DE1683960C3

DE1683960C3 - Vorrichtung zum Herstellen und Aufbringen eines ein wärmehärtbares Kunstharz und einen mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels sowie Verfahren zum Aufbringen des Mörtels auf eine Fläche

Info

Publication number: DE1683960C3
Application number: DE19671683960
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. Delft Krak (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1967-01-17
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR1509347A; GB1133894A; BE692743A; NL149248B; NL6600682A; CH451234A; DE1683960A1; DE1683960B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zürn Herstellen und Aufbringen eines ein wärmehärtbares Kunstharz und einen mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels sowie auf ein Verfahren zum Aufbringen des Mörtels auf eine Fläche. Ein derartiger Mörtel wird in Fällen verwendet, in denen er eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen muß, sowie dann, wenn der Mörtel korrosionsbeständig sein soll. Ein solcher Mörtel kann als Überzug aufgetragen werden, denn er haftet fest an der Unterlage.

Zur Herstellung eines Mörtels kann man einen Mischer von einfacher Konstruktion benutzen (»SPE-Journal«, März 1961, S. 252—254); er weist eine kurze Mischschnecke auf und arbeitet mit einem sehr hohen Verdichtungsverhältnis. Die verschiedenen Bestandteile des Mörtels, d. h. Kunstharz, Härter und Füllstoff, werden der Aufgabeöffnung des Mischers zugeführt und eine viskose Masse ausgetragen, die mit einer Kelle od. dgl. in der gewünschten Weise aufgetragen werden kann.

Bei in kleinem Maßstabe auszuführenden Arbeiten ist es ohne weiteres möglich, den Mörtel mit der Hand aufzutragen, z. B. um Löcher oder Risse in einer Straßendecke oder einer Wand aus Beton auszufüllen. Bei umfangreicheren Arbeiten, z. B. beim Verputzen von Tunnelwänden oder den Wänden von Schwimmbecken oder beim Aufbringen eines vollständigen Überzugs auf eine Fahrbahn, erweist sich das Auftragen des Mörtels mit einer Kelle od. dgl. als sehr zeitraubend und kostspielig. Die gleichen Nachteile ergeben sich bei der Herstellung von Erzeugnissen, die aus dem Mörtel geformt oder damit überzogen werden, wie es z. B. bei Fliesen oder Kacheln der Fall ist. In diesen Fällen können die Lohnkosten leicht eine solche Höhe erreichen, daß die Verwendung eines solchen Mörtels nicht mehr wirtschaftlich ist und daß es daher erforderlich werden kann, einen Mörtel von geringerer Qualität zu verwenden.

Mit Hilfe des oben erwähnten, mit einem hohen Verdichtungsverhältnis arbeitenden Mischers der Schneckenbauart ist es nicht möglich, den Mörtel völlig homogen herzustellen und ihn mechanisch in der gewünschten Weise zu formen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß er den wärmehärtbaren Kunststoff enthält, der bei den erhöhten Temperaturen, die während des Mischens unter hohem Druck auftreten, schnell hart wird. Sobald die in dem Mischer enthaltene Masse zu erhärten beginnt, erhöht sich ihre Viskosität, wobei eine Beschleunigung der Temperaturerhöhung und daher auch eine Beschleunigung des Härtungsvorgangs eintritt, so daß bald eine Grenze erreicht wird, jenseits deren ein weiteres Mischen der Bestandteile unmöglich wird. Wird die Masse in einer mit einer Schnecke arbeitenden Mischvorrichtung unter hohem Druck verarbeitet, muß daher die Dauer des Mischvorgangs sehr kurz gehalten werden, so daß ζ. Β. bei einem kontinuierlich arbeitenden Mischer die Schnecke des Mischers nur eine sehr kleine Länge erhalten kann. Infolgedessen verbleibt das Material nur während einer kurzen Zeit in dem Mischer und ist folglich nach Verlassen des Mischers nicht genügend homogen. Dieser Nachteil einer unzureichenden Durchmischung ergibt sich auch dann, wenn man einen Mischer mit einer Förderschnecke von großer Länge benutzt, dem das Härtungsmittel an einein Punkt zugeführt wird, der in der Strömungsrichtung des Materials hinter der Zuführstelle für das Kunstharz und das Füllmaterial liegt.

