Rohre sind eine Wissenschaft für sich

Die Bus-Linie "100" ist die Berliner Touristen-Linie. Auf dem Weg von Prenzlauer Berg zum Bahnhof Zoo passiert "der Hunderter" viele Sehenswürdigkeiten, darunter das Brandenburger Tor und die Siegessäule. Den Alexanderplatz mussten die Busfahrer in der vergangenen Woche auf ihrer Tour aussparen. Eine geplatzte Trinkwasserleitung blockierte in der Karl-Liebknecht-Straße den Weg. "Pro Tag platzen in Berlin rund drei Wasserleitungen", sagt Stephan Natz, Sprecher der Berliner Wasserbetriebe (BWB). Die Ursache für den Rohrbruch in der Liebknechtstraße war schnell gefunden: Ein Materialfehler an einem so genannten Grauguss-Rohr."Grauguss-Rohre sind empfindlich wie Glas. Das platzt auch in hundert Stücke", sagt Jürgen Werning. Der Ingenieur arbeitet am Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule in Aachen. Grauguss-Rohre aus Eisen seien deshalb so empfindlich, weil sich der Kohlenstoff während der Herstellung des Eisens wie feine Lamellen in die Metallstruktur einlagere. Dadurch werde das Leitungsrohr brüchig, erläutert Werning. Mangels Alternativen sind die Grauguss-Rohre bis in die sechziger Jahre verlegt worden. Mittlerweile werden für die Trinkwasserleitun-gen andere Materialien eingesetzt: Kunststoff, Stahl, Faserzement und so genanntes "duktiles (formbares) Gusseisen".Die duktilen Gussrohre wurden 1934 an der RWTH in Aachen entwickelt, setzten sich aber erst in den fünfziger Jahren durch. "Rund 400 000 Kilometer Trinkwasserleitungen sind in Deutschland verlegt", berichtet Werning. Etwa die Hälfte davon seien duktile Gussrohre. Bei diesen Rohren ist es den Technikern gelungen, den im Eisen enthaltenen Kohlenstoff in Form von kleinen Kügelchen im Material zu binden. "Dadurch beeinflusst der Kohlenstoff weniger das Metallgitter, das die einzelnen Eisen-Atome bilden." Das Eisen werde formbar und weniger brüchig.Wird der Kohlenstoffgehalt des Eisens auf einen Anteil von weniger als 1,5 Prozent reduziert, sprechen die Materialwissenschaftler von Stahl. Rund acht Prozent der Wasserleitungen in Deutschland bestehen aus diesem Material. Daneben verlegten die Wasserwerke Leitungen aus Kunststoff (rund siebenundzwanzig Prozent) und Faserzement (rund zwölf Prozent). Die geplatzte Leitung in der Berliner Karl-Liebknecht-Straße war aus Grauguss. "Das Eisen wurde 1966 in der damaligen Tschechoslowakei gegossen", sagt Bernd Stiller, Ingenieur der Berliner Wasserbetriebe (BWB). "Ich habe mit dem bloßen Auge gesehen, dass die Leitung Fremdeinschlüsse hatte." "Einschlüsse" nennen die Fachleute Fremdstoffe, die sich in der Gießerei in das Eisen einlagerten, zum Beispiel Schlacke. "Ein erhöhter Phosphorgehalt auf Grund der Fremdeinschlüsse kann zu so genannten ,Kohlenstoffnestern führen", erläutert Stiller. An den phosphorreichen Stellen reichere sich Kohlenstoff an. Die Bindung zwischen den Eisen-Atomen werde dadurch unterbrochen. Belastungen von außen können zum Bruch führen. Solche Belastungen können von Baumwurzeln, Bauarbeiten oder vom Straßenverkehr ausgehen. Faserzementrohre etwa sind anfällig für Baumwurzeln. Stiller: "Um an Wasser zu kommen, fressen sich die Wurzeln an Verbindungsstellen durch die Dichtungsmasse." Bauarbeiten könnten dazu führen, dass sich der Boden unter den Wasserleitungen absenke. Bei Grauguss-Rohren führe das häufig zu einem Rohrbruch. Wasserleitungen aus Eisen und Stahl mache auch der Rost zu schaffen.Alle Rohrtypen sind gleichermaßen den Belastungen durch den Straßenverkehr ausgesetzt. "Bei einem Sattelschlepper, der auf der Straße fährt, drückt jede Achse mit einer Last von 20 Tonnen auf die Wasserleitung im Boden", sagt Christian Falk. Der Ingenieur ist Forschungsleiter am Institut für Kanalisationstechnik (IKT) der Ruhr-Universität Bochum. Das Forschungsinstitut beschäftigt sich mit der Entwicklung von Abwasserrohren und Trinkwasserleitungen. Die Bochumer Wissenschaftler testeten kürzlich eine Neuentwicklung der Firma "Schalker Verein" ein Rohr aus duktilem Gusseisen mit einer 65 Millimeter dicken Schutzschicht aus Polyethylen. Drei Mal pro Sekunde drückte eine Hydraulikpresse mit einer Last von 60 Tonnen auf die Leitung zweimillionen Mal hintereinander. "Das Rohr blieb ganz", sagt Falk. Von der Schutzschicht aus Kunststoff verspricht er sich vor allem Vorteile beim Bau der Leitungen. "Bislang können die Bauarbeiter die unmittelbare Umgebung der Leitung nur mit feinem Sand zuschütten. Ein Stein, der auf die Leitung drückt, kann dann zum Rohrbruch führen, zum Beispiel bei einer stark befahrenen Straße", erläutert Falk.Für Stiller ist die Polyethylen- Schutzschicht nur eine weitere Möglichkeit, die Gussrohre zu schützen. "Wichtig ist, dass die Rohre einwandfrei hergestellt und verlegt werden", sagt der Ingenieur der BWB. Beim Rohrbruch in der Liebknechtstraße lag ein Verbindungsschacht der Telekom direkt auf der Wasserleitung. "Die Last der Autos wurde auf diese Weise direkt auf das Rohr weitergeleitet", berichtet Stiller. "Das gab dem Gusseisen den Rest.""Leitungen aus Grauguss sind empfindlich wie Glas."Jürgen Werning, RWTH Aachen