DE2726117C3

DE2726117C3 - Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit eines tränkbaren Körpers

Info

Publication number: DE2726117C3
Application number: DE2726117A
Authority: DE
Inventors: Bernd 5630 Remscheid Melchior
Original assignee: Imchemie Kunststoff 5678 Wermelskirchen GmbH
Current assignee: Imchemie Kunststoff 5678 Wermelskirchen GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1980-07-31
Also published as: IT7824387A0; US4338353A; FR2393776A1; FR2393776B1; DE2726117B2; DE2726117A1; GR65949B

Description

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung

ίο der Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit eines Körpers durch vollständige Tränkung.

Aus der DE-OS 19 38 077 ist es bekannt, Tonsteine mit Kunstharz zu tränken. Dieses Verfahren wurde auch zur Behandlung von Steinen von Baudenkmälern verwendet, um ein Eindringen von Schadstoffen von außen in das Gestein zu verhindern. Da bei derartigen Steinen sich bereits Schadstoffe und Wasser im Innern befinden und nach der Behandlung das die Schadstoffe mitführende Wasser nicht mehr aus dem Stein heraustreten kann, wurden die Schadstoffe in verstärktem Maße hinter der Schutzschicht abgelagert, so daß an dieser Stelle ihre zerstörerische Wirkung zunimmt. Ferner können sich bei Frost hinter der Schutzschicht Eiskristalle bilden, die nach einiger Zeit die äußere abgedichtete Schicht absprengen.

Um dies zu verhindern, ging man dazu über, die äußere Schicht von Steinen mit einem Mittel zu imprägnieren, das nicht eine vollständige Wasser- und Dampfsperre bildet, sondern nur eine wasserabweisende Wirkung hat, so daß ein Abdampfen aus dem Stein weiterhin zugelassen wird. Solange aber Dämpfe durch die imprägnierte Schicht von innen nach außen hindurchtreten können, wird auch ein Eintreten von schädlichen Gasen zugelassen, so daß ein Schutz des

Steines nur bedingt gegeben ist.

Ferner wurde vorgeschlagen, einen Stein vollständig mit härtbarem Kunstharz zu durchtränken. Hierzu wurde der Stein vom Bauwerk in eine Druckkammer transportiert, so daß dieses Verfahren bei Sieincn mit sehr großen Abmessungen nicht durchführbar ist. Zur Behandlung großer Steine an Ort und Stelle wurde schließlich vorgeschlagen, DE-AS 11 73 380, den Stein mit einer Plastikfolie zu umwickeln und in den derart abgedichteten Stein flüssiges Kunstharz durch Anlegen von Unterdruck einzusaugen. Abgesehen davon, daß eine derartige Abdichtung arbeitsaufwendig ist und bei komplizierten Körpern oft nicht zu einer vollständigen Abdichtung führt, bildet sich zwischen der Folie und der Steinoberfläche insbesondere in Vertiefungen eine Kunststoffschicht, die das Äußere des Steins erheblich verändert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß es bei geringem Arbeitsaufwand eine vollständige Durchträn-

kung erzielt, ohne das Äußere des Steines erheblich zu verändern. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne Transport des zu behandelnden Körpers an Ort und Stelle durchführbar ist.

M) Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung einer gefäßähnlichen Abdichtung die äußere Schicht zumindest der Seiten und der Unterseite des Körpers mit der härtbaren Flüssigkeit getränkt wird, daß nach der Aushärtung der Flüssigkeit der äußeren Schicht in das Innere des Körpers zu dessen vollständiger Durchtränkung die oder eine andere härtbare, abdichtende Flüssigkeit durch mindestens einen Durchlaß der äußeren Schicht eingedrückt oder

eingesaugt und anschließend aushärtet oder ausgehärtet wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit von tränkbaren Körpern außerhalb von Druckkammern oder ähnlichen aufwendigen Geräten zu erhöhen. Der zu behandelnde Körper braucht nicht von der Stelle bewegt zu werden, so daß das Verfahren auch bei Körpern mit sehr großen Abmessungen angewendet werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ι ο wird eine besonders gleichmäßige vollständige Durchtränkung des Körpers erzielt. Dabei kommt es zu keiner optischen Veränderung der Körperoberfläche.

