Vergrabene verzinkte Tanks vs. Betonzisternen

Eine Schule in einem Küstenbezirk ersetzte eine undichte Betonzisterne durch einen geschraubten verzinkten Tank, und das Wasser schmeckte innerhalb einer Woche nicht mehr nach Kalk. Der Beton war nicht strukturell versagt. Er war entlang einer Kaltfuge porös geworden, die niemand vor dem zweiten Guss aufgeraut hatte.

Beide Produkte speichern Wasser unter der Erde und sind in denselben Märkten gleichermaßen verbreitet. Die Wahl zwischen ihnen hängt weit mehr von der Bodenchemie, dem Grundwasserspiegel und der verfügbaren Arbeitskraft vor Ort ab als vom Tankvolumen.

Der folgende Artikel führt eine Bewertung von verzinktem Tank versus Betonzisterne vom Aushub an auf und stellt den Vergleich der unterirdischen Speicherung auf eine Lebenszyklusbasis. Jede Option der Zisternenkonstruktion wird danach beschrieben, was sie tatsächlich vom Standort verlangt, und nicht danach, was sie in der Angebotsphase kostet.

1. Verzinkter Tank versus Betonzisterne: Die kurze Antwort

Keine einzelne Antwort passt für jeden Standort, und jeder Käufer, dem eine solche angeboten wird, sollte fragen, worauf sie basiert. Die Wahl zwischen verzinktem Tank und Betonzisterne fällt in der Regel auf Beton, wo Arbeitskraft billig ist, der Boden neutral ist und das Programm lang ist, und auf verzinkt, wo der Boden nass ist, das Programm kurz ist oder der Boden Sulfate enthält.

Drei Fragen entscheiden es in der Praxis. Wie ist die Bodenchemie, wie hoch steigt der Grundwasserspiegel, und muss der Tank in diesem Quartal oder im nächsten Jahr in Betrieb sein.

Eine vierte Frage steht hinter diesen dreien. Wer führt die Erdarbeiten aus, und haben sie nachweislich den Hinterfüllungsboden in Schichten verdichtet, anstatt ihn mit einer Schaufel hineinzuschieben.

2. Vergleich unterirdischer Speicher: Hülle und Abdichtung

Beton ist monolithisch, wenn er in einem Arbeitsgang gegossen wird, und gefugt, wenn nicht. Jede Fuge ist ein potenzieller Leckpfad, und ein unterirdischer Tank leckt nach innen ebenso leicht wie nach außen, sobald der Grundwasserspiegel über den Boden steigt.

Die Abdichtung einer Betonzisterne erfolgt entweder integral durch einen Zusatzstoff in der Mischung oder als Membran auf der Außenfläche. Die integrale Abdichtung hält besser, da der Hinterfüllungsboden sie nicht zerreißen kann, während eine Membran vor dem Wiedereinbringen des Aushubs leichter zu prüfen ist.

Ein verzinkter Tank ist eine Hülle aus verschraubten Paneelen mit einer Dichtung an jeder Naht, sodass seine Leckpfade vor dem Hinterfüllen bekannt, zählbar und zugänglich sind. Das ist ein anderes Risikoprofil und kein sichereres, denn eine zu schwach angezogene Dichtung versagt lautlos.

Bei jedem Vergleich unterirdischer Speicherbehälter sollten daher eher die Fugenanzahl als das Material verglichen werden. Eine Betonzisterne mit 30 Kubikmetern kann vier Betonierabschnitte und zwölf Fugen aufweisen, während ein verzinkter Tank gleichen Volumens vierzig Nähte und keine Aushärtezeit hat.

3. Zisternenbauoption: Standortbedingungen als Entscheidungsfaktor

Jede Zisternenbauoption hängt davon ab, was der Aushub freilegt. Fels nahe der Oberfläche schließt einen tiefen Betonierabschnitt aus, und Fließsand schließt einen offenen Schnitt ohne Wasserhaltung aus.

Der Grundwasserspiegel ist die härtere Einschränkung. Ein Tank, der darunter liegt, muss im leeren Zustand Auftrieb widerstehen, und der Auftrieb eines leeren Tanks mit 20 Kubikmetern erreicht 20 Tonnen.

