Der Bauingenieur : Zeitschrift für das gesamte Bauwesen, Jg. 7, Heft 23

DER BAUINGENIEUR

7. Jahrgang 4. Juni 1 9 2 6 Heft 2 3

FÖRDERTURM IN EISENBETO N AUF „V EREIN IG T FELD “ IN HOHNDORF, ERZG .

Nach einem V ortrage vo r dem Deutschen Beton-Verein.

Von o. P rofessor D r.-In g . F . K ügler, F reiberg i. S.

E i n l e i t u n g .

U n ter den Bauw erken über Tage auf dem Gebiete des Bergbaues stellen die Fördertürm e und Fördergerüste eine interessante Gruppe dar. Ihr E n tw u rf bietet lohnende A u f­

gaben sowohl in konstruktiver. H insicht wie in der statischen Berechnung.

In Eisenbeton sind sic, vor allem im Auslande, schon in großer Zahl ausgeführt und haben durch ihre Bew ährung die B rau chbarkeit des Eisenbetons auch für diese nach Zweck und Belastung eigenartigen B auw erke dargetan, also auf einem Gebiete, das früher ausschließlich vom E isen be­

herrscht war.

Im folgenden soll ein Förderturm etwas näher beschrieben werden, der von den wenigen Ausführungen, die w ir bis jetzt in Deutschland haben, wohl die neueste darstellt. Um ihn nach seiner E igen art zu kennzeichnen, sei der Zw eck und die Bauw eise der Fördertürm e und Fördergerüste in wenigen Worten dargestellt.

Ih r Zw eck ist folgender (Abb. i ) : Sie tragen die Seil­

scheiben, d. h. hochgelegene Um lenkrollen für die Förderseile, die die beladenen Gestelle aus der Tiefe heraufziehen und die

ob en a u f G erüst m it Streb e. T urm o h n e Streb e, dem T urm .

Abb. 1. Arten der Fördertürme und -gerüste.

leeren Gestelle hinablassen. Die Höhenlage dieser Seilscheiben ist dadurch bedingt, daß das Seil nach der Förderm aschine hin, wenn diese neben dem Gerüst steht, nicht zu flach v e r­

laufen d arf; ferner dadurch, daß die H ängebank, wo die Gestelle entleert werden, eine ziemliche Höhe über Gelände besitzen muß, dam it die W agen mit G efälle zu den Verarbeitungs­

oder Stapelstellen laufen können, ferner durch die neuerdings sehr große Höhe der Gestelle, die häufig 3 und 4 E tagen haben, und endlich dadurch, daß über der H ängebank, an der die Gestelle normalerweise zum H alten kommen, noch eine vo r­

geschriebene Höhe vorhanden sein muß bis zur Seilscheibe, damit im F alle einer U nachtsam keit des M aschinenführers doch noch eine ausreichende Strecke als Brem sw eg zur V e r­

fügung steht. So ergeben sich heutigen Tages Höhen der B a u ­ werke von 40 m bis über 50 m.

Die Fördertürm e und -gerüste sind auch dadurch gekenn­

zeichnet, daß sie große K rä fte aus den Seillasten aufzunehmen haben. D er Seilzug bei normalem B etrieb b eläu ft sich au f etwa 20 t im M ittel; eine Seilscheibe überträgt also rd. 40 t auf ihr Lager. Im F alle des Seilbruches wachsen die K rä fte aber auf das 6 —lo fa ch e der Betriebslasten.

Den besten Ü berblick über die Bauweisen erhalten wir, wenn w ir sie nach der A rt der Aufnahm e und der Übertragung der Lasten zusammenstellen; w ir haben zu unterscheiden:

A . F ö r d e r t ü r m e , bei denen die treibende Förder­

maschine oben auf dem Turm steht, und wo die Seile von der direkt mit der M aschine gekuppelten Treibscheibe aus lotrecht nach unten gehen. Auch der M aschinenführer h at seinen Stan d oben (Abb. ra ). D ie Seile liegen also vollständig inner­

halb des Turmes. Solche Türm e erfahren durch die Seilkräfte nur lotrechte Belastung. Bauw erke dieser A rt sind ausgeführt:

1. Camphausen, Steinkohlenbergwerk, Saarrevier. — A rm . Beton 1 9 1 1 , H eft 7. — D. B ztg. 1 9 1 1 , N r. 10. — Ztschr. f.

Betonbau 19 13 .

2. Kleinschierstedt, Anhaitische Salzwerksdirektion. H and­

buch f. Eisenbetonbau, 3. A ufl, 8. B an d , B ergbau und Hüttenwesen.

3. Fran z-Joseph -Sch ach t in Pecs in Ungarn, K u klasch acht in Oslawan. Siehe ebenda und B ergbau und H ütte 19 19 , S. 19 und 19 18 , S. 225.

4. Schacht St. Gilles des Steinkohlenwerkes L a H aye in Lüttich, siehe ebenda und R evu e universelle des Mines, B d . I X , Nr. 5 vom 1. 6. 19 2 1.

5. Holländische S taatl. Steinkohlem verke, Schacht M aurits.

Der Bauingenieur 1924, H eft 17.

B . D ie a n d e r e g r o ß e G r u p p e ist dadurch gekenn­

zeichnet, daß die Maschine in Geländehöhe in e in e m b e ­ s o n d e r e n M a s c h in e n b a u s n e b e n d e m T u r m und in oft recht erheblicher Entfernung von ihm steht (Abb. i b und ic ).

D ie Seile gehen schräg vom Turm nach dem Maschinenhaus, belasten den Turm also außer in lotrechtem auch stark in wagerechtem Sinne.

Zur A ufnahm e der Schrägkräfte ist meist eine Sch räg­

strebe vorhanden, im allgemeinen in R ichtung der R e ­ sultierenden aus den lotrechten und den schrägen Seilzügen angeordnet (Abb. i b). D as hier verwendete Prinzip des B ock ­ gerüstes läß t deshalb h ie r auch die Bezeichnung F ö r d e r ­ g e r ü s t am richtigsten erscheinen. Diese Gestaltung schließt sich eng an die eisernen Vorbilder an und ergibt zweifellos die leichtesten B auw erke, da die säm tlichen Seilkräfte eigentlich nur auf die Schrägstrebe wirken. In Deutschland haben wir bisher nur e in e solche A usführung in Eisenbeton1), dafür aber im Auslande zahlreiche, und zwar mehrere in England und zahlreiche in Belgien und Frankreich. V gl. H andb. für Eisenbetonbau, 3. Auflage, 8. B d ., B ergbau und Hüttenwesen, und „G lü c k a u f“ 19 2 1, N r. 38, 39 und 40; 1922, N r. 30, sowie Engineering 1920, B d . 2, S. 499; 1923 vom 5. Ja n . — Concrete and Constructional Engineering, Nr. 6, vom Ju n i 1925. Coll.

G uardian 19 2 1, S. 866. -- R evu e universelle des mines B d. IX , Nr. 5 vom 1. Ju n i 19 2 1.

Während die Gerüste meist wagerechte Verbindungen zwischen den Streben und dem Führungsgerüst aufweisen, hat man diese bei einigen Ausführungen sogar ganz weggelassen und die Strebe von der Seilscheibenbühne bis zu ihrem F u ß ­ punkt vollkomm en frei geführt. E s entspricht das durchaus

*) Fördergerüst in Peking (Staatl. bayr. Kohlenbergwerk), ausgeführt von Wayß & Freytag A.-G. Bautechnik 1923, S. 424.

B au 1926. 4 3

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der Bauw eise in Eisen. A ls Beispiel sei ein Fördergerüst in L i m b u r g ( B e lg ie n ) 2) angeführt. D ie Strebe besitzt eine L än ge von rd. 40 m und h at eine K ra ft von 2 12 t aufzunehmen.

Sie wird außerdem durch ihr Eigengew icht au f Biegung bean­

sprucht. A us diesem Grunde h at m an ihre M ittellinie nicht gerade geführt, sondern ihr einen Stich nach oben gegeben, dam it die Län gskraft, wenn sie w irkt, dem Biegungsm om ent ein nach oben wirkendes Moment entgegensetzt.

Im übrigen h at man bei den neueren Ausführungen den Grundsatz verfolgt, das ganze Fördergerüst, soweit es innerhalb der Schachthalle steht, von dieser vollkom m en getrennt zu halten und einen Zwischenraum zwischen beiden zu lassen,

A b b . 2.' Übersichtszeichnung.

dam it die Schwingungen und Beanspruchungen des Gerüstes nicht auf die übrigen B au teile übergehen.

In einer ganzen R eihe von F ällen h at man auch da, wo das M aschinenhaus neben dem Förderturm steht, der Seilzug also schräg verläu ft, k e in e S c h r ä g s t r e b e n angeordnet, sondern die Aufnahm e der wagerechten Seilkräfte der Stan d­

festigkeit des Turm es zugewiesen (Abb. xc). Beispiele dieser A rt sind :

a) Französische Ausführung der G ew erkschaft H asard auf einem Schachte in Chératte (Revue universelle des mines 19 2 1, S. 404).

b) Genau wie der schon unter A 5 erwähnte Förderturm au f holländischem Gebiet für die Staatsm ijnen in H cerlen wird je tzt noch ein zweiter ebenfalls von der F irm a F ran z Schlüter ausgeführt, der aber auch schräge Seilzüge aufzunehmen hat, ohne daß in seiner G estalt und in seiner Bauw eise und Stützung eine Änderung cintritt.

c) Zu dieser Gruppe von Fördertürm en gehört auch der nachstehend näher zu beschreibende.