Die Gefahr, daß die zu mischenden Materialien bzw. die Masse vorzeitig erhärtet, wenn sie einem zu hohen Druck ausgesetzt wird, erhöht sich weiter, wenn der Mischer mit einer Abgabedüse od. dgl. ausgerüstet ist, die bewirkt, daß der Druck des Gemischs noch weiter erhöht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, einen homogenen, formbaren Mörtel der genannten Art kontinuierlich und auf wirtschaftliche und Betriebsschwierigkeiten vermeidende Weise herzustellen und unmittelbar auf die betreffende Oberfläche aufzubringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung als Strangpresse mit einer in einem Zylinder angeordneten Förderschnecke und mit einem zum Formen des Mörtels dienenden, eine Düsenöffnung aufweisenden Strangpreßwerkzeug ausgebildet ist, wobei die Förderschnecke bzw. der Zylinder so gestaltet sind, daß sich ein Verdichtungsverhältnis von nicht mehr als 1 : 1,5 ergibt, und wobei die Querschnittsfläche der Düsenöffnung nicht kleiner ist als 8% der Querschnittsfläche des klein-

sten ringförmigen Strömungskanals für den Mörtel zwischen dem Zylinder und der Förderschnecke.

Hierdurch wird erreicht, daß der in der Strangpresse herrschende Druck so weit begrenzt wird, daß es möglich ist, der Strangpresse eine ausreichende Länge zu geben, damit ein völlig homogenes Gemisch erzeugt und der Mörtel verdichtet werden kann, ohne daß eine unzulässigi Temperaturerhöhung und ein dadurch hervorgerufenes vorzeitiges Erhärten des Gemischs eintritt. Der austretende. durdi das Strangpreßwerkzeug geformte Mörtelstran« läßt sich unmittelbar auf eine Fläche aufbringen.

Der Mörtel kann nach dem beanspruchtenVerfahren von der Vorrichtung als stranggepreßtes Material in Form einer Bahn abgegeben und die Strangpresse längs einer Fläche bewegt werden. Nach dem Auspressen des Materials kann diese Bahn bzw. das so erzeugte Flachmaterial abet auch zur Herstellung von Fliesen bzw. Kacheln in Stücke zerschnitten werden. Man kann die Vorrichtung auch benutzen, um die Mörtelbahn direkt in Form eines Überzugs auf eine Unterlage aufzubringen; zu diesem Zweck wird die Vorrichtung längs der Unterlage bewegt.

Wenn man mehrere Mörtelschichten nebeneinan der anordnet, ist es auf diese Weise möglich, große Flächen mit einem Mörtelüberzug zu versehen. Im Augenblick des Austrelens der Mörtelschicht aus der Vorrichtung besitzt sie bereits die gewünschte Konsistenz und Dicke, so daß sie nicht mit Hilfe einer Kelle od. dgl. aufgetragen zu werden braucht. Hs kann höchstens erforderlich werden, die Stoßstellen zwischen benachbarten Mörlelschichtcn mit Hilfe einer Kelle oder durch einen Walzvorgang zu beseitigen, so daß man einen nahtlosen Überzug erhält.

Bei dem Mörtel kann es sich um ein Gemisch haudein, das bezogen auf den von dem Mörtel tatsächlich eingenommenen Raum mindestens 2 Volumleile eines anorganischen Füllmaterials und 1 Volumteil eines wärmehärtbaren Kunstharzes bzw. Bindemittels enthält, wobei die Räume zwischen den Teilchen des Füllstoffs ganz oder teilweise von dem Kunstharz ausgefüllt werden. Obwohl der Mischer mit dem erwähnten niedrigen Verdichtungsverhältnis arbeilet, wird der mit Hilfe dieses Mischers erzeugte Mörtel gemäß der Erfindung noch hinreichend verdichtet, so daß er in Form einer Schicht aus einem zusammenhängenden Material ausgepreßt werden kann.