Beton widersteht Auftrieb durch seine Masse. Ein verzinkter Tank widersteht ihm durch Verankerung an einer Bodenplatte, was die Plattenkonstruktion zu einem Teil der Tankkonstruktion macht und nicht zu einem separaten Tiefbauelement.

Die Bodenchemie bestimmt die Beschichtung. Sulfate über etwa 0,5 Prozent im Boden greifen Zink an, und Chloride über 0,1 Prozent tun dies schneller. Eine Standortuntersuchung, die beide Werte angibt, kostet wenig im Vergleich zu einem Tank, der in acht Jahren perforiert.

4. Verzinkter versus Betonzisterne: Kostenstruktur

Der Kostenvergleich zwischen den beiden wird meist schlecht durchgeführt, weil Beton als Material und Verzinkt als Fertigprodukt angegeben wird. Die entscheidende Zahl beim Vergleich verzinkt versus Betonzisterne umfasst alles, was die Baustelle leisten muss.

Betonkosten entstehen an fünf Stellen: Aushub, Schalung, Bewehrung, Gießen und Aushärten, dann Abdichtung. Die mittleren drei erscheinen auf der Rechnung des Betonlieferanten, der Rest kommt von anderen Gewerken.

Verzinkte Kosten entstehen an drei Stellen: Paneele, Beschichtung und Montage. Verfüllung und Bodenplatte liegen außerhalb beider Angebote und sind oft der größte Einzelposten bei einem erdverlegten Projekt.

Ein Vergleich der unterirdischen Speicherung, der beim Tankpreis endet, begünstigt Beton mit großem Abstand und kehrt sich um, sobald Schalung und Aushärtezeit berücksichtigt werden. Auf einer Baustelle, wo der Zeitplan die Einschränkung ist, ist die Umkehrung größer als der Materialunterschied.

5. Vergleich der unterirdischen Speicherung: Installationsablauf

Beton benötigt eine Abfolge, die in Wochen gemessen wird: Aushub, Sauberkeitsschicht, Bewehrung, Bodenplatte gießen, aushärten, Wände errichten, aushärten, abdichten, verfüllen. Das Aushärten zwischen den Güssen ist nicht optional, und eine am Montag gegossene Bodenplatte kann am Mittwoch keine Wand tragen.

Ein feuerverzinkter Tank benötigt eine Abfolge, die in Tagen gemessen wird: Aushub, Boden vorbereiten, Paneele platzieren, anziehen, testen, Nähte beschichten, verfüllen. Die Wasserprüfung erfolgt vor dem Verfüllen, was der Punkt ist, an dem ein Defekt noch günstig zu beheben ist.

Die Verfüllung ist der Punkt, an dem die meisten erdverlegten Tanks versagen, unabhängig vom Material. Schichten über 300 mm, die mit einer Platte gegen die Tankwand verdichtet werden, verformen ein Paneel, und ein verformtes Paneel verliert die Dichtungskompression an der darüberliegenden Naht.

Beide Produkte erfordern dieselbe Verfüllungsdisziplin, daher dreht sich der Vergleich bei erdverlegten Tanks oft darum, welcher Auftragnehmer die Erdarbeiten übernimmt, und nicht darum, welcher Tank gekauft wurde. Sandummantelung über Aushubmaterial ist die kostengünstigste Spezifikationsposition auf der Baustelle.

6. Zisternenbauoption: Beschichtung und Schutz

Feuerverzinkung schützt Stahl auf zweierlei Weise: durch Barriere und durch Opferung. In neutralem Boden hält diese Zinkschicht Jahrzehnte, in aggressivem Boden jedoch nicht.

Drei Verteidigungslinien verlängern die Lebensdauer eines erdverlegten verzinkten Tanks. Eine Bitumen- oder Epoxidbeschichtung über dem Zink fügt eine Barriere hinzu, abgestufte Sandverfüllung entfernt den Kontakt mit aggressivem Aushubmaterial, und ein an der Schale angeschlossenes Opferanodenbett verhindert, dass Beschichtungsfehler korrodieren.

Das Hinzufügen einer Anode ist beim Bau kostengünstig und nahezu unmöglich nachzurüsten, da die Verbindung ungestörten Boden erreichen muss. Das macht sie zu einer Zisternenbauoption, die auf jedem Standort mit einem spezifischen Widerstand unter 5.000 Ohmzentimetern sinnvoll ist.