Revue univ. min. mét. 15. April I922, S. 85. — Glückauf 1922, S. 9 1 8.

D E R B A U IN G E N IE U R 1926 H E F T 23.

F ö r d e r t u r m d e r G e w e r k s c h a f t G o t t e s S e g e n , B e t r i e b s a b t e i l u n g V e r e i n i g t F e l d in H o h n d o r f

( E r z g e b .) .

B ei der Betriebsabteilung Vereinigt Feld sollte zur V er­

billigung der Betriebskosten und, um einen der bestehenden drei Schächte für weitere Ausrichtungen freizumachen, die Förderung der in etw a 800 m Tiefe hauenden Kohlengrube auf den Schacht I vereinigt werden.

Vorhanden w ar bei diesem rechteckigen Schacht (1,84 x 6 ,4 3 m i. L.) eine für Bandseil eingerichtete Zw illings­

dampfmaschine, die höchstens 20 Aufzüge in der Stunde mit je 4 W agen, also 80 W agen in der Stunde von je 700 kg N utz­

last leistete. Nach der Zusam m enfassung der F ö r­

derung wurde für den 8x5 m tiefen Schacht eine stündliche Leistung von 140 W agen nötig. B ei 18 m/selc. Höchstgeschwindigkeit und den erforder­

lichen Sturzpausen bei Um setzbetrieb bedingt dies je Aufzug eine Förderung von 6 W agen bei rund 24 Aufzügen in der Stunde. M it R ü cksicht auf den vorhandenen Schachtquerschnitt waren diese 6 W agen in dreigeschossigen Fördergestellen mit je zwei W agen nebeneinander unterzubringen.

M annschaftsfahrung war für die Anlage mit vorzu­

sehen, und zwar sollte sich die M annschaftsfahrung möglichst schnell abwickeln. In jedem Geschoß des Gestells können 14 Mann, zusammen also je A u f­

zug 42 Mann befördert werden.

Diesen Betriebserfordernissen w ar neben der alten Förderm aschine auch der vorhandene eiserne Seilscheibenstuhl nicht mehr gewachsen. Neben den sonstigen Neuanlagen m achte sich deshalb auch ein neuer Förderturm notwendig.

A ls Förderm aschine wurde mit R ücksicht auf die zu kleine elektrische Zentrale und auf die Mög­

lichkeit der A bdam pfverw ertung eine Zw illings­

d a m p fm a sch in e für 12 at D am pfdruck gewählt.

Im H inblick au f die große Teufe — 8 15 m — ent­

schied man sich für eine Köpem aschine m it Seil­

gewichtsausgleich durch Unterseil. D ie Treibscheibe der M aschine h at 6 m Durchmesser, die beiden in einer E ben e übereinander angeordneten Seilscheiben einen solchen von 5,5 m im Seillauf.

Durch die L age der während der Um bauzeit in B etrieb zu haltenden alten M aschine und durch die Gelände- und B ebauungsverhältnisse sowie mit R ücksicht auf günstige Seilablenkung und statische Verhältnisse war die Stellung der neuen Maschine auf der Seite eines kurzen Schachtstoßes in Gelände­

höhe gegeben.

F ü r den über dem Schacht zur A ufnahm e der Seilscheiben und des Führungsgerüstes der Fördergestelle zu errichtenden Förderturm kam außer der herkömmlichen Ausführung in E isen auch Eisenbeton als B au sto ff in F rage.

D ie Gegenüberstellung der K osten und Bauzeiten für die Ausführung des Seilscheibenturm es in E isen und Eisenbeton zeigte im A pril 19 22 wesentliche Vorteile zugunsten der E isen ­ betonausführung. U nter Berücksichtigung aller Nebenarbeiten betrugen die K osten

bei Ausführung in E isen : rd. 3,50 Millionen Papierm ark bei einer B au zeit von 10,5 Monaten,

bei Ausführung in E isenbeton: rd. 3 ,15 Millionen Papierm ark bei einer B au zeit von 6 Monaten.

F ü r den Eisenbeton sprach weiter der F o rtfa ll jeglicher U nterhaltungskosten. D ie W erksleitung entschloß sich daher zum B au in Eisenbeton, zum al dabei die M öglichkeit bestand, die erforderlichen M aterialien rasch und zu festen Preisen zu beschaffen, was beim Eisenbau nicht möglich gewesen wäre.

Die spätere Preisentwicklung und Geldentwertung während der Bauzeit ließ erkennen, daß das B au w erk m it der gewählteil Bauw eise tatsächlich geldlich wesentlich vorteilh after erstellt KÖGLER, FÖRDERTURM IN EISEN BETO N A U F VEREIN IGT FELD " IN HOHNDORF.

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D E R B A U IN G E N IE U R

1026 H E F T 23. KÖGLER, FÖRDERTURM IN EISENBETON AUF„ VEREINIGT FELD^" IN HOHNDORF.

455

worden ist, als das bei E isen der F a ll gewesen wäre. E in richtiger zahlenmäßiger Nachweis ist natürlich bei dem in der schärfsten Inflationszeit entstandenen B au w erk nicht zu führen.

Maßgebend für die Abm essungen des B auw erkes ist die wagerechte Entfernung der Förderm aschine vom Schacht und die H öhenlage der Seilscheiben. E rstere beträgt von M itte Treibscheibe bis M itte Schacht 2 3 ,3 3 5 m.

M it R ü cksicht auf die Höhe des Fördergestells und den behördlich geforderten freien A uslaufsweg von wenigstens 6 m ergab sich für die M itte der untenliegenden Seilscheibe eine Höhe von 19,060m über der H ängebank und für die oberevon 25,560m .

D er w agefechte A bstand der Seilscheibenachsen von der Köpescheibenachse beträgt 20,605 m bzw. 22,795 m und der Höhenunterschied 19 ,375 m bzw. 25,875 m.

D as B au w erk selbst, ohne Streben ausgeführt, h at einen rechteckigen Grundriß von 1 1 , 3 x 6 , 5 m . D ie längere Achse liegt in der R ichtun g des Seilzuges. D ie Gesamthöhe des Turm es vom Fundam ent bis zum D achfirst beträgt rund 44,5 m. Die neue H ängebank — gegenüber der alten um 2 ,2 1 m erhöht (hier­

durch wird der Anschluß an einen bestehenden mechanischen W agenum lauf erreicht) — liegt 9,07 m über der Gründung.

Die B e l a s t u n g e n , welche durch den Zw eck des B a u ­ w erkes bedingt werden, sind die folgenden:

Ü ber dem oberen Seilscheibengeschoß B ist in H öhe + 39,55 eine K ran bah n vorgesehen, die vorerst zur M ontage gedient hat, späterhin dazu benutzt werden kann, um die Seilscheibe sam t W elle anzuhängen, wenn es gilt, Lagerschalen auszuwechseln.

D as Gewicht einer Seilscheibe m it W elle und L ager be­

trägt 7 t ; es wird demgemäß die B etriebslast des K ran es zu­

züglich Eigengew icht a u f' 7,5 t festgelegt. D er Achsabstand der K ranbalken ist 3,25 m.

Im übrigen setzen sich die B etriebslasten w iefolgt zusammen:

2 Fördergestelle m it Zwischengeschirr, zus. 13 680 kg 12 leere W agen je 400 kg, zusammen . . 4 800 ,,

4 Bergefüllungen je 900 kg, zusammen. . 3 6 0 0 ,, 2 Kohlefüllungen je 600 kg, zusammen . 1 200 ,, 870 m Obersei], z u sa m m e n . 9 5 7 0 ,, 870 m Unterseil, z u s a m m e n ...9 570 ,,

2 Seilscheiben m it Lagern und Welle, je

7000 kg, z u s a m m e n . 14 000 ,, 56 420 kg Hiernach ergibt sich als e i n f a h r e n d e L a s t : 1 Fö rder­

gestell + 6 leere W agen + 870 m Seil = P e = 18 810 k g;

a ls a u s f a h r e n d e L a s t : 1 Fördergestell + 6 leere W agen + 4 Bergefüllungen + 2 Kohlefüllungen + 870 m Seil = P a = 23 610 kg. D ie B ruchlast des Seiles beträgt 18 2 000 kg, die m axim ale Seilgeschwindigkeit 18 m/sec.

Sie w ird nach 20 sec. erreicht; da sie 18 m/sec. beträgt, erm ittelt sich die Beschleunigung zu p = — = 0,9 m/sec2.x 8

Die Belastungen erhöhen sich also beim A nfahren um ' p 18 8 10 -0 ,9 -

Pe g - 9,81 - 1828 kg>

„ p 23610 -0,9 , .

Pa . __ _ _ = 2i66 kg)

d. h. auf 18 810 + 1828 = 20 638 kg als einfahrende L ast, 23 6 10 + 216 6 = 25 776 kg als ausfahrende L ast.

Außer der Belastun g bei normalem B etrieb w ar auch noch diejenige bei Seilbruch zu berücksichtigen; dabei tritt in dem einen Seiltrum eine Z u gkraft von 182 t auf, in dem ändern Seiltrum eine wesentlich geringere K ra ft, die sich aus der W irkung der M assenträgheit der bewegten Teile berechnet.