Es ist erforderlich, die Strangpresse so auszubilden, daß sich die maximale Vcrweilzeit der Mörtelmasse nicht wesentlich von der mittleren Vcrwcilzcit unterscheidet. Aus diesem Grund müssen Unterbrechungen in den Schraubengängen der Förderschnecke vermieden werden und es dürften auch keine anderen Maßnahmen getroffen wcnlcn. die dazu führen, daß der Mörtel örtlich in einem erhebliehen Ausmaß nach hinten fließt oder zurückgehalten wird. Es ist zweckmäßig, die Strangpresse mit einer Förderschnecke zu versehen, die einen einzigen ununterbrochenen Schraubengang besitzt, wobei die Verdichtung des Materials dadurch erzielt wird, daß sich der Kerndurchmesser der Schnecke vergrößert oder daß sich der Durchmesser des die Schnecke umschließenden Strangpreßzylinders verkleinert oder daß sich die Ganghöhe der Schnecke in der Förderrichtung verringert. ^6s

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt perspektivisch und in teilweise weggebrochener Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Gemäß der Zeichnung umfaßt die Vorrichtung einen Zylinder 10 als Umschließung für eine drehbare Förderschnecke 11 mit einem konstanten Außendurchmesser, die mit einem geringen Spielraum in den Zylinder 10 paßt. Die Schnecke 11 weist einen einzigen Schneckengang von konstanter Steigung oder Ganghöhe auf. Auf der Oberseite der Strangpresse ist ein Behälter 12 angeordnet, der an seinem unteren Ende in offener V· rbinduig mit einer Zuführungsöffnung in der Zylinderwand der Strangpresse steht. In dem Behälter 12 ist eine drehbare Rühreinrichtung 14 in Gestalt eines allgemein schraubenlinienförmig gewundenen Bandes vorgesehen. Am Austrittsende der Strangpresse ist mit dem Zylinder 10 ein Strangpreßwerkzeug 15 verbunden. An seinem dem Zylinder 10 benachbarten Ende besitzt das Strangpreßwerkzeug 15 eine kreisrunde Einlriitsöffnung, deren Durchmesser gteich dem Durchmesser des Zylinders 10 ist: dieser Querschnitt geht jedoch in Richtung auf die Düsenöffnung am Austrittsende des Slrangpreßwerkzeugs 15 in einen rechteckigen Querschnitt über. Der Durchmesser des Kerns 13 der Förderschnecke 11 nimmt vom Einlaßende unterhalb des Behälters 12 in Richtung auf das Abgabeende der Strangpresse allmählich zu, so daß sich der Querschnitt des Kanals zwischen dem Kern 13 und dem Zylinder 10 allmählich verkleinert. Gemäß der Erfindung beträgt das Verdichtungsverhältnis, d. h. gemäß der Zeichnung das Verhältnis zwischen dem durch die letzten Schneckenwindungen begrenzten Ringraum und dem durch die ersten Windungen begrenzten Ringraum höchstens 1 : 1.5, vorzugsweise 1 : 1.2 bzw. 1 : 1.3.

Die Bestandteile des herzustellenden Mörtels, d. h. das noch nicht gehärtete und daher noch flüssige Kunstharz, das Härtungsmittel für das Kunstharz sowie das Füllmaterial werden dem offenen oberen Ende des Behälters 12 zugeführt. Dieser Masse können auch weitere Stoffe, z. B. Farbstoffe, beigefügt werden. Die Rühreinrichtung 14 wird betätigt, um zu verhindern, daß die Materialien den Behälter 12 verstopfen oder an den Wänden des Behälters 12 hängen bleiben, und um die verschiedenen Bestandteile gründlich zu mischen. Die Mörtelbestmidteile werden dem Behälter 12 vorzugsweise kontinuierlich, gleichmäßig und im richtigen Mengcnverhälinis zugeführt, so daß das in dem Behälter 12 befindliche Gemisch bereits in einem gewissen Ausmaß homogen ist. Die Masse strömt aus dem Behälter 12 in die Strangpresse ein, wo die umlaufende Förderschnecke 11 bewirkt, daß die Masse durch den Zylinder 10 hindurchged'ückt und dann über das Strangpreßwerkzeug 15 abgegeben wird. In dem Zylinder 10 wird die Masse etwas zusammengedrückt und so geformt, daß eir.c kompakte Masse entsteht, da sich die Ringräumc zwischen benachbarten Schneckengängen verkleinern; schließlich wird die Masse über das Slrangpreßwcrkzeug 15 in Form einer Bahn bzw. eines Streifens 16 abgegeben. Der Streifen 16 wird dadurch auf eine Unterlage aufgelegt, daß die Vorrichtung längs der Unterlage mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die gleich der Geschwindigkeit des Austretens des Mörtels aus der Vorrichtung ist. Wenn große Flächen mit Mörtel überzogen werden sollen, kann man zahlreiche Mörtelschichten oder Streifen