Der eigentliche Schaden ist die Beschädigung der Beschichtung, nicht die Qualität der Beschichtung selbst. Ein beschichtetes Blech, das an einem Hebezeug durchgekratzt wird, wird zu einer kleinen Anode, die von einer großen Kathode umgeben ist, und korrodiert dort schneller als unbeschichtetes verzinktes Stahlblech.

7. Verzinkter Tank versus Betonzisterne: Wasserqualität

Beton erhöht den pH-Wert in den ersten Monaten nach der Inbetriebnahme, und neuer Beton kann gespeichertes Wasser auf einen pH-Wert über 9 bringen. Eine Phase des Befüllens und Verwerfens stabilisiert das System, danach ist eine Betonzisterne chemisch neutral.

Verzinkter Stahl gibt Zink in geringer Konzentration ab. Dieses Niveau eignet sich für Bewässerung und Löschwasserreserve, jedoch nicht für Trinkwasser, sofern keine zugelassene Innenauskleidung vorhanden ist.

Ein Vergleich zwischen verzinktem Tank und Betonzisterne für Trinkwasser führt daher in der Regel zu einem ausgekleideten verzinkten Tank oder einem beschichteten Betonbehälter. In beiden Fällen wird die wasserberührende Oberfläche zu einer eigenen Entscheidung, getrennt von der Konstruktion, die den Boden zurückhält.

Junping Environmental Protection Equipment fragt vor der Angebotsabgabe für einen erdverlegten Tank, wofür das gespeicherte Wasser verwendet wird, da die Antwort die Innenbeschichtung und nicht den Plattenplan ändert. Ein Tank für Löschwasserreserve und ein Tank für Trinkwasser können jede Platte und jede Naht gemeinsam haben, aber nicht die Innenfläche.

Zaoqiang Junping Environmental Protection Equipment LLC schreibt den vorgesehenen Verwendungszweck direkt auf das Panel-Diagramm, sodass die Beschichtungsentscheidung mit der Bestellung weitergegeben wird und nicht mit der E-Mail, in der sie erwähnt wurde.

8. Vergleich von erdverlegten Speichern: Strukturlast und Verkehrslast

Beide Produkte tragen Bodenlast und, wenn der Tank unter einer Einfahrt liegt, Fahrzeuglast. Genau hier trennen sich die beiden Konstruktionen.

Eine Betonzisterne mit einem Gussdeckel, der eine Spannweite von 2.000 mm hat, trägt ein Auto, wenn die Bewehrung dafür ausgelegt ist. Ein verzinkter Tank benötigt eine separate Abdeckplatte, da ein Paneeldach eine Person, aber kein Fahrzeug tragen kann.

Junping liefert zu jedem erdverlegten Tank eine Dachlasttabelle und gibt die erforderliche Dicke der Abdeckplatte für jede Verkehrsklasse an. Ein Käufer, der eine für Fahrzeuge ausgelegte Abdeckplatte auf einem Tank montiert, der für Fußgängerlast ausgelegt ist, hat etwas gebaut, das beim ersten Lieferwagen versagen wird.

Diese Tabelle ist auch der Punkt, an dem der Vergleich von erdverlegten Speichern praktisch wird. Die Kosten einer für Verkehrslast ausgelegten Abdeckplatte sind oft höher als der Preisunterschied zwischen den beiden Tanktypen.

Junping Environmental Protection Equipment prüft die Abdeckplatte gegen die Tankgrundfläche, bevor die Baugrube abgenommen wird, da eine Platte, die auf der Mitte einer Paneldecke aufliegt, den ungünstigsten Punkt belastet. Die Konstruktion der Abdeckplatte folgt derselben Logik wie der Tank selbst. Eine Platte mit einer Spannweite von 2.000 mm unter einem Fahrzeug benötigt eine Dicke und eine Bewehrung, die eine Abdeckung für Fußgängerverkehr nicht benötigt, und das Tankdach darunter benötigt Unterstützung an den Plattenkanten statt in der Mitte.

9. Zisternenbauoption: Reparatur und Nutzungsdauer

Betonreparatur bedeutet das Aufbrechen und Neuvergießen, was bei einem erdverlegten Bauwerk ein großer Eingriff ist. Verzinkte Reparatur bedeutet den Austausch einer Platte, was einen Arbeitstag erfordert, sofern der Tank über eine Öffnung verfügt, die groß genug ist, um die Platte hindurchzuführen.