Auf die Einzelheiten dieser Berechnung soll in einem späteren Aufsatz noch eingegangen werden.

Neben den Seilzugkräften aus der Betriebs- und der Seil­

bruchlast ist noch der W inddruck in Höhe von 150 kg/m2 der getroffenen F läch e in Rechnung gestellt; es ergibt das für die Schm alseite des B au w erks eine W indkraft von rd.

20 t in einer Höhe von 32,5 m über der Gründungssohle.

A ls Belastun g der Bühnen ist, da sie bei der M ontage durch M aschinenteile belastet werden können, 1 t/m2 ange­

nommen; nur das untere D rittel (im Grundriß, Sch n itt II) der H ängebank, Höhe + 9,07 m über Gründungssohle, ist für 2,8 t/m2 berechnet, da dieser Teil bei Auswechslung der Fördergestelle ganz besonders starke Lasten zu tragen hat.

Z u l ä s s i g e B e a n s p r u c h u n g e n u n d S t a n d s i c h e r h e i t . B e i der Berechnung sind die in der folgenden Tabelle ange­

gebenen W erte für ab und a0 zugelassen worden.

Im Im

Bauteile und Belastungsfall Beton Eisen

Ob Oe

a) Eigengew icht + Betriebslasten . . . 40 1200 b) Eigengew . + Betriebslast + W ind 45 1300 c) Eigengew icht + Seilbruchlast . . . 60 1800 d) Eigengew . + Seilbruchlast + Wind . 65 l800

A u f die F rag e der Standsicherheit wird in einem späteren A ufsatze noch eingegangen werden.

D er Bodendruck überschreitet in keinem F alle 2,5 at.

D er Baugrund ist festes Rotliegendes, das eine sehr gute T rag­

fähigkeit aufweist.

W as die einzelnen B e d i n g u n g e n für die G e s t a l t u n g d e s B a u w e r k e s anlangt, so w äre folgendes zu erwähnen:

D er B etrieb des W erkes im allgemeinen und der Schachtanlage I im besonderen durfte durch die A rbeiten in keiner Weise behindert -werden. D as bestehende Gebäude m it der darin befindlichen Förderm aschine mußte 'erhalten bleiben, dam it während des B au es die M annschaftsförderung ohne wesentliche Störung weiter vo r sich ging. So w ar bei der Anlage der Decke in + 2 1 , 8 9 m Höhe au f die beiden vorhandenen Seilscheiben R ücksicht zu nehmen und so zu konstruieren, daß die Schalung gestellt werden konnte, ohne den Seilbetrieb zu stören. Ferner erhielt der Rahm enriegel in der Höhe + 15,8 7 seine Höhen­

lage durch die Bedingung, daß er an den Streben des alten eisernen Fördergerüstes und dem Seil der alten Förderung gerade noch Vorbeigehen mußte. Auch für die eisernen Treppen, die vom Badeh aus zu den eisernen Bühnen für das E in - und Aussteigen der M annschaft führen, mußte über der H änge­

ban k eine ausreichende Höhe vorhanden sein, da entsprechend den dreietagigen Gestellen auch drei Bühnen übereinander für die M annschaftsfahrung vorhanden sind. Zum E in bau der wegnehmbaren Eisenkonstruktion, welche die Podeste der einzelnen Bühnen bildet, wurde eine U nterstützung durch eine Eisenbetonstütze in der Um fassungslängsseite nötig (Ge­

schoß F ). E s w ar natürlich statth aft, diese Stütze zur T u rm ­ konstruktion statisch zu verwerten.

Ü ber der H ängebank ( + 9,07) mußte der Innenraum des B au w erkes eine lichte D urchgangshöhe von 5,5 m bis zum näch­

sten Riegel ( + 15,87) und von 10,0 m b is zur nächsten Bühne auf­

weisen, dazu eine lichte B reite von 1,7 m von der Schachtöffnung bis zur Konstruktionsinnenkante. Dieses Maß wurde erforderlich, um die Fördergestelle aus- und einbauen zu können und um das Reservegestell, wenn nötig, im ganzen einzuhängen.

F ü r die Anordnung der L ager der beiden Seilscheiben war folgendes maßgebend:

Die Län ge der Seilscheibenwelle ist 1250 mm, der A bstand der W ellenlagerm itten 1000 mm, die größte B reite der Seil­

scheibennabe b eträgt 400 mm, die Lagerbreite 320 m m ; somit erm ittelt sich der Lich trau m zwischen den Lagerstützen zu 680 mm (Abb. 2).

Die Lagerfläche ist mindestens 0,27 . 1,00 m groß. B e i aus­

fahrender L a s t ergibt sich

aus Seilscheibe, W elle und L a g e r ... 7 000 kg ,, F ö r d e r l a s t ... 23 610 kg zus. 30 610 kg 30610

also je Lager 15 305 kg-

M itte W elle liegt 375 mm über Lagerunterkante, unter Berücksichtigung der Nietblechstärken rd. 400 mm.

43*

B eim E n t w u r f d e s B a u w e r k e s wurde, um die Bauw eise möglichst leicht zu gestalten, danach gestrebt, daß die Lasten der Seilscheiben die sie tragenden Teile möglichst nicht auf B iegung beanspruchen; es sind demgemäß (Abb. 3) zur U nterstützung der Seilscheiben ein Dreieckrahm en im Geschoß C und ein schiefer Viereckrahm en in dem darunter liegenden Geschoß D gew ählt worden; die linken Beine liegen in Richtung der Seilzugresultierenden. Beide Rahm en stehen in der M itte des Turm es, ganz eng nebeneinander. E s stört dies hier in keiner Weise, weil auf dem Turm e nur die Leitscheiben stehen, keinerlei Brem s- oder Steuervorrichtungen.

Diese beiden B öcke sind das H aupttragw erk der Betriebslasten, alles übrige rund herum in den drei Obergeschossen dient nur zur Raum gestaltung und zum Tragen des Daches und der im Dachgeschoß liegenden Kraneinrichtung für das Aufwinden der Seilscheiben.

n D a die unteren

,, Z ' <^f,sc^ en^Zen^ j| Geschosse E und P,

|l ' wie schon ausge-

; (j: L—~ ; führt, von allen M it-

" i telstützen unddergl.

I Geschoß I y • J; I frei sein müssen, so 1 I [ •§c l l es> *n der Etöhe 1 ! | + 21,89 die Stütz- _ _________ (2_____ drücke der m ittleren . ■■■ h ‘"' :1 Seilscheibenböcke in ' Geschoß" / / \ \ die Ecksäulen der

£ / / \ \ darunterliegenden

\ \ . ^ Geschosse überzu- 1 \ führen. F ü r die lot- LlJ LLZ_________ L u rechten Lasten ge­

schieht das durch die -rq beiden Trapezsprengwerke des Ge­

schosses in den Schm alseiten. Die i wagerechten K rä fte sind folgender- Id i maßen überführt worden:

Die wagerechten Kom ponenten der Seilscheibenlasten, die in der Mitte des Querriegels a angreifen (vgl. A bb. 4) werden in der Decke in Höhe + ' 21,8 9 in die Außen­

wände übergeführt, und zwar auf /-/Seilscheiben-1

' / lasten '■mittlereRahmen\R

/Rahm endin i

'derAußenwand j .A a.b.c Querriegel

A b b . 4. Ü b e rle itu n g d e r w age re c h te n K rä fte aus d e n B etriebs-

la ste n in d ie A u ß en w än d e .

S e ils c h e ib e n o c h s e

A b b . 3. In n e n a n sic h t d e s B auw erks.

2 $ 2 0 5 / 2 0

Seilscheibenachse 0 ---2 , i 9 ----‘

A b b . 5. E ig e n g ew ich ts- la ste n v o n G e ­ schoß zu G eschoß.

G iebelw and L ä n g ssch n itt

A b b . 6. E is e n e in la g e n d e r b e id e n S eilsch e ib e n b ö ck e.

456

“ igteH B raif™

D E R B A U IN G E N IE U R

1926 H E F T 23. SITTE, PRAKTISCHE NÄHERUNGSFORMELN FÜR DEN HÖCHSTSCHWALL.

457

PR A K T ISC H E NÄHERUNGSFORM ELN FÜR DEN H Ö CH STSCH W ALL IN SC H A CH TW A SSERSCH LÖ SSERN .

Von In g . D r. F. S itte, B r ü n n

f).

In einem am unteren Ende, einer druckhaften K raftw ässer­

fernleitung (Druckstellen, D ruckrohr oder Rohrstollen) ge­

legenen zylindrischen Behälter, dem Schachtwasserschlosse, treten bei plötzlicher Änderung der Abflußm enge, bekanntlich Spiegelschwingungen auf, von deren V erlau f den entwerfenden Ingenieur in erster Lin ie der größte Ausschlag Vj des Schloß­

spiegels über den Stauseespiegel interessiert.

