Ringraum

Der Ringraum ist der ringförmige Zwischenraum zwischen einem inneren und einem äußeren Bauteil – etwa zwischen Bohrlochwand und eingebrachtem Element, zwischen Tübbing und Gebirge oder zwischen Kernbohrung und Rohrdurchführung. In Abbruch, Rückbau, Fels- und Tunnelbau sowie bei der Entkernung wirkt der Ringraum unscheinbar, steuert jedoch die Dichtheit, die Lastabtragung und die Ausführbarkeit vieler Arbeitsgänge. Für Verfahren mit Stein- und Betonspaltgeräte sowie für den selektiven Rückbau mit Betonzangen ist das Verständnis des Ringraums zentral: Er beeinflusst die Rissführung, die Effektivität des Eingriffs und die Qualität der Oberfläche – von der kontrollierten Sprengwirkung hydraulischer Spaltung bis zur sauberen Trennung an Einbauteilen.

Definition: Was versteht man unter Ringraum

Unter Ringraum versteht man den umlaufenden Spalt zwischen einem inneren Körper und einer äußeren Begrenzung. Typische Beispiele sind der Mantelspalt zwischen Bohrlochwand und eingesetztem Werkzeug, der Zwischenraum zwischen Tübbingausbau und umgebendem Gebirge im Tunnelbau oder die ringförmige Fuge zwischen Kernbohrung und durchgeführter Leitung. Der Ringraum kann offen bleiben, gezielt belüftet, abgedichtet oder mit Mörtel bzw. Injektionsgut verfüllt werden. Seine Breite, Gleichmäßigkeit und Rauigkeit beeinflussen Strömungen, Druckverhältnisse, die Haftung von Verfüllstoffen, die akustische und thermische Trennung sowie – im Beton und Naturstein – die Rissausbreitung bei mechanischer Bearbeitung.

Aufgaben und Funktionen des Ringraums

Der Ringraum erfüllt je nach Anwendung unterschiedliche Funktionen: Im Bohrloch dient er als Weg für Spülgut oder als Passung für Werkzeuge; im Tunnelbau nimmt er Injektionsmörtel auf und trägt zur Setzungs- und Wasserkontrolle bei; bei Rohrdurchführungen ermöglicht er die dauerhaft dichte und brandschutzgerechte Abdichtung. In Rückbau und Entkernung kann ein definierter Ringraum den kontrollierten Abtrag begünstigen, während unerwünschte Ringräume (z. B. Hohlstellen) die Standsicherheit, Dichtheit und Oberflächenqualität beeinträchtigen.

Aufbau, Geometrie und Einflussgrößen des Ringraums

Geometrisch wird die Ringraumweite durch die Differenz der Durchmesser von Außen- und Innenkörper bestimmt. Praktisch maßgebend sind die tatsächliche Exzentrizität, die Bohrlochtoleranz, Korn- und Gesteinsstruktur sowie die Oberflächenrauigkeit. Ein gleichmäßiger, enger Ringraum verbessert die Kraftübertragung und Verfüllbarkeit; ein ungleichmäßiger, exzentrischer Ringraum fördert lokale Spannungsspitzen, Fehlstellen und unkontrollierte Risspfade.

Werkstoff- und Oberflächeneinflüsse

Grobe, offene Oberflächen erhöhen den hydraulischen Widerstand beim Verpressen und verbessern meist die mechanische Verzahnung. Glatte, dichte Oberflächen erleichtern die Benetzung, erfordern jedoch aufeinander abgestimmte Verfüllstoffe. Feuchte und Temperatur beeinflussen die Rheologie von Injektionsgütern, die Haftzugfestigkeit und die Hydratation im Ringraum.

Ringraum im Bohrloch: Bedeutung für Stein- und Betonspaltgeräte

Bei der hydraulischen Spaltung von Beton und Naturstein wird ein Spaltzylinder oder Keilsystem in ein vorgebohrtes Loch eingesetzt. Der Ringraum zwischen Bohrlochwand und Werkzeug steuert die Kraftübertragung. Ist der Ringraum zu groß, werden die seitlichen Expansionskräfte schlechter in das Bauteil eingeleitet; die Spaltwirkung sinkt, der Druckbedarf steigt, und Risse laufen unberechenbarer. Ist der Ringraum zu klein oder exzentrisch, drohen Klemmen des Werkzeugs, lokale Abplatzungen oder Beschädigungen.