nebeneinander anordnen, woraufhin die Stoßstellen oder Fugen zwischen den benachbarten Streifen 16 und 17 mit Hilfe einer Kelle oder einer Walze 18 geglättet werden. Gegebenenfalls kann der Mörtel in Form eines Rohrs über ein Strangpreßwerkzeug von kreisrundem Querschnitt abgegeben werden; es werden zahlreiche solche Rohre parallel in kleinen Abständen voneinander auf der zu überziehenden Fläche angeordnet und dann flach ausgewalzt, so daß sie eine zusammenhängende Schicht bilden.

Beispiel 1

Es wurde eine Schneckenpresse benutzt, bei der die Förderschnecke eine einzige ununterbrochene Schraubenfläche aufwies.

Innendurchmesser des Zylinders 100 mm Länge des Zylinders 300 mm

Der Durchmesser des Kerns der Förderschnecke nahm von 43 mm an der Zuführungsöffnung der Vorrichtung allmählich auf 60 mm am Abgabeende der Schnecke zu.

Ganghöhe (konstant)

der Schraubenfläche 30 mm

Strangpreßdüse rechtwinklig zur Achse der Vorrichtung (wie in der Zeichnung dargestellt); rechteckige Austrittsöffnung 45 · 10 mm

Dieser Vorrichtung wurde ein Gemisch mit der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

100 Gewichtsteile (90 Volumteile) Epoxyharz 60 Gewichtsteile (60 Volumteile) Polyamidharz als Härtungsmittel
5 Gewichtsteile (5 Volumteile) Beschleunigungsniitlel

700 Gewichtsteile Sand 0,1 bis 0,8 mm
500 Gewichtsteile Quarzpulver < 0,1 mm, insgesamt also 165 Gewichtsteile bzw. 155 Volumteile wärmehärtbarer Kunststoff sowie 1200 Gewichtsteile bzw. 460

Volumteile Füllstoff.

Dieses Gemisch wurde mit Hilfe des Strangpreßwerkzeugs kontinuierlich mit etwa 80 kg/h in Form einer 10 mm dicken Schicht ausgepreßt, wobei die Schnecke etwa 40 UpM ausführte.

Beispiel 2

In Abwandlung der Vorrichtung nach Beispiel 1 wurde ein gerades, sidi konisch verjüngendes Strangpreßwerkzeug am Austrittsende der Strangpresse angewandt. Diese Düse besaß über ihre ganze Länge einen kreisrunden Querschnitt; Durchmesser der Austrittsöffnung 25 mm. Man erhielt kontinuierlich und gleichmäßig ein Mörtelrohr.

Wurde eine Düse mit einer Austrittsöffnung von nur 15 mm angewandt, ergaben sich ziemlich bald Schwierigkeiten, da die Temperatur in der Strangpresse über 50° C anstieg und sich die Förderschnecke verklemmte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen und Aufbringen eines ein wärmehärtbares Kunstharz und einen mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Strangpresse mit einer in einem Zylinder (10) angeordneten Förderschnecke (11) und mit einem zum Formen des Mörtels dienenden, eine Düsenöffnung aufweisenden Strangpreßwerkzeug (15) ausgebildet ist, wobei die Förderschnecke (11) bzw. der Zylinder (10) so gestaltet sind, daß sich ein Verdichtungsverhältnis von nicht mehr als 1 : 1,5 ergibt, und wobei die Querschnittsfläche der Düsenöffnung nicht kleiner ist als 8°/o der Querschnittsfläche des kleinsten ringförmigen Sirömungskanals für den Mörtel zwischen! dem Zylinder (10) und der Förderschnecke (H).

2. Verfahren zum Aufbringen eines ein wärmehärlbares Kunstharz und einen mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels auf eine Fläche mit Hilfe der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörtel mit Hilfe der Schnecken-Strangpresse in Form einer Bahn (16) ausgepreßt und die Strangpresse längs der Fläche bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mörtelbahnen (16, 17) auf die Fläche nebeneinander aufgebracht werden und daß die Stoßstellen bzw. Fugen zwischen benachbarten Mörtelbahnen (16, 17) durch Verstreichen mit Hilfe einer Kelle od. dgl. oder durch einen Walzvorgang beseitigt werden.