U nter den üblichen Voraussetzungen des Stollenw asser­

schloßproblems, n äm lich : ursprünglicher Beharrungszustand der Ström ung, plötzliches volles Schließen der A bsperrvor­

richtungen, unveränderlicher , Stauseespiegel, Strom faden­

theorie, quadratisches W iderstandsgesetz, Vernachlässigung der Reibungsw iderstände und der M assenträgheit für das Fließen im Schlosse und Stausee, Vernachlässigung der E la s ti­

zitäten von W asser und Leitungsw and sowie auch des Einflusses der Fallrohrleitung und der Turbinenregler gilt, wenn ferner weder ein ü b erfall in T ätigkeit tritt noch ein Zwischenwasser­

schloß vorhanden ist, als strenge Lösung die Forchheim ersche logarithm ische Schwallgleichung2) :

Ci — F y,) — log hat (i — F y,) == i + F h0.

Darin bedeuten: h 0 = absolutes Fließgefälle für den Höchstdurchfluß der Leitung = p. v 02, v 0 = größte Geschwin- 2g F digkeit in der Zuleitung, F = W asserschloßkennziffer = p. — 1 == Leitungslänge, f = Leitungsquerschnitt, F — W asserschloß­

querschnitt, g = Beschleunigung der Schwere. i/ F hat die Dimension einer Länge.

!) A n s c h r i f t : B r ü n n , D e u t s c h e T e c h n . H o c h s c h u le .

2) P h . F o r c h h e i m e r , Z u r E r m i t t l u n g d e r S c h w in g u n g e n im W a s s e r s c h lo ß , Z . d . V . d . I n g . 1 9 1 2 , S. 1 2 9 2 , G l. 6 u n d H y d r a u l i k 1 9 2 4 , S. 3 5 5 , G l. 2 0 5 f. I n a n d e r e r F o r m is t d ie s e lb e b e r e i t s v o n F . P r ä s i l a n g e g e b e n w o r d e n : S c h w e iz . B a u z t g . 1 9 0 8 / I I (B d . 5 2 ), S. 3 3 4 u n d S. 14 d e s S o n d e r d r u c k e s .

Stütze für eiserne Treppeneinbauten dient. Dagegen hat das Geschoß G richtige Fachw erkausgestaltung erhalten können, da in ihm kein B etrieb umgeht.

\ In den Geschossen A, B , C. und D werden die im Längs- und Querschnitt gezeichneten Tragteile noch von einer 8 —10 cm starken Eisenbetonwand um kleidet; die Geschosse E , F und G haben diese W and natürlich nicht, da sie im Innern der Schacht­

halle liegen.

Die W eiterleitung der E i g e n g e w i c h t s l a s t e n des E isen ­ betonbauwerkes vom D ach nach der Gründungssohle hinunter und ihre Zunahme von Geschoß zu Geschoß zeigt die A bb. 5.

Abb. 6 gibt die Eiseneinlagen der beiden Seilscheiben­

böcke in den Geschos­

sen C und D wieder sowie die Eiseneinlagen in der Giebelwand. D a in dieser ein sehr hoher Schlitz für den A ustritt der Seile nach dem M aschinenhaus hin vo r­

handen sein muß, so entstehen zwei sehr schmale und hoho Doppelrahm en, die eine W eite von nur 2,76 m und eine Höhe von 5,90 und 6,50 m haben.

Ebenso sind die beiden eigentlichen Seilschei­

benstühle in den G e­

schossen C und D, also auf der gleichen Höhe, sowohl in der Giebel­

wand auf der Seite des Maschinenhauses wie auch innerhalb des Turm es nicht m iteinander verbunden. D ie seitliche Stei­

figkeit der Geschosse C und D quer zur E ljene der Seilscheiben muß also durch die B iegungsfestigkeit der oben erwähnten hohen Doppelrahm en gewährleistet werden.

D ie Ausführung des B auw erkes lag in den H änden der F irm a W alther Rüde, Eisenbetonbau, F iliale Zw ickau, S a .;

der E n tw u rf und die Berechnung ist von mir zusammen mit vorgenannter F irm a aufgestellt worden.

Die architektonische Gestaltung des Förderturm es wie der übrigen Bauw erke lj.at A rchitekt B D A P aul Beckert, Lichtenstein-Callnberg, durchgeführt.

Der Förderturm steht seit längerer Zeit*'in B etrieb und h at sich vollkomm en bewährt.

folgendem W ege: sie würden den Querriegel dazu stark auf Biegung beanspruchen; deshalb ist dieser durch die Zugbänder Z mit den Querriegeln b und c verbunden, so daß auch diese einen Teil der wagercchten K rä fte durch ihre Biegungssteifigkeit übernehmen und in die Außenwände überleiten. Sie nehmen hieran nach dem V erhältnis ihrer Trägheitsm om ente teil, und zwar ist bei einer Größe der w age­

rechten K rä fte II von je 75 t die Zu gkraft in den Zugbändern Z zwischen Querriegel a und b je 56 t, in den Zugbändern zwischen

den Querriegeln b und c je 30 t. D as Tragw erk in der Außen­

wand der Längsseiten des Geschosses E ist ein kräftiger Rahm en mit einem schrägen Bein zur A ufnahm e der großen wagerechten K räfte, die in die beiden Riegel aus der Decke + 21,89 über­

tragen werden. •

D as Tragw erk des Geschosses F durfte keine schräglie­

genden Konstruktionsglieder erhalten, da überall die volle Durchgangsbreite zur Verfügung stehen mußte. U m die großen wagerechten K rä fte zuverlässig aufnehmeri zu können, war es erforderlich, in den Längsw änden außer den beiden E cksäulen des Rahm ens noch eine m ittlere Zwischensäule anzuordnen, die in der im Längsschnitt der A bb. 2 gezeichneten Weise von der Betriebsleitung gerade noch zugestanden werden konnte, da sie gleichzeitig, wie schon ausgeführt, als lotrechte

458

D a sich bei Beobachtungen von W asserschloßspiegel­

schwingungen sowohl an ausgeführten Anlagen3) wie auch an Modellen4) stets kleinere als die obiger Gleichung entsprechenden W erte y x ergeben haben, so kann der E n tw u rf mit H ilfe dieser Gleichung als vollkomm en sicher gelten. F ü r den praktischen

Gebrauch ist jedoch die versuchsweise Lösung dieser logarith- mischen Gleichung zu um ständlich.

W erden als Veränderliche die folgenden Verhältniszahlen eingeführt, nämlich die Schwallziffer

a - h0: l); = )/ 0,5 r h„ mit vo

K r

kann die genaue K u rv e praktisch durch eine Gerade, für große Schwallziffern kann sie durch eine H yperbel ersetzt werden.

E s ergeben sich5) so drei Unterabschnitte, wobei die durch den kleinsten Leitungsdurchm esser, die größte R au higkeit und das größte Flächenverhältnis F : f gegebene obere Bereichsgrenze der Schwallziffer c, die für A usführungsfälle höchstens wenige Einheiten beträgt, auch offen bleiben kann.

W erden a = 0,4 und ct = 1,5 als Grenzen der U nterab­

schnitte gewählt, so kann die strenge Lösung praktisch durch folgende einfache Näherungen ersetzt werden:

I. F ü r o < er < 0,4 durch eine Gerade, die m it der genauen K u rve die P u n kte A und B gemeinsam h a t: zn = i — 0 ,6 17 0 (Gl. I).

I I . F ü r 0,4 < a < 1,5 durch eine quadratische Parabel, die m it der strengen K u rv e die P unkte B und C sowie die Tangente in B gemein h at und deren Achse parallel zur z-Rich- tung ist (Scheitel im Pun kte D ):

zn = 1,0045 — 0,6940 er + 0 ,16 3 8 a2 (Gl. II).

I I I . F ü r er > 1,5 durch eine gleichseitige H yperbel mit a- und z-Achse als A sym ptoten und durch den P u n kt ( 0 = 1 , z = 0 .5 ):

Z„ = ± (Gl. I I I ) .

In der Abbildung ist noch der Fehler in y x gegenüber der strengen Lösung aufgetragen. D erselbe beträgt in Prozenten:

<p = 100 — — . E r bleibt stets kleiner als 2/3 % . In der zeichnerischen D arstellung ist die genaue Linie von den be­zi treffenden Stücken der Näherungslinien praktisch nicht zu unterscheiden.

Die wahren Funktionsw erte zx betragen:

= Höchstschvvall im F alle der Reibungslosigkeit und z1 = y 1 :l)), so Hegt die untere Grenze der Funktion (für Reibung = null) im P u n kte A (er = o, zx = 1). D ie Tangente in A besitzt die Steigung — 2/3 und für er —► 00 nähert sich die logarithm ische Linie asym ptotisch der tj-Achse. F ü r kleine Schwallziffern

CT

CT

O 1,0000 0 ,4 o ,7 5 3 i 1,0 0 ,4 7 3 8

0 ,1 0 ,9 3 4 4 o,5 0,6983 1.3 0 ,3 7 9 8

0,2 0,8714 0,6 0,6467 1.5 0,3320

0 .3 0,8108 0,8 o,5533 2,0 0,2500

3) Wie 1914 an der Tallulah-Fall-Anlage im Staate Georgia durch E. Lauchli, siehe Eng. Rec. 1915/I (Bd. 71), S. 378.

*) A. Schoklitsch, Schweiz. Bauztg. 1923/I (Bd. 81), S. 146.

6) Siehe des Verfassers ausführliche Untersuchungen, die Beur­

teilung der bekannt gewordenen Wasserschloßformeln, Fehlerstudien und Literaturangaben in der Abhandlung „Der Höchstschwall in Schachtwasserschlössern“ , Die Wasserwirtschaft 1925, H. 14— 24 und Sonderdruck.