Die tür die Durchtränkung erforderlichen Ein- und Auslaßöffnungen können auf besonders einfache Weise dadurch geschaffen werden, daß während der Tränkung der äußeren Schicht mindestens ein Bereich der Schicht als Einlaß für die härtbare Flüssigkeit und/oder mindestens ein zweiter Bereich der Schicht als Auslaß für die aus dem Körper austretenden Gase und Flüssigkeiten, z. B. Wasser und Wasserdampf, unbehandelt bleibt. Alternativ wird vorgeschlagen, daß nach der Tränkung und Aushärtung der äußeren Schicht in diese mindestens ein Einlaß für die härtbare Flüssigkeit und/oder mindestens ein Auslaß für die aus dem Körper austretenden Gase und Flüssigkeiten eingebracht werden. Ferner wird vorgeschlagen, daß an mindestens einem Auslaß Unterdruck angelegt wird.

Die härtbare Flüssigkeit kann ein reaktives Harz, insbesondere Acrylglas, oder Zementmilch sein, wobei JO zur Erhöhung der Haftung der Flüssigkeit am Körper dieser ein Haftvermittler zugesetzt werden kann. Ferner wird vorgeschlagen, daß zur Bindung des im Körper befindlichen Wassers dem Kunstharz ein chemisch reagierendes hydrophiles Mittel zugesetzt wird.

In dem Fall, in dem sich im Körper eint größere Menge Wasser befindet, wird vorgeschlagen, daß vor der Durchtränkung des Körperinnern mil härtbarer Flüssigkeit das im Körperinnern befindliche Wasser durch Eindrücken eines flüchtigen, keine Verbindung eingehenden Mittels, wie Acclon, verdrängt und danach das Mittel durch Druckluft herausgedrückt wird. Alternativ kann auch vor der Durchtränkung des Körperinnern mit härtbarer Flüssigkeit das im Körperinncrn befindliche Wasser durch kurzwellige Infrarotstrahlung oder Mikrowellen verdampft werden.

Eine Aushärtung des in das Körperinnere eingebrachten Kunstharzes kann durch kurzwellige Infrarotstrahlung, Mikrowellen, Ultraschall oder Gammastrahlung erzeugt werden. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der Füllstand der im Körperinnern befindlichen hänbaren Flüssigkeit durch in der äußeren Schicht befindliche Bohrungen, im Körper angeordnete Sensoren oder durch Ultraschallwellen oder Infrarotstrahlen gemessen wird.

Ferner wird vorgeschlagen, daß zur exakteren Messung und/oder besseren optischen Darstellung des Füllstandes der im Körperinnern befindlichen härtbaren Flüssigkeit in diese Strahlen reflektierende, absorbiefende oder aussendende Mittel eingebfacht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine perspektivische Ansicht eines zu behandelnden Körpers mit einer bereits behandelten äußeren Schicht und einem unteren Einlaß und einer oberen Austrittsfläche;

Fig,2 einen Körper mit zwei unteren Einlassen und einem oberen Auslaß für einen Sauganschluß;

Fig.3 einen Körper mit einem oberen Einlaß und zwei unteren Auslässen und

Fig,4 einen Körper mit einem oberen Einlaß und zwei unteren Auslässen für Soganschlüsse.

In dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist der zu behandelnde poröse Körper 1 eine zylindrische bzw. walzenförmige Form auf (z. B. eine Sandsteinsäule). Um eine vollständige, gleichmäßige Durchtränkung des Körpers 1 zu erreichen, werden seine mantelförmigen Seitenflächen 6 und seine Unterseite 8 von außen mit einem Methacrylsäureester oder einer Zementmilch derart intensiv getränkt, daß eine äußere Schicht (Zone) 2 ausreichender Stärke vollständig mit diesem flüssigen Kunststoff durchdrungen ist. Danach wird durch Zufuhr von Wärme das in der äußeren Schicht befindliche Kunstharz ausgehärtet (polymerisiert) oder das Beschleuniger enthaltende Kunstharz bzw. die Zementmilch härten selbständig aus. Die hierdurch vollständig abgedichtete äußere Schicht 2 bildet innerhalb des Körpers eine ALdichtung in Form eines Gefäßes oder Topfes, das oder der das Innere des Körpers ringsum und an der Unterseite umschließt.

In Höhe des inneren Bodens des von der äußeren Schicht 2 gebildeten Gefäßes oder Topfes ist eine von der Seitenfläche 6 zum Körperinnern führende, die äußere Schicht durchdringende Einlaßbohrung 3 angeordnet, durch die die härtbare Flüssigkeit unter Druck eingebracht wird. Die härtbare Flüssigkeit steigt innerhalb der topfförmigen äußeren Schicht durch das durchlässige Material des Körpers nach oben und drückt das im Körperinnern befindliche Gas als auch darin befindliche Flüssigkeiten (z. B. Wasser) nach oben durch eine AustrittsHäche 4a heraus, die durch Nichtbehandlung der Oberfläche 7 mit härtbarer Flüssigkeit in dieser Fläche freigeblieben ist. Sobald die härtbare Flüssigkeit an der Austriitsfläche 4n zutage tritt, wird die Zufuhr durch den Einlaß 3 gestoppt.

In der in Fig.2 gezeigten alternativen Ausführung sind am unteren Ende des Körpers zwei Druckeinlässe 3 für die härtbare Flüssigkeit angeordnet, und zusätzlich zu den Seitenflächen 6 und der Unterseite 8 ist auch die obere Fläche 7 des Körpers mit härtbarer Flüssigkeit zur Bildung einer äußeren Schicht ? behandelt, so daß die äußere Schicht ein ringsum geschlossenes Gefäß bildet. In der oberen Fläche 7 ist ein Auslaß 5 angeordnet, der durch nachträgliches Einbohren oder durch Niclitbehandeln dieser Stelle erzeugt wird. An diesem Auslaß kann eine Saugpumpe angeschlossen werden, um dat Durchdringen des Körperinnern mit härtbarer Flüssigkeit zu beschleunigen. Der in Fig.2 gezeigte Körper weist eine Verzweigung la auf, die auch mit einer äußeren, abgedichteten Schicht 2 versehen ist und an ihrer Oberseite einen Auslaß 5 besitzt, an dem auch eine Saugpumpe ungeschlossen sein kann.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Einlaß 3 für die härtbare Flüssigkeit oben am Körper angeordnet, und die Flüssigkeit wird von oben nach unten durch das Körperinnere hindurehgedrüekt, wobei die verdrängten Gase und Flüssigkeiten an unten angeordneten Auslässen 4b austreten. Das in Fig.4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig.3 gezeigten dadurch, daß an den unten angeordneten Auslassen Unterdruck angelegt ist, wobei am oberen Einlaß 3 die härtbare Flüssigkeit unter Druck oder drucklos zueeführt wird.

In dem Fall, in dem die äußere Schicht des Körpers Risse oder Löcher aufweist, die sich durch die Tränkung von außen nicht schließen lassen, werden diese Undichtigkeiten durch eine Kunststoffmasse oder eine Zement enthaltende Masse ausgespachtelt. Bei einer Behandlung des Körpers mit Kunstharz kann dieses zusätzlich ein chemisch reagierendes hydrophiles Mittel enthalten, das das im Körper befindliche Wasser bindet. Ferner kann das Kunstharz einen Haftvermittler enthalten, der eine chemische Verbindung des Harzes mit den Substanzen des Körpers erzeugt. Bei größeren Mengen von im Körperinnern befindlichem Wasser wird dieses durch Eindrücken von Aceton verdrängt, das wiederum durch Druckluft herausgedrückt wird, oder aber das Wasser wird durch von außen einwirkende Infrarotstrahlen oder Mikrowellen verdampft. Eine exakte Steuerung der Härtung (Polymcrisierung) des in der äußeren Schicht und des im Körperinnern befindlichen Kunstharzes wird durch eine kurzwellige Infrarotstrahlung, durch Mikrowellen. Ultraschall oder durch Gammastrahlung erreicht. Um den genauen Füllsland der im Körperinnern auf- bzw. absteigenden härtbaren Flüssigkeit bestimmen zu können, sind in der äußeren Schicht 2 in regelmäßigen Abständen Bohrungen 9 (Fig.2) angeordnet, die die äußere Schicht 2 durchdringen und aus denen härtbare Flüssigkeit tritt, sobald der Füllstand die jeweilige