• Bohrdurchmesser passend wählen: Ein geringer, gleichmäßiger Ringraum begünstigt die Rissinitiierung und reduziert Energieverluste.
• Bohrlochtiefe und -qualität sicherstellen: Ausbrüche, Versätze und Schmierschichten stören die Kraftübertragung, beeinflussen die Rissfront und erhöhen den Verschleiß.
• Bohrloch reinigen und ggf. trocknen: Restschlämme und Wasserfilme verändern die Reibung und Dämpfung im Ringraum.
• Werkzeug koaxial einbringen: Exzentrik vergrößert den Ringraum lokal und führt zu schiefen Rissbildern.
• Bohrbild planen: Abstand, Tiefe und Orientierung der Bohrungen lenken die Rissausbreitung und verringern ungewollte Randausbrüche.

Risslenkung und Bauteilschonung

Mit abgestimmter Bohrlochauswahl und kontrollierter Ringraumweite lassen sich Risse in definierte Ebenen zwingen – eine Voraussetzung für saubere Trennkanten und geringere Nacharbeit mit Betonzangen oder handgeführten Trennverfahren. Besonders bei bewehrtem Beton beeinflussen Ringräume in Kombination mit der Lage der Bewehrung das Rissbild; ein planvolles Vorgehen vermeidet großflächige Abplatzungen.

Ringraum im Tunnelbau: Tübbing und Gebirge

Beim Vortrieb mit Tübbingausbau entsteht zwischen Außenfläche des Tübbings und dem Gebirge ein Ringraum. Er wird durch Injektion (z. B. Zementleim, Feinkornsysteme) verfüllt, um Setzungen, Wasserzutritte und Umlagerungen zu begrenzen. Die Ringraumverfüllung überträgt Lasten, dichtet ab und stabilisiert den Hohlraum; ihre Qualität ist entscheidend für die Dauerhaftigkeit.

• Vorbereitung: Kontrolle der Spaltweite, Erreichen einer ausreichend geschlossenen Ringspaltgeometrie durch Vortrieb und Schilddichtung.
• Verpressen: Angepasste Viskosität und Verarbeitungszeit, kontinuierliche Einspeisung bis zum Austritt an definierten Punkten.
• Nachverpressen: Schließen von Resthohlräumen, Homogenisierung und Ausgleich lokaler Setzungen.
• Überwachung: Druck- und Mengenprotokolle, Temperatur- und Festigkeitskontrollen, Sichtung von Austrittsstellen.

Typische Fehlerbilder im Tübbing-Ringraum

Unvollständige Verfüllung, Segregation, Wasserwege und Entkopplungen können zu Setzungen, Nachfließen von Feinteilen und erhöhter Wartung führen. Gegenmaßnahmen sind angepasste Mörtelrezepturen, optimierte Einbringpunkte und eine dokumentierte Prozessführung.

Ringraum an Rohrdurchführungen und Einbauteilen

Bei Kernbohrungen für Leitungen und Hüllrohre bleibt ein Ringraum zwischen Bohrung und Bauteil. Dieser Spalt wird meist dauerhaft verschlossen – etwa zur Sicherung von Dichtheit sowie Schall- und Brandschutzanforderungen. Je nach Bauaufgabe können elastische, mineralische oder quellfähige Systeme zum Einsatz kommen. Im Rückbau wird der Ringraum häufig gezielt geöffnet oder gelöst, um Bauteile zerstörungsarm zu trennen.

Rückbau und Entkernung

Beim Entfernen von Leitungen erleichtert ein definierter, freigelegter Ringraum das Abtrennen und die saubere Kantenherstellung. Betonzangen können Kanten nachprofilieren und Restmörtel entfernen, ohne unnötige Erschütterungen einzubringen. In Anlagen mit doppelwandigen Behältern existiert ein Ringraum zwischen Innen- und Außenwand; dessen Funktion (z. B. Überwachung) ist im Rückbau zu berücksichtigen, bevor Tanks mit Tankschneider segmentiert werden.

Planung, Bemessung und Ausführung: Ringraum gezielt steuern

1. Bestandsaufnahme: Geometrie, Material, Feuchte, vorhandene Ringräume und Einbauten erfassen.
2. Zieldefinition: Dichten, Trennen, Verfüllen oder gezielt offenhalten – Funktion klären.
3. Werkstoffwahl: Verfüllstoffe, Dichtungen und Hilfsstoffe auf Untergrund und Spaltweite abstimmen.
4. Bohr- und Schnittplanung: Durchmesser, Toleranzen, Bohrbilder und Zugänglichkeiten festlegen; Ringraumwirkung berücksichtigen.
5. Ausführung: Saubere Bohrung, Reinigung, kontrolliertes Einbringen der Werkzeuge; bei Spaltarbeiten die Ringraumweite eng halten.
6. Nachbearbeitung: Kanten glätten, Hohlstellen ergänzen, Oberflächen anpassen.
7. Dokumentation: Mengen, Drücke, Zeiten und Ergebnisse festhalten; Abnahmen strukturiert durchführen.