Die Nutzungsdauer hängt mehr vom Boden und Wasser ab als vom Material. Eine Betonzisterne in neutralem Boden hinter einer intakten Membran hält 50 Jahre. Ein verzinkter Tank unter denselben Bedingungen hält allein durch das Zink 25 bis 40 Jahre und länger mit einer Beschichtung und einer Anode.

Dadurch wird die Frage der Zisternenbauweise zu einer Frage der Inspektion des Tanks und nicht der Bauweise selbst. Ein Tank ohne Inspektionszugang erreicht das Ende seiner Lebensdauer, ohne dass es jemand bemerkt.

Führen Sie den Vergleich der unterirdischen Speicherung auf der Grundlage der Lebenszykluskosten und unter der Annahme einer Inspektion alle fünf Jahre durch. Ein erster Kostenvergleich, der keine Inspektion annimmt, ist ein Vergleich zwischen zwei Produkten, die ihre Eigentümer beide überraschen werden.

10. FAQ: Fragen zu unterirdischer Speicherung und Betonzisternen

10.1 Was ist günstiger: ein verzinkter Tank oder eine Betonzisterne?

Beton ist in der Regel im Material günstiger und in der Arbeit teurer, und das Gleichgewicht verschiebt sich mit den örtlichen Lohnsätzen. Auf einer Baustelle mit günstiger Schalarbeit und langem Zeitplan gewinnt eine Betonzisterne. Auf einer Baustelle mit teurer Arbeit, hohem Grundwasserspiegel oder kurzem Zeitplan gewinnt ein geschraubter verzinkter Tank. Vergleichen Sie die gesamten installierten Kosten und nicht nur die Tankkosten, einschließlich Aushub, Fundament, Verfüllung und Aushärtungszeit auf beiden Seiten, da die meisten Vergleiche, die einen Käufer überraschen, die Aushärtungszeit aus der Betonspalte weggelassen haben.

10.2 Wie lange hält ein erdverlegter verzinkter Wassertank?

Zwischen 25 und 40 Jahren in neutralem Boden mit einer intakten Zinkschicht, und deutlich weniger in sulfathaltigem Boden oder dort, wo der Grundwasserspiegel schwankt. Eine dielektrische Beschichtung, Sandverfüllung und eine Opferanode verlängern diesen Bereich zu moderaten Kosten. Die Faktoren, die ihn verkürzen, sind Beschädigungen der Beschichtung beim Handling, Verfüllung mit aggressivem Aushubmaterial und Streuströme von nahegelegener Strominfrastruktur. Eine Inspektion alle fünf Jahre erkennt Beschichtungsschäden, während der Stahl dahinter noch intakt und schützenswert ist.

10.3 Kann ein verzinkter Tank Trinkwasser unterirdisch speichern?

Nicht in blanker verzinkter Form, da Zink in einer Konzentration ins Wasser gelangt, die die meisten Trinkwassernormen nicht akzeptieren. Eine zugelassene Innenauskleidung oder eine lebensmittelgeeignete Beschichtung löst dieses Problem, und der Tank erfüllt dann dieselbe Funktion wie eine ausgekleidete Betonzisterne. Geben Sie die Trinkwasseranforderung in der Anfrage an, nicht erst nach der Lieferung, da die Innenbeschichtung im Werk aufgetragen wird und nicht vor Ort ergänzt werden kann. Feuerreserve und Bewässerung haben keine solche Anforderung und können die blanke Hülle verwenden.

10.4 Was ist die Hauptursache für das Versagen eines vergrabenen Tanks?

Die Verfüllung ist in den meisten Fällen die Ursache, nicht der Tank selbst. Abraum, der in dicken Schichten eingebracht oder mit einer Platte gegen die Wand verdichtet wird, verformt eine Platte oder reißt eine Wand, bevor der Tank überhaupt gefüllt ist. Die zweite Ursache ist der Auftrieb bei einem leeren Tank in einem hohen Grundwasserspiegel, der die Schale von ihrem Fundament hebt und alle Nähte auf einmal öffnet. Beides sind Baufehler und keine Materialversagen, weshalb der Erdbauunternehmer ebenso wichtig ist wie der Tanklieferant.