij de afvoerwater-leiding te Antwerpen11Montage van een asbestcement-rioolbuis? 50 cm, met zij-aansluiting, op 4 monder straatniveau te La Hulpe (Belgi?)sterdam-Parijs) en die aansluit op de nieuwe Scheidetunnel. Het tracee van de Kleine Ringloopt voor een groot deel door de vroegere militaire vestigingsgordel van Antwerpen, waar-van de gronden onbebouwd en nog vrijwel alle in staatshanden waren. Een groot gedeeltevan de weg, vanaf de Scheldetunnel tot aan de kruising met de Turnhoutsebaan, ligt in eeningraving, ca. 5 m onder het waterpeil van de Schelde. Door draineerbuizen wordt het grond-water gebracht naar grote betonleidingen met diameter 1,90 m, die het water onder vrij-verval naar twee pompstations midden in de uitgraving brengen.Ook het hemelwater wordt naar de stations gevoerd. De pompstations pompen het watermet vijzels 8 m omhoog, waarna het wederom onder vrij-verval naar twee zijden op het open-bare water wordt geloosd, nl. op de Schelde en in het Lobroekdok. Daarnaast wordt in hettracee van de Kleine Ring nog een hoofdtransportleiding van de Antwerpse stadsrioleringaangelegd.Het gedeelte van de riolering van het pompstation nr. 1 naar de Schelde wordt met asbest-cementbuizen ? 140 en ? 120 cm gelegd. Dankzij de levertijden en de snelle wijze vanleggen kon hierdoor een aanzienlijke besparing van de bouwtijd worden bereikt. Op ??nwerkdag zijn maximaal 55 buizen van 4 meter lengte met ??n kraan gelegd.Oorspronkelijk waren betonbuizen in het bestek voorzien, maar juist vanwege de vlotte ver-werking heeft de aannemer (Hyterco-Antwerpen) een alternatief ingediend met asbestcementbuizen, waarmede de opdrachtgever akkoord is gegaan. De buizen, ? 140 cm, hebben eenwanddikte van 52 mm en zijn gegarandeerd voor een schedeldruk van 8400 kgf/m' door mid-del van een lijnlast op de kruin en in de voet van de buis. Aangezien de buis in de grond ge-vleid ligt, zullen de gronddrukken niet via een lijnlast aangrijpen, waardoor de buis ongeveerhet dubbele van de bovengenoemde belasting kan dragen. In het laboratorium Magnel vande Rijksuniversiteit van Gent zijn schedeldrukproeven op de buizen genomen, waaruit bleekdat deze de vereiste drukken ruimschoots weerstaan.Met de toepassing van asbestcementbuizen, ook voor rioleringsdoeleinden bestaat, zoalsuit het voorgaande blijkt, reeds een jarenlange ervaring. E?n van de oudste voorbeelden ishet rioolnet van Knokke, waar reeds in 1929 asbestcementbuizen zijn toegepast en waar nutotaal 10,5 km buis is gelegd. In 1951 werden hier een aantal buizen opgegraven, waarbijbleek dat na 22 jarig gebruik geen corrossie kon worden geconstateerd. Ook in Nederlandis ervaring opgedaan met asbestcementbuizen in rioolnetten, allereerst natuurlijk met de zeervele rioolpersleidingen, maar ook met enkele buizen die reeds in 1932 tot 1935 zijn inge-bouwd in de rioolwaterzuiveringsinrichtingen van Hilversum en Bussum.Wegens een verbouwing van de laatstgenoemde installatie zijn een aantal buizen in 1963uitgegraven en in het Otto-Graf-Instituut in Stuttgart beproefd. De buizen, die in de voet doorslijtage 0,2 mm kleiner waren geworden dan in de overige doorsneden, bleken bij de sche-deldrukproef nog een ringbuigtreksterkte van gemiddeld ruim 700 kgf/cm2te bezitten (deKIWA-eis is 450 kgf/cm2), terwijl zij in een zone van slechts 0,2 mm diep enigszins 'zachter'bleken, door aantasting van in het afvalwater voorkomende schadelijke stoffen. Het overigemateriaal was volkomen onaangetast.Uit de binnenlandse en buitenlandse onderzoekingen en ervaringen met asbestcementbuizenblijkt een snelle ontwikkeling in de toepassing van deze buizen in rioleringstelsels. De hogesterkte en slijtweerstand en de corrosiebestendigheid stellen dit cement-produkt in staat omzijn funktie in de rioleringstechniek duurzaam uit te oefenen.Litteratuur1 Rapport van de Studiecommissie Asbestcementbuizen, 1948.2 Toepassing van asbestcementbuizen voor waterleiding, KIWA-rapport 1958.3 Tabellen f?r die Bemessung von Eternit-Leitungen nach Prandtl-Colebrook 1966.4 Kurt H?nerberg, das Asbestzement-Druckrohr, 1963.5 Dr.-Ing.Horst Eick, 'Vom Wasser', Jahrbuch f?r Wasserchemie und Wasserreinigungstechnik, Band 1960.6 Dr.Fritz Emperger, Buisleidingen van asbestbeton, De Ingenieur, no 3, 1932.Cement XX (1968) nr. 2 75