DE2726117C3 - Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit eines tränkbaren Körpers - Google Patents
Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und Verwitterungsbeständigkeit eines tränkbaren KörpersInfo
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
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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
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 (11)
- 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 Flüssigkeitdurch in der äußeren Schicht (2) befindliche Bohrungen (9), im Körper (1, Xa) angeordnete Sensoren oder durch Ultraschallwellen oder Infrarotstrahlen gemessen wird.
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