DIE ENTW ICKLU NG DES BETON- UND EISEN BETO N BAU ES IN DEN VEREINIGTEN STAATEN.

(Eindrücke von einer Studienreise.) V on JE. Probst, K a r ls r u h e i. B .

(Schluß von Seite 442.) V I I I . D e r E i n f l u ß d e r Z e m e n t i n d u s t r i e a u f d ie F o r ­

s c h u n g u n d a u f d ie E n t w i c k l u n g d e s B e t o n - u n d E i s e n b e t o n b a u e s .

E in e große Industrie, wie die „ P o r t l a n d C e m e n t A s s o c i a t i o n “ , die über eine von Ja h r zu Ja h r steigende Produktion verfügt, deren A bsatz im eigenen Lan de ohne Schwierigkeiten möglich ist, stellt in den Vereinigten Staaten einen wuchtigen und einflußreichen T eil des W irtschaftslebens dar. Ih r Einfluß kann sich in günstigem und in ungünstigem Sinne fühlbar machen.

Vom Standpunkt des Verbrauchers ist es als ungünstig zu bezeichnen, wenn in w irtschaftlich guten Zeiten das Interesse der Zem entfabrikanten an Neuerungen oder Verbesserungen nicht groß ist, was um so mehr ins Gewicht fällt, wenn der W ettbewerb unter den F ab riken durch ein S yn d ik at ausge­

schaltet ist.

Dieser F a ll liegt z. Zt. vor, d a sich die Vereinigung m it allen M itteln gegen die E in füh run g des hochwertigen Portland­

zementes sträubt, die von den Verbrauchern seit langem ge­

wünscht wird. M an hat sich wohl zu der F ab rikation des T on ­ erdezements entschlossen, der mindestens das D reifache von gewöhnlichem Portlandzem ent kostet, weil hier eine ganz neue A rt der A ufbereitung in F rag e kom m t. Allerdings ist sowohl der U m fang der F ab rikation wie der A bsatz entsprechend gering. M an w ill sich aber nicht zu der Herstellung des hoch­

w ertigen Portlandzem ents entschließen, weil dam it A bände­

rungen in den maschinellen Einiichtungen und in den H er­

stellungsmethoden erforderlich -wären. In welcher Weise sich die Vereinigung noch immer wehrt, geht aus neueren M itteilungen hervor, nach welchen man zu beweisen versucht, daß man auch m it gewöhnlichem Portlandzem ent hohe Anfangsfestigkeiten erzielen könnte. In einer M itteilung der Vereinigung aus neuerer Zeit w ird der Nachweis versucht, daß man bei Verwendung

D E R B A U IN G E N IE U R

1926 H E F T 23. PROBST, BETON- UND EISENBETONBAU IN DEN VEREINIGTEN STAATEN.

459

von gewöhnlichem Portlandzem ent nach 3 Tagen Festigkeiten erhalten könne, die die 28-Tage-Festigkeit von gewöhnlichem Portlandzem cntbeton erreichen und überschreiten, wenn man die von der Vereinigung vorgeschlagenen Maßnahmen vorsieht.

Zu diesen gehören: D ie Verm inderung des Anm achwassers, ein Heraufsetzen der Mischzeit, eine Vergrößerung des Zem ent­

gehalts, das Aussetzen des Betons einer Tem peratur von 20 —2 1 0 in den ersten 3 Tagen, das Feuchthalten des Betons in den ersten Tagen und der Zusatz von Calciumchlorid zur Beschleunigung des Abbindens. Diese an sich bekannten M ittel werden durch Untersuchungen belegt, die mit Beton im M ischungsverhält­

nis 1 : 5 mit veränderlichem W asserzem entfaktor und verschie­

dener Mischzeit durchgeführt wurden. E s wird darauf hin­

gewiesen, daß die 3-Tage-Festigkeit des Betons mit einem W asserzem entfaktor von 1,03 = 29 1 auf den S ack Zement und 1 min Mischzeit 53 lcg/cm2 D ruckfestigkeit betrug. M it dem M ischungsverhältnis 1 : 3 und einem W asserzusatz von 20 1 bei der gleichen Mischzeit sei die Festigkeit auf 11 0 kg/cm 2, bei 16,5 1 W asserzusatz au f 170 kg/cm2 und bei Erhöhung der Mischzeit von 5 min sogar au f 200 kg/cm2 nach 3 Tagen gestiegen.

D er Nachweis, der an sich richtige Einzelheiten enthält, ist deshalb nicht überzeugend, weil w ir wissen, daß bei plastischer Verarbeitung des Betons oder gar bei Gußbeton das Anm ach­

wasser nur bis zu einem gewissen Grade verringert werden kann. E in Heraufsetzen der Mischzeit auf 5 min, selbst wenn sie merkliche Erhöhungen von 10 — 15 % ergeben sollte, was nach neueren Untersuchungen durchaus nicht bestätigt wird, ist w irtschaftlich vollkomm en unmöglich. Die Vermehrung des Zem entgehaltes bringt den technischen N achteil des stärkeren Schwindens m it sich und ist außerdem unw irtschaft­

lich. D as Anw ärm en des Betons sollte nur in Ausnahm efällen bei kalter W itterung empfohlen werden. Schließlich sei darauf bingewiesen, daß ein allzu großer Gehalt an Calciumchlorid, obwohl er das Abbinden beschleunigt, die Festigkeiten verringert, wie dies durch Untersuchungen erwiesen ist.

W ir sehen hier ähnliche Hindernisse wie bei uns vor nicht gar langer Zeit, als man gegen den W illen der Verbraucher mit der Fab rikation eines hochwertigen Portlandzem ents zögerte, der schon m it R ü cksich t au f die W irtschaftlichkeit, die durch die rasche Ausschalungsm öglichkeit bedingt ist, notwendig wurde.

D ie M itteilungen der Vereinigung bestätigen nichts weiter, als daß bei sorgfältiger Beachtung der vorgeschlagenen E inzel­

heiten die Güte des Betons verbessert werden kann. Sie sind aber kein Bew eis dafür, daß der hochwertige Zement deshalb entbehrlich ist.

A u f der anderen Seite ist der g ü n s t ig e E in f l u ß der V er­

einigung auf die Forschung und auf die Verbreitung und E n t­

wicklung des B eton- und Eisenbetonbaues nicht zu verkennen.

D ie reichen Einnahm en haben es ihr gestattet, in w e it­

ausschauender und großzügiger Weise der Forschung reiche Mittel zur Verfügung zu stellen. Schon in der Einleitung ist auf die Ursachen hingewiesen worden, die die W ege bestim m t haben, die jetzt gegangen werden. M an h at rechtzeitig er­

kannt, daß man die Betonforschung fördern müßte, um die Grundlagen für die Zem entforschung zu schaffen, und daß man durch Zusam m enarbeit von Bauingenieur und Chemiker weiterkommt, als wenn beide aneinander vorbeiarbeiten.

Allerdings gehört eine gewisse Vorurteilslosigkeit zu der E r ­ kenntnis, daß nicht nur im chemischen Laboratorium , sondern auch im Ingenieurlaboratorium system atisch wissenschaftlich gearbeitet werden kann. In diesem Sinn ist es zu verstehen, daß die am erikanische Zem entindustrie ein In stitu t für B eto n ­ forschung geschaffen hat, wie es das unter Leitung von Prof.

A b r a m s stehende In stitu t in Chicago ist, das m it einem Ja h re s­

etat ausgestattet ist, um den es alle unsere einschlägigen In sti­

tute zusammengenommen beneiden könnten. Besonders zu be­

achten ist, daß die M ittel einzig und allein der Forschung dienen, und das In stitu t nicht auf Erwerbsuntersuchungen angewiesen ist, um sich erhalten zu können. So sind dank der Förderung durch die vereinigten Portlandzem entfabriken einige

wertvolle Arbeiten entstanden, die sich in erster Linie mit der Verbesserung des Betonm aterials befaßt haben. Andere Arbeiten aus der letzten Zeit, die sich z. T. Fragen des Eisenbetonbaues zuwandten, so die Frage des Zusam menwirkens von Beton und Eisen, sind weniger originell und bieten kaum etwas Neues.

E rs t nachdem es gelungen ist, den Einfluß der Zuschlags­

materialien einigermaßen zu klären, h at man sich der Zem ent­

forschung zugewandt. E s wurde mir mitgeteilt, daß nicht weniger als 6 Mill. D ollar für diesen Zw eck bestim m t sind.

D as von der „P o rtlan d Cement A ssociation“ im U .S t.

Bureau of Standards in W ashington geschaffene Forschungs­

institut für Zement steht am E n d e seines ersten A rbeitsjahres.

Über die Aufgaben und die Arbeiten des ersten Ja h re s ist folgendes zu sagen:

D as In stitut ist zu dem Zw eck gegründet worden, die chemischen Verbindungen des Portlandzem ents während des Abbindens und E rh ärten s und nach dem E rhärten zu studieren;

ferner soll untersucht werden, welchen Einfluß die A rt und Z u ­ sammensetzung der Ausgangsm aterialien und ihre Verarbeitung, dann welchen Einfluß die Mischung m it dem Zuschlagsm aterial auf die c h e m is c h e n Reaktionen ausüben.

