Composiet Materialen in No Dig Techniek
Kwaliteit, Ontwikkeling en Duurzaamheid
Harderwijk, 23 September 2010
Waarom no dig technieken in composiet materiaal?
• Zeer goede corrosie resistentie • “Fit and forget” • Laag gewicht (makkelijke installatie) • Beperkte aanslag door glad oppervlak • Enorme ontwerp vrijheid • 75% minder koppelingen (minder kans op lekkage) • 20 % minder onderhoudskosten (inspecties/coatings)
No Dig Technieken in composiet • Kunsthars vraag voor no dig technieken in Europa
• In veel gevallen is riool renovatie nog steeds onderdeel van grotere constructie (dig) projecten
Cured In Place Pipe (CIPP) Relining • CIPP Relining potentieel is groot • Nog maar 3% van de riolen in Europa wordt gerepareerd met CIPP relining • Totale Europese liner productie is ongeveer 3000km
Wat is een composiet? Combinatie, van versterkende vezels en beschermend polymeer, tot een materiaal dat; • Corrosie resistent • Sterk • Licht • Duurzaam • Makkelijk te installeren is
Ervaring en hoogwaardige toepassingen
Materialen gebruikt voor no dig technieken
• Thermo sets • • • •
Polyester Atlac Premium (label free) Vinyl ester Epoxy
• Thermoplastics
Voorbeeld CIPP relining markt in Europa
Harsen voor No Dig technieken Values Corrosion guide
Ortho
Iso
NPG
Atlac Premium label free
Atlac Vinyl Ester
Methanol, 100%
N.R.
N.R.
N.R.
35
35
Toluene, 100%
N.R.
N.R.
N.R.
45
45
Acetone, 100%
N.R.
N.R.
N.R.
40
N.R.
Sodium hydroxide (5%)
N.R.
N.R.
N.R.
N.R.
50
40 40 40
40 40 40
60 60 60
60 60 60
80 80 70
Nitric acid, 5%
N.R.
N.R.
40
40
85
Hydrochloric acid, 15%
N.R.
N.R.
30
30
100
30
30
70
70
100
pH = 3 Demi water pH = 11
Sulphuric acid, 10%
Vloeibare Hars – versneller aanwezig i s
s
s
s
s
s s
s
s i
s
s s s
s
s
s
s s
s
i
s
s
s
s
s
s
s
s
s
i
s
s s
s
i
s
s s
s
s
i s
s
s
s
s s
s
s
UP hars chemie – Volledig uitgehard s P
s
s
s
s
s s
s
s
s
s s
s
s s
s
s s
s
s
Rest styreen
s
s
s
P
s
s P
P
P s
s
s
s
s
s
s
s s
s
s s
s P
s
s
s
s
s s
P
s
s
Ontwikkeling in CIPP relining Atlac® Premium – – – – – – – –
Geen geur overlast (styrene free) Compleet label vrij Geen risico op verstoring water purtificatie Geen risico op grond vervuiling Geen opslag restricties Geen risicos voor bewoners en werkers Geen explosie gevaar Geen speciale instructies om het materiaal te gebruiken – Zelfde manier van werken, verbeterde werk omstandigheden – Zelfde manier van uitharding
Ontwikkeling in composiet leiding systemen
•Atlac® FC •Europese en locale drinkwater en voedselcontact certificaten •Zelfde manier van uitharding •Zeer goede chemische resistentie
•Bio-based harsen •60% bio-based commercieel in DSM •DSM werkt aan 100% bio-based materialen
Uitharding van kunstharsen
Radical polymerization Radical source Peroxides
Photo initiators
UV light
Heat
Curing
Filament winding
Centrifugal casting
Liner productie van vilt liners • • •
Mixen (resin, fillers, curing agents) Air release Impregnatie van coated polyester naaltvilt materiaal met gebruik van vacuum. Naaltvilt coated met PE/PP/PU.
.
Vacuum assisted Impregnation line
Impregnated Liner
Impregnatie met vacuum voor glass liners Impregnation tower
Thickening with UV-Light (few seconds)
Vacuum chamber Liner in Reflex foil
UP-bath Transport-box with recording of temp in °C Polyester Veil Inner Foil Glass Laminate; sewed 2 times
Impregnatie voor productie glass liners 2. Step: impregnation and thickening of glass rolls
1. Step: thix of the resin
3. Step: production of liner Outer foil
Rolls turning around core Glass veil
Inner foil
Levensduur in test en praktijk • •
Regressie analyse en testen (10.000hrs, UEWS, Hydrostatic design) Ervaring en cases waarbij CIPP relining bij lange levensduur uitstekend presteert. •
We can, however, draw one conclusion: Even after 14 years of operation of the pipe the values for Flexural stress and flexural strain still exceed the standards specified in EN 13566, and there is no indication of any significant decline in the mechanical properties of the laminate.
