Verfahren zur Herstellung korrosionsfester Innen-Aussenschichten auf Betonrohren In der Wasiserwirtschafb werden in grossem Um fang Beton- und Stahlbetonrohre zur Herstellung von Rohrleitungen eingesetzt. Ein dabei häufig auftreten des Problem ist der Korrosionsschutz, denn der Be ton ist empfindlich gegen aggressive Stoffe, die teil weise aus dem Erdreich von aussen auf die Rohre ein wirken oder in dem in den Rohren fliessenden Wasser oder Abwasser enthalten sind und dann von innen den Beton angreifen.
Üblicherweise wird der angestrebte Korrosions schutz dadurch erzielt, dass man die Rohre mit Schutzanstrichen, vorzugsweise auf bituminöser Grundlage hergestellt, überzieht. Es, sind auch Ver fahren bekannt, wonach der Beton mit Chemikalien, wie z. B. Fluaten, behandelt wird, welche eine ober flächliche Härtung und Erhöhung der Korrosions festigkeit des Betons bewirken. Die Rohre können auch gasförmiger Fluorwasserstoffsäure ausgesetzt werden, welche sich mit dem freien Kalk des Zements zu stabilen mineralischen Verbindungen umsetzt.
Bei einem anderen Verfahren wird schmelzflüssiges Hartpech unter Druck in den Beton eingepresst.
Das übliche Verfahren der Aufbringung von Schutzanstrichen auf der Grundlage organischer Bindemittel, vorzugsweise bituminöser Stoffe, ergibt relativ dünne Schutzfilme, während bei stärkerer Beanspruchung dickere Korrosionsschutzschichten von einigen Millimetern bis, zu 1 bis 2 cm Dicke er wünscht :sind. Dicke Schutzsehich!ten werden bekann termassen im Heissverfahren aufgetragen, was um- ständlich und teuer ist.
Ein besonders einfaches Verfahren zur Herstel lung dickerer organisch gebundener Schutzschichten auf der Aussen- und/oder Innenseite von Betonroh ren ergibt sich nach der Erfindung dadurch, dass ein kaltzuverarbeitendes plastisches Gemisch aus Mine- ralstoffen und zwei Komponenten eines organischen Bindemittels, nämlich einerseits mindestens einem pulverförmigen organischen Stoff und anderseits min destens einer den pulverförmigen organischen Stoff allmählich auflösenden und/oder weichmachenden, flüchtigen und/oder nicht flüchtigen organischen Flüssigkeit, auf die Rohre aufgebracht wird.
Im Augenblick des Aufbringens soll die Auf lösung bzw. Weichmachung des genannten organi schen Stoffes noch nicht in merklichem Ausmass be gonnen haben, so dass dieser Stoff noch pulverförmig ist. Dies setzt natürlich voraus, dass das Gemisch innerhalb einer begrenzten Zeitspanne nach dem An machen desselben auf die Rohre aufgebracht wird. Solange der organische Stoff im Gemisch noch pul verförmig ist, ist das Gemisch plastisch, d. h. etwa wie frisch angemachter Zementbeton beweglich.
Nach dem Aufbringen lösen sich die beiden Kom ponenten des Bindemittels allmählich ineinander und bewirken dadurch die Verfestigung des Gemisches. Ein derartiges Gemisch kann auf kaltem Wege her gestellt und aufbereitet werden. Insbesondere lässt sich ein solches plastisches Gemisch in ähnlicher Weise verarbeiten wie die zementgebundene Beton masse des Rohres, und man benötigt hierfür keine kostspieligen zusätzlichen Einrichtungen.
Die Korrosionsschutzmasse kann in beliebiger Weise, z. B. durch Stampfen, Rütteln, Schleudern oder Aufwalzen, auf die Aussen- und/oder Innen fläche der Rohre aufgetragen und verdichtet werden. Wenn ein Aussenschutz angestrebt wird, kann