Werkstoffe für die Ringraumverfüllung

Für Ringraumverfüllungen kommen zementgebundene Injektionsgüter, Feinstzemente, mineralische Mörtel, polymermodifizierte Systeme sowie quellfähige oder hydrophile Dichtstoffe in Betracht. Auswahlkriterien sind Spaltweite, Tragfunktion, Feuchte und Temperatur, chemische Exposition sowie die gewünschte Steifigkeit. Eine gute Benetzung, geringe Entmischungsneigung und ausreichend lange Verarbeitungszeit erleichtern die vollständige Füllung auch bei variabler Ringraumgeometrie.

Prüfung und Dokumentation

Die Qualität im Ringraum wird über Sichtkontrollen, Abklopfen, einfache Messdorne, Bohrkernentnahmen oder Endoskopie überprüft – abhängig von Bauteil und Zugänglichkeit. Bei Injektionen liefern Mengen- und Druckaufzeichnungen Hinweise auf Hohlstellen und Dichtheit. Prüf- und Dokumentationsumfang richten sich nach Projektanforderungen, der Bauart und den vorgesehenen Nutzungen.

Sicherheit, Umwelt und Emissionen

In Ringräumen können Medien unter Druck stehen oder sich unkontrolliert bewegen. Maßnahmen gegen ungewollte Austritte, Staub, Wasser und Schlämme sind einzuplanen. Beim Arbeiten mit hydraulischem Druck, Spaltwerkzeugen, Betonzangen und Schneidtechnik sind Schutzabstände, Rückspritzschutz und Lastabtragung zu berücksichtigen. Verfüllstoffe und Reststoffe sind entsprechend ihren Eigenschaften zu handhaben und fachgerecht zu entsorgen.

Werkzeuge und Verfahren im Kontext des Ringraums

Stein- und Betonspaltgeräte profitieren von präzise dimensionierten Bohrungen mit geringer, gleichmäßiger Ringraumweite. So lassen sich Kräfte effizient einleiten und Risse planmäßig führen. Betonzangen ermöglichen die kontrollierte Nacharbeit an Kanten, das selektive Öffnen von Ringräumen an Einbauteilen und das Abtragen von überstehenden Verfüllungen – etwa bei der Vorbereitung von nachfolgenden Abdichtungen oder bei der Anpassung von Öffnungen im Entkernung und Schneiden.

Bezug zu Einsatzbereichen

Im Betonabbruch und Spezialrückbau steuert der Ringraum an Bohrungen die Spaltwirkung und beeinflusst das Rissbild – entscheidend für die weitere Bearbeitung und für erschütterungsarme Abläufe. Bei Entkernung und Schneiden sind Ringräume an Durchführungen und Hüllrohren sorgfältig zu öffnen, zu reinigen und abschließend wieder regelgerecht zu verschließen. Im Felsabbruch und Tunnelbau ist der Tübbing-Ringraum durchgängiges Thema: vom Vortrieb über die Verpressung bis zur Kontrolle der Hohlraumfreiheit. In der Natursteingewinnung lenken Ringräume in Bohrlöchern die Spaltlinien und wirken zusammen mit Schichtung und Klüften. Für Sondereinsatz-Situationen – beengte Bereiche, sensible Umgebungen, wasserführende Zonen – sind Ringraumdichtheit, kontrollierte Druckführung und emissionsarme Verfüllungen besonders bedeutsam.

Typische Fehlerbilder und Gegenmaßnahmen

Häufige Probleme sind ungleichmäßige Spaltweiten, Exzentrizität, Hohlstellen, Entmischung bei Verfüllungen und unkontrollierte Rissbildung. Gegenmaßnahmen umfassen die Anpassung des Bohrdurchmessers, die Verbesserung der Bohrlochqualität, die Optimierung von Rezepturen und Einbringdrücken sowie eine engmaschige Kontrolle während der Ausführung. Bei Rückbauarbeiten hilft eine Kombination aus mechanischer Spaltung und gezieltem Zangenabtrag, ungewollte Öffnungen des Ringraums zu vermeiden und die Bauteilränder zu schützen.