•
The test results verify that the longevity of cured-in-place pipes can by all indications be expected to be minimum 100 years. There are further signs that the ring stiffness test of samples taken at the time of installation is representative for an assessment of the CIPP longevity.
Bron: “Investigation of lifetime expectancy of cured-in-place pipes” Lystbaek, Peter - Per Aarsleff A/S – 2007
Ondersteuning klant & product ontwikkeling •
•
•
•
•
Cure tests • Beide hot cure & UV-cure • Laminaat maker & UV-glass laminates • Optimalizeren uitharding systemen (cure time, exotherm) • Optimilizeren laminaat opbouw Mechanische eigenschappen (ISO 178) • Flexural modulus, sterkte & dikte Uithardingsgraad • Residual styrene content (extraction method) • Residual monomer/double bond analysis (NMR) • DSC, DMA Additionele analyzes • Infra Rood (finger print), • Chemolyze, pyrolyse • Microsopie (failure analysis) Chemisch resistentie advies • voor afvalstromingen • voor bodemverontreiniging • Etc..
Duurzaamheid van composieten
water pollution for different material concepts
350
800
300
700
250
600
m3 of polluted water
x1000 MJ
energy use for different material concepts
200 150 100 50
500 400 300 200
0 aluminium
structural steel
stainless steel
energy consumed on delivery
concrete
composite
100 0
energy consumed in maintenance
aluminium
structural steel
concrete
composite
Composieten hebben laagste emissies over de totale levensloop vergeleken met andere constructie materialen
Denken in de keten..
making a product
using a product
minimal environmental impact through entire life cycle
end-of-life
Life Cycle Assessments (LCA)
Milieu impact bestaat uit veel factoren; • energie verbruik • carbon footprint ….. maar ook • • • • •
impact op gezondheid inspanningen aan onderhoud en reparaties grond gebruik emissies (VOC en GHG bijvoorbeeld) etc…
Duurzaamheid no-dig techniek
• • • • •
Vermindering van de Carbon footprint Duurzame relining produkten in gebruik Efficientere en snellere installatie Minder machines en transport nodig Minder energy gebruik in totale installatie
• LCA ontwikkeling voor CIPP en composiet leidingsystemen voor no dig technieken
Bron: BAM Nelis Infra
CIPP Relining onder station van Dresden
ron: Insituform Rohrsanierung Technieken
Project: Station riool renovatie zonder het verstoren van treinverkeer Feiten en voordelen; • Liner van 340m en 1.2m DN • Laminaat dikte van 34.5 mm • Liner gewicht 95.000 kg • Machines en installatie vanaf een trein gemobiliseerd • Levensduur verlenging +50 jaar • 3.5 dag curing zonder verstoring van treinverkeer • Speciaal ISO NPG hars voor warmwater uitharding
Relining Nuclear Plant in Rusland Project: Zware corrosie problemen in de koelwater leiding van de energie centrale van Leningrad (LNPP) Feiten en voordelen; • Koelwater drukleidingen van ongeveer 6 bar • 2 liners met DN 2.02m en 2 liners DN 1.2m • Speciale geflexibilizeerde harsen voor druk leidingen • 10 keer snellere installatie met no dig installatie vergeleken met normaal • Minimale operatie verstoring van de LNPP Bron: Per Aarsleff
Renovatie leidingsystemen onder Schiphol Project: Renovatie van alle betonnen buizen onder vliegtuigverhardingen op Luchthaven Schiphol Feiten en voordelen; • Diameters van 400 – 1500mm • Totale lengte van 7.3km relining • geringe verstoring van de vliegoperatie • Buis in buis methode met composiet buis systeem • Eenvoudige en snelle installatie • Composiet buizen speciaal voor hoge verkeersklassen / vliegtuigbelasting Bron: Hobas
Atlac Premium bij bodemverontreiniging
Project: Renovatie riool op vervuild, voormalig industrieterrein met nu nieuwbouw & kantoren aanwezig Feiten en voordelen; • Bodemverontreiniging, oplosmiddelen zoals Toluene in de bodem • Voorkomen sanering> opgraven geen optie vd riolen met DN 800 • Aangevreten, gescheurde riolen; relining mogelijk maar niet met styreen ivm overlast omgeving • Atlac Premium met stoom uitharding • Geen geuroverlast door labelvrij product • Lange levensduur liner door zeer goede resistentie tegen oplosmiddelen
Bedankt!
[email protected]