ίο Bohrung erreicht hat. Alternativ oder zusätzlich können im Körper auch Sensoren angeordnet werden, die 7. B. die Leitfähigkeit des Materials des Körpers bestimmen. Auch läßt sich der Füllstand durch Ultraschallwellen oder Infrarotstrahlen messen oder optisch darstellen.

ii lerner können in der härtbaren flüssigkeil auch Mittel eingebracht sein, die bestimmte zur Messung verwendete Strahlen reflektieren, absorbieren oder aussenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

K Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit eines Körpers durch vollständige Tränkung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer gefäßähnlichen Abdichtung die äußere Schicht zumindest der Seiten und der Unterseite (8) des Körpers (1, Xa) mit der härtbaren Flüssigkeit getränkt wird, daß nach der Aushärtung der Flüssigkeit der äußeren Schicht (2) in das Innere des Körpers (1, Xa) zu dessen vollständiger Durchtränkung die oder eine andere härtbare, abdichtende Flüssigkeit durch mindestens einen Durchlaß (3) der äußeren Schicht (2) eingedrückt oder eingesaugt und anschließend aushärtet oder ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Tränkung der äußeren Schicht (2) mindestens ein Bereich der Schicht als Einlaß für die härtbare Flüssigkeit und/oder mindestens ein zweiter Bereich der Schicht als Auslaß (4a, 5) für die aus dem Körper (1, Xa) austretenden Gase und Flüssigkeiten unbehandelt bleibt
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Tränkung und Aushärtung der äußeren Schicht (2) k> diese mindestens ein Einlaß (3) für die härtbare Flüssigkeit und/oder mindestens ein Auslaß (4b) für die aus dem Körper austretenden Gase und Flüssigkeiten eingebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, d ß an mindestens einem Auslaß (5) Unterdruck angelegt wird.
5. Verfahren nach einem 'er Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die härtbare Flüssigkeit ein reaktives Harz, insbesondere Acrylglas, oder Zementmilch ist
6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Haftung der härtbaren Flüssigkeit am Körper (I, Xa) dieser ein Haftvermittler zugesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bid 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des im Körper (I, Xa) befindlichen Wassers der härtbaren Flüssigkeit ein chemisch reagierendes hydrophiles Mittel zugesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Durchtränkung des Körperinnern mit härtbarer Flüssigkeit das im Körperinnern befindliche Wasser durch Eindrükken eines flüchtigen, keine Verbindung eingehenden Mittels, wie Aceton, verdrängt und danach das Mittel durch Druckluft herausgedrückt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Druchtränkungdes Körperinnern mit härtbarer Flüssigkeit das im Körperinnern befindliche Wasser durch kurzweilige Infrarotstrahlung oder Mikrowellen verdampft wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung des in das Körperinnere eingebrachten Kunstharzes durch kurzweilige Infrarotstrahlung, Mikrowellen, Ultraschall oder Gammastrahlung erzeugt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand der im Körperinnern befindlichen härtbaren Flüssigkeit

durch in der äußeren Schicht (2) befindliche Bohrungen (9), im Körper (1, Xa) angeordnete Sensoren oder durch Ultraschallwellen oder Infrarotstrahlen gemessen wird.