D a erfahrene Forscher und erprobte Untersuchungs­

methoden und -Einrichtungen fehlten, so bestand ein wesent­

licher T eil der A rbeit des ersten J ahres darin, sich in das Problem einzuarbeiten und Voruntersuchungen anzustellen, um sich über das Untersuchungsprogram m klar zu werden. Dies ist nun geschehen. D as Program m ist sorgfältig durchgearbeitet.

E s soll als interessante Einzelheit erwähnt werden, daß man die Verwendung der X -Strah len als Untersuchungsm ethode ge­

prüft und als brauchbar befunden hat.

E in Untersuchungsgebiet, das bereits im verflossenen Ja h r behandelt werden konnte, betraf die Kalk-Alum inium silikate.

Die Ergebnisse bestätigen die Arbeiten des geophysikalischen Laboratorium s, daß der größere Teil der Verbindungen aus Tricalcium silikaten, D icalcium silikaten und Tricalcium alum i- naten besteht. Dies steht im W iderspruch zu der allgemeinen Ansicht, die das Vorkommen der Tricalcium silikate bestreitet und an ihrer Stelle Alum inium verbindungen annimmt. A ugen­

blicklich werden die K alk-Eisenoxyd-Verbindungen untersucht.

Fern er sollen die petrographischen Untersuchungsm ethoden unter sorgfältiger Bestim m ung der optischen Konstanten ausge­

baut werden.

Voruntersuchungen beschäftigten sich weiterhin m it der H ydration des Zements, der Abbindewärme, dem W asser­

anspruch und der Konsistenz der Zem entpaste. Veröffent­

lichungen sind bisher nicht erfolgt und sind auch für die nächste Zeit nicht zu erwarten.

D as „Com m ittee on Cement of the Am erican Society of C ivil Engineers“ (Ges. f. Bauingenieurwesen) bildet m it dem neugegründeten Forschungsinstitut eine Arbeitsgemeinschaft, und ein Zusam menarbeiten mit dem Betonforschungsinstitut ist gewährleistet.

So w ertvoll die; 0 Einrichtungen für die Allgemeinheit sind, so wenig erfreulich ist es, daß die Ingenieurerziehung an den U niversitäten und Hochschulen von diesen Forschungs­

arbeiten vollkommen losgelöst ist. A n den Hochschulen, die ich besucht habe, habe ich feststellen können, daß man dort im besten F a ll nach den vom Forschungsinstitut aufgestellten Methoden B austofflehre zu betreiben sucht. Ich betrachte dieses System als einen Mangel, der sich im Lau fe der Zeit ungünstig auswirken muß. M. E . ist unser System vorzuziehen, das die Forschung m it dem Hochschulbetrieb veran kert und so dem Lehrer die M öglichkeit gibt, selbst zu forschen und den Studierenden in neue Methoden und Forschungsergebnisse einzuführen.

Die Entw icklung des Beton- und Eisenbetonbaues h at der W e r b e t ä t i g k e i t der Vereinigung der Portlandzem entfabri­

kanten sehr viel zu danken. Allerdings sind die angewendeten Methoden amerikanischen Verhältnissen angepaßt, die sich bei

uns nur zu einem geringen Teil einführen ließen.

460

E s ist aber durchaus zu begrüßen, wenn die etw a 30 über die Vereinigten-Staaten verstreuten Zweigstellen der Vereinigung durch V orträge und an der Hand einer vielseitigen Propaganda- litcratur das Verhältnis für die Bauweise in jeder Weise zu fördern suchen.

Von dieser Literatu r sei auf einige wertvolle V eröffent­

lichungen hingewiesen:

In einer Broschüre, betitelt „Concrete data for engineers and architects“ (Angaben über Beton für Ingenieure und Architekten) wird der f e s t i g k e i t s v e r m i n d e r n d e E i n f l u ß e r h ö h t e n W a s s e r z u s a t z e s besprochen und auf die N ot­

wendigkeit hingewiesen, die für den jeweiligen Zw eck nötige Konsistenz mit einem Minimum an W asser zu erreichen. Als Kontrolle auf der Baustelle wird die S lu m p - P r o b e empfohlen und durch praktische Anleitungen ergänzt. B ei den Leitsätzen für die Herstellung w a s s e r d ic h t e n B e t o n s wird auf die Notwendigkeit guter Körnung des Zuschlags, plastischer K on ­ sistenz bei möglichst wenig Anmachwasser, guter V erarbeitung und guter Nachbehandlung, Vermeidung von Arbeitsfugen ve r­

wiesen.

E s wird ferner au f die Bedeutung der richtigen K orn ­ zusammensetzung hingewiesen. Um die geeignete Korn- zusammensetzung zu finden und endgültig zu bestimmen, wird der B egriff des Feinheitsm oduls eingeführt (Feinheitsmodul = Summe der Rückstände auf einer Serie von Sieben dividiert durch 100). E s wird dargetan, daß der W asseranspruch und damit die Festigkeit von dem Feinheitsm odul abhängt, gleich­

gültig, wie dieser zustande kommt. (Diese Behauptung scheint nicht genügend belegt, erscheint auch unwahrscheinlich.) E s wird ferner darauf hingewiesen, daß zwischen den „T ru e m ixes“ (wirkliches M ischungsverhältnis) und den ,,Field m ixes“

(Baustellenmischungsverhältnis) u. U. erhebliche Unterschiede bestehen können, die dadurch bedingt sind, daß namentlich der Sand bei verschiedenem Feinheitsgehalt auf der Baustelle Volum enveränderungen cingeht und dadurch im Raum gewicht stark wechselt. E s wird deshalb ständige Kontrolle des R au m ­ gewichts der Zuschlagsstoffe gefordert, um regelmäßige M ischungsverhältnisse — true m ixes — und dam it gleichmäßigen Beton zu erhalten. Die ausschlaggebende Bedeutung des W a s s e r z e m e n t f a k t o r s ~ die Festigkeit von Beton wird dargelegt und die Frage untersucht, wie der W .Z.- F aktor erniedrigt werden kann.

F ü r die M is c h z e it in der Mischmaschine werden min­

destens 2 min gefordert. E in e größere Leistung soll nicht durch kürzere Mischzeit, sondern durch Benutzung von mehr Mischmaschinen erzielt werden. E in e größere Um drehungs­

geschwindigkeit kann eine geringere Mischzeit n ic h t a u f­

wiegen.

Die weitere Möglichkeit der Erhöhung des Zementgehalts wird aus naheliegenden Gründen sehr eingehend erörtert und empfohlen.

ln einem anderen H eft werden praktische Anleitungen m it reichem Tabellen- und Kurvenm aterial gegeben, die es dem Ausführenden ermöglichen sollen, eine bestim m te vorgeschrie­

bene Festigkeit nach 28 Tagen unter bester Ausnutzung der M aterialien zu erreichen. An Beispielen wird gezeigt, wie man Schritt für Schritt bei der H erstellung des M aterials zu gehen hat. Siebanalysen, Bestim m ung des Feinheitsmoduls, Slump- Probe, richtige Bestim m ung des M ischungsverhältnisses unter möglichster Ausschaltung der der B austelle anhaftenden U n­

genauigkeiten. E s werden ferner A pparaturen beschrieben, mit denen sich die Untersuchungsmethoden auf der Baustelle durchführen lassen, so daß überall das Bestreben durchdringt, die Erkenntnisse s j'- s t e m a t is c h er Laboratorium sunter­

suchungen für die P r a x i s b r a u c h b a r zu machen.

E in e andere Veröffentlichung zeigt, wie die verschiedenen A rten von Verunreinigungen von dem Zuschlagsm aterial, haupt­

sächlich die organischen, durch einfache Methoden, für die Baustelle geeignet, zu prüfen sind.

D E R B A U IN G E N IE U R 1926 H E F T 23.

Bedenklich ist eine Veröffentlichung, die R atsch läge für Betonarbeiten bei kalter W itterung und Frost erteilt, die in der H and von Fachleuten keinen Schaden anrichten kann, aber bei minder erfahrenen und weniger vorgebildeten U nter­

nehmern Unheil anrichten könnte.

E in e besondere Abhandlung enthält Anleitungen zur Nachbehandlung von Beton.

A lle diese Angaben werden durch Untersuchungen aus dem Betonforschungsinstitut belegt oder ergänzt. M it allen an­

haftenden Mängeln kann man es nur begrüßen, wenn au f diesem Wege Ingenieuren und Architekten gewisse Fragen immer wieder vor Augen gehalten werden, die a u f die Verarbeitung und auf die Güte von Beton von Einfluß sind. Wenn zwischen­

durch au f den Vorteil erhöhter Zementmengen hingewiesen wird, so ist dies verständlich. D er wissende Fachm ann wird die Grenzen des Zem cntgehaltes auch auf Grund der U nter­

suchungen des Betoninstituts selbst bestimmen müssen.

E in weites Anwendungsgebiet für Beton sind die l a n d ­ w i r t s c h a f t l i c h e n B a u t e n auf den oft von größeren Städten und Industriezentren weitabliegenden Farm en. Diesem Zweige widmet sich eine Reihe von Propagandaschriften der P .Z .-V er­

einigung.

Z. B . wendet sich die Schrift über B e t o n s i l o s an Farm er, die Ernte- und F u ttervo rräte aufstapeln, und die selbst bauen wollen oder müssen. Die Schrift gibt praktische Anleitungen und geht dabei auf die Einzelheiten ein, die beim B au zu be­

achten sind. Ob die Anleitung jedoch ausreicht, um dem Laien den B au zu ermöglichen, bleibe dahingestellt, zumal bei diesen B au ten eine verhältnism äßig um fangreiche Bewehrung not­

wendig ist. Die Dimensionen der einzelnen Teile sind in A b ­ hängigkeit von dem Fassungsraum , der Höhe und dem D urch­

messer der Silos in Tabellen angegeben. Die Schalungsformen kann der Farm er entweder selbst herstellen oder auch, aus Eisen angefertigt, in normierten Größen kaufen.

Der größte Einfluß der W erbetätigkeit der Vereinigung m acht sich in der Entw icklung des Straßenbaues bemerkbar.

D as große Interesse ist erklärlich, wenn man bedenkt, daß der Zem entabsatz für den B au von Betonstraßen im letzten Ja h r allein etwa 30% der gesam ten Zem entfabrikation, also 50 Mill.

F aß , betrug. Mit dem weiteren Ausbau des noch sehr weit zurückgebliebenen Straßennetzes wird sich der A bsatz noch mehr steigern.

D ie verschiedenen Zweigstellen der Vereinigung der Portlandzem entfabrikanten werden von erfahrenen Beton- fachlcuten geleitet, deren A ufgabe es ist, nicht nur fü r eine weitere Ausbreitung des Betonbaues zu sorgen, sondern auch allen Fehlern und Schwächen, die irgendwie bekannt werden, nachzugehen. B ei einem Besuche in solchen Zweigstellen kann man sehen, wie Fachleute und Nichtfachleute von allen mög­

lichen Schmerzen und schlechten Erfahrungen dort A bhilfe suchen. In der R egel wird einem solchen B ittsteller die ein­

schlägige literarische Verarbeitung in die H and gedrückt, wenn es nicht die größeren Zentralstellen sind, wo auch Spezialfach­

leute A uskünfte geben können. Vielfach holt sich auch der B a u ­ herr R a t, und es werden in nicht wenigen F ällen nicht nur R a t ­ schläge, sondern auch B auvorschläge mitgegeben. Kommen Fehler größerer A rt vor, so werden die Sachverständigen des In stitu ts der Vereinigung ausgeschickt, um nach den Ursachen zu sehen und evtl. gleich A bhilfe zu schaffen.

I X . S c h lu ß b e t r a c h t u n g e n .

B e i der Zusam m enfassung der Ergebnisse der Studienreise möchte es der V erfasser nicht unterlassen, darauf hinzuweisen, daß seines E rachten s ein wesentlicher Unterschied zu er­

kennen sein wird, ob man die Vorgänge vom Standpunkte des Hochschullehrers oder des in der P ra xis tätigen Ingenieurs betrachtet. D ieser wird naturgem äß die ihm nächstliegenden w irtschaftlichen Fragen in den Vordergrund rücken. E s dürfte jedoch Übereinstim m ung darüber herrschen, daß wir kaum

D E R B A U IN G E N IE U R 1926 IIE F T 23.

a lle in den V e r e in ig te n S t a a t e n a n g e w e n d e te n M e th o d e n d e r E r z ie h u n g u n d d e r P r o d u k tio n ü b e rn e h m e n o d e r g a r e in fa c h a u f u n s e r e V e r h ä lt n is s e ü b e r t r a g e n k ö n n e n . D a r a n h in d e rn u n s so w o h l d e r M a n g e l a n N a t u r s c h ä t z e n a ls a u c h d e r M a n g e l a n g ro ß e n A u fg a b e n . S c h o n d ie w e n ig e n a n d ie s e r S t e lle b e ­ s p ro c h e n e n B e is p ie le la s s e n e rk e n n e n , v o r w e lc h g e w a ltig e n A r b e ite n v o r a lle m d e r B a u in g e n ie u r in d e m in E n t w ic k lu n g b e fin d lic h e n re ic h e n L a n d e s t e h t . D u r c h d en w e ite re n A u s b a u d ü r ft e fü r e in e K e ih e v o n G e n e r a tio n e n d e r A u fg a b e n k r e is n o ch w a c h s e n .

D ie u n g le ic h e n V o r a u s s e t z u n g e n fü r d ie E n t w ic k lu n g b e id e r L ä n d e r e rs c h w e re n es d a h e r im a llg e m e in e n , d ie N u t z ­ a n w e n d u n g e n a u s e in e r S tu d ie n r e is e in d e n V e r e in ig te n S t a a t e n scfy arf zu u m g re n z e n .

E t w a s k la r e r lie g e n d ie V e r h ä lt n is s e in u n se re m b e so n d e re n F a ll. Im B e t o n - u n d E is e n b e to n b a u w e rd e n w ir a u s d en g u te n u n d s c h le c h te n E r fa h r u n g e n N o r d a m e r ik a s le rn e n k ö n n e n , d ie d o r t in d e n le tz te n 1 2 J a h r e n g e m a c h t w u r d e n . E s v e r d ie n t h e rv o rg e h o b e n zu w e rd e n , d aß sich d ie F o r s c h u n g in sb e- so n d e r s w ä h r e n d d e r Z e it , d a b e i u n s je d e A r t v o n w is s e n ­ s c h a ft lic h e r A r b e it g e h e m m t o d e r v o lls t ä n d ig u n te rb ro c h e n w a r, d a n k d e r re ic h e n z u r V e r fü g u n g s te h e n d e n M itte l se h r s t a r k e n tw ic k e ln k o n n te .

E s k a n n n ic h t m e h r z w e ife lh a ft se in , d aß d ie M a te r ia lfr a g e d a s P r o b l e m g e w o rd e n is t, v o n d e sse n L ö s u n g d ie w e ite r e E n t w ic k lu n g d e s B e t o n - u n d E is e n b e t o n b a u e s a b h ä n g t. (D ie s t a t is c h e B e r e c h n u n g is t b is a u f w e n ig e E in z e lfä lle w ie d ie tr ä g e r lo s e n D e c k e n k e in P r o b le m m e h r.

W e n n m a n v e r s c h ie d e n e B a u w e rk e - in d en V e r e in ig te n S ta a te n , a u s d en le tz te n J a h r e n m it d e n je n ig e n a u s d e r V o r ­ k r ie g s z e it v e r g le ic h t, so w ir d m a n F o r t s c h r it t e in d e r G ü te d e r B a u a u s fü h r u n g e rk e n n e n . D e r V e r fa s s e r m ö c h te d iese B e o b a c h t u n g d a r a u f z u r ü c k fü h r e n , d a ß m ah d e r V o r b e r e i t u n g u n d V e r a r b e i t u n g d e s M a t e r i a l s a u f d e n B a u s t e l l e n e r ­ h ö h te A u fm e r k s a m k e it z u w e n d e t. D ie N o t w e n d ig k e it e in e r b e s s e re n A u s w a h l d e r Z u s c h la g s s to ffe u n d e in e r s o r g fä lt ig e r e n P r ü fu n g d e r K o rn z u s a m m e n s e tz u n g is t a b e r e in e A u s w ir k u n g d e r F o r s c h u n g s a r b e ite n d e s le tz te n Ja h r z e h n t s . A n d ie s e r T a t ­ s a c h e ä n d e r t a u c h n ic h ts d a s B e s t r e b e n m a n c h e r F a c h k r e is e , d ie h a c h w e is c n w o lle n , d aß m a n sich b e i u n s m it d ie se r F r a g e sch o n la n g e b e fa ß t h a b e . D a ß d ie N o t w e n d ig k e it e in e r g u te n K o rn z u s a m m e n s e t z u n g d e s Z u s c h la g s m a t e r ia ls v o n d e r B a u ­ p r a x is b e i u n s a llg e m e in e r k a n n t w ir d o d e r w u rd e , w ir d n ie m a n d b e h a u p te n k ö n n e n , d e r d a s a u f m a n c h e n B a u p lä t z e n z u r V e r w e n d u n g k o m m e n d e M a t e r ia l zu u n te rs u c h e n G e ­ le g e n h e it h a t.

W e n n es a u c h r ic h tig ist, d aß m a n in ein o d e r d e m a n d e r e n I n s t it u t U n te rs u c h u n g e n m it w e c h s e ln d e m F e in - u n d G r o b ­ z u s c h la g a u s g e fü h r t h a t , u n d d aß m a n b e i u n s S ie b - u n d W a s c h e in r ic h tu n g e n fü r d ie T re n n u n g v o n F e in - u n d G ro b - m a t e r ia l sch o n la n g e k e n n t, so t r i f f t d ie s n ic h t d en K e r n d e r M a t e r ia lfr a g e . W e s e n tlic h is t d ie E r k e n n t n is v o n d e m E in flu ß d e s V e r h ä lt n is s e s d e r W a s s e r - u n d Z e m e n tm e n g e ( W a s s e r ­ z e m e n t f a k t o r ) a u f E l a s t iz i t ä t u n d F e s t ig k e it v o n B e t o n un d d e r A b h ä n g i g k e i t d e s W a s s e r z e m e n t fa k t o r s v o n d en F e i n - u n d G r o b t e i l e n d e s Z u s c h la g s m a te r ia ls .

E s is t fe r n e r zu b e a c h te n , d aß m a n in d e n V e r e in ig te n S ta a t e n n ic h t n u r d e r H e r s te llu n g u n d V e r a r b e it u n g d es M a te ria ls , s o n d e rn a u c h d e r N a c h b e h a n d l u n g d e s j u n g e n B e t o n s d ie g r ö ß te A u fm e r k s a m k e it z u w e n d e t. D ie s is t d e r E n t w ic k lu n g d e s B e t o n s t r a ß e n b a u e s u n d d e r d a d u rc h h e r v o r ­ g e ru fe n e n F o r s c h u n g s a r b e it e n zu d a n k e n . S ic h e rlic h h a b e n bei u n s F a c h le u t e a u c h d ie s e N o tw e n d ig k e it sch o n la n g e e rk a n n t, a b e r d ie E in s ic h t e in e r s tre n g e n D u r c h fü h r u n g g e w is s e r M a ß n a h m e n g e g e n S c h w in d - u n d T e m p e r a t u r ­ e in flü sse is t d u rc h d ie a n B e t o n s t r a ß e n a u fg e t r e te n e n S c h ä d e n g e w a c h se n .

In b e z u g a u f d ie V e r a r b e it u n g d e s B e t o n s h a t d e r V e r fa s s e r d en E in d r u c k , d a ß d e m G ie ß e n d e s B e t o n s m it G ie ß tü rm e n u n d R in n e n le itu n g e n g e g e n ü b e r d e m E in b r in g e n d e s B e t o n s

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m it H ilfe v o n K a b e le in r ic h tu n g e n d e r V o rz u g g e g e b e n w ir d . E s is t d a b e i zu b e r ü c k s ic h tig e n , d a ß d a s G ie ß e n d e s B e t o n s n ic h t n u r b ei g ro ß e n M a sse n sich a ls g ü n s tig u n d w ir ts c h a ftlic h e rw ie s e n h a t.

D ie b ei G u ß b e to n b a u te n a u fg e tr e te n e n S c h ä d e n , d ie d u rc h w e n ig e B e is p ie le b e le u c h te t w u r d e n , le h re n — a u c h ein e a lt e B in s e n w a h r h e it — , d aß m a n b ei k e in e r V e r a r b e it u n g s ­ m e th o d e m e h r W a s s e r z u se tz e n d a r f a ls u n b e d in g t n o tw e n d ig . D ie s g ilt in s b e s o n d e re fü r p la s t is c h e o d e r nasse. V e r a r b e itu n g , d a s o n s t d ie W id e r s t a n d s fä h ig k e it d e s B e t o n s g e g e n F r o s t u n d d ie L e b e n s d a u e r d e s B a u w e r k s v e r m in d e r t w e rd e n .

S c h lie ß lic h w ä r e noch a ls w e ite r e F o lg e r u n g a u s den sc h le c h te n E r fa h r u n g e n d ie F o r d e r u n g a b z u le ite n , d aß m an z u r E r z ie lu n g g r ö ß e r e r W a s s e r d ic h tig k e it u n d d a m it auch F r o s t b e s t ä n d ig k e it d e r H e rs te llu n g d e s B e t o n k ö r p e r s au ch d a n n d ie g r ö ß te B e a c h t u n g w id m e n s o llte , w e n n m a n sich zu e in e r D ic h tu n g o d e r V e r k le id u n g - d u rch e in en b e so n d e re n P u t z e n tsc h lo sse n h a t, d a d ie W ir k u n g d e s le tz te re n im m e r v o n d e m G r a d d e s A n h a ft e n s u n d v o n d e r R iß s ic h e r h e it a b ­ h ä n g ig se in w ir d .

W ie in a lle n Z w e ig e n d e s ö ffe n tlic h e n L e b e n s in d en V e r e in ig t e n S t a a t e n h a t d ie N o r m u n g , T y p i s i e r u n g u n d M e c h a n i s i e r u n g a u c h im B e t o n - u n d E is e n b e to n b a u zu e in em s e h r w e itg e h e n d e n E r s a t z v o n H a n d a r b e it d u rch M a s c h in e n u n d zu V e r e in fa c h u n g e n ! g e fü h r t . E i n e F o lg e d a v o n is t e in e V e r b i l l i g u n g d e s B a u e n s .

D ie M e c h a n i s i e r u n g m a c h t s e lb s t b e i d en k le in s te n u n d n e b e n s ä c h lic h s te n A r b e ite n n ic h t H a lt . N e b e n d e m B e to n ie r e n m it P r e ß lu ft u n d d e r V e r w e n d u n g d e s F ö r d e r ­ b a n d e s , a u f d ie im B e r ic h t e h in g e w ie s e n w u r d e , w ä r e zu n e n n e n : d ie V e r w e n d u n g v o n e le k tris c h e n S ä g e n zu m Z u r ic h te n d e r S c h a lu n g e n a u f d e r B a u s t e lle , d ie A n w e n d u n g v o n e le k tris c h e n K lo p fe r n zu m R ü t t e ln d e s in d ie F o r m e n e in g e b r a c h te n B e t o n s u. a . m . I n d ie s e s G e b ie t g e h ö r t a u c h d a s a n v e r ­ sc h ie d e n e n B a u s t e lle n b e o b a c h te t e V e r fa h r e n d e r R e in ig u n g d e r Z e m e n ts ä c k e . M it H ilfe e in e r ro tie re n d e n B le c h tr o m m e l, d ie a n d e n M o to r d e r M is c h m a s c h in e a n g e s c h lo s s e n is t, w e rd e n d ie Z e m e n ts ä c k e m it L Iilfe v o n L u ft p u m p e n u n d B ü r s t e n v o n d e n Z e m e n tte ilc h e n b e f r e it ; d a s a b fa lle n d e M a te r ia l w ird in e in e n S a m m e lb e h ä lt e r g e fü h r t, d essen I n h a lt w ie d e r V e r ­ w e n d u n g fin d e t. D ie G e w ic h ts e r s p a r n is fü r d ie F r a c h tk o s t e n d e r le e re n S ä c k e b e t r ä g t b is zu 5 0 % , u n d a u ß e rd e m w ir d 1 % v o n d e m Z e m e n tm a t e r ia l w ie d e r g e w o n n e n , w a s b e i g ro ß e n B a u w e r k e n ein e g ro ß e E r s p a r n i s b e d e u te t. D a s Z u s a m m e n ­ p re s s e n d e r S ä c k e zu B a lle n e r fo lg t g le ic h fa lls d u rc h e in e b e ­ so n d e re E in r ic h t u n g u n te r A u s s c h a lt u n g v o n H a n d a r b e it.

A lle d ie se k le in e n M e c h a n is ie ru n g s v o r g ä n g e fü h r t e n zu E r ­ s p a rn is s e n a n H a n d a r b e it u n d d a m it a u c h a n Z e it.

I n d iese m Z u s a m m e n h a n g w ä r e n a u c h d ie B e s tr e b u n g e n n a c h V e r b illig u n g v o n A u s fü h r u n g s e in z e lh e ite n zu e rw ä h n e n . Ü b e r ein B e is p ie l d ie s e r A r t rv u rd e k ü rz lic h in e in e r n o rd ­ a m e rik a n is c h e n Z e it s c h r ift b e r ic h t e t . D u rc h U m fr a g e n b ei e in e r g rö ß e re n Z a h l v o n U n t e rn e h m u n g e n s o llte d ie b illig s te A r t d e s M a t e r ia lv e r la d e n s im S t r a ß e n b a u e r m it t e lt w e rd e n . H ie r ­ b e i w u r d e n fo lg e n d e A r t e n b e r ü c k s ic h t ig t : V o r r ic h tu n g m it H a n d b e t r ie b , B e c h e r fö r d e r b ä n d e r , D e r r ic k s , L o k o m o t iv k r a n e n , M a s te n k ra n e n u n d B e c h e r h e b e w e r k e .

E s z e ig te sic h , d aß 7 7 % U n te rn e h m u n g e n K r a n e v e r ­ s c h ie d e n s te r T y p e n v e r w e n d e n . V o n d iese n b e v o rz u g e n 6 0 % d ie V o r r ic h t u n g d e s M a t e r ia ls m it H a n d b e t r ie b .

D ie D u r c h s c h n i t t s k o s t e n fü r d ie V e r b r in g u n g d e r M a te ria lie n v o n d e n L a s t w a g e n zu d en S ilo s e in sc h lie ß lic h A b n u tz u n g , A r b e its lö h n e n , F e u e r u n g s - u n d S c h m ie r m a te r ia lie n u n d Z u b e h ö r w u r d e n b e i F la n d b e tr ie b m it 2 6 c , b e i B e c h e r ­ fö rd e rn m it 2 0 c , b ei M a s te n k r a n e n m it 1 5 c , b e i D e r r ic k s m it 14 c u n d b ei L o k o m o t iv k r a n e n m it 14 c fe s tg e s t e llt.

E s so ll noch e r w ä h n t w x rd e n , d a ß d ie V e r w e n d u n g v o n G a s m o t o r e n zu m B e t r ie b v o n K r a n e n m it ih r e r le ic h te n A n p a s s u n g s fä h ig k e it u n d m it den b illig e n B e d ie n u n g s k o s t e n b e g rü n d e t w ir d .

P R O B S T , B E T O N - UND E IS E N B E T O N B A U IN D E N V E R E IN IG T E N ST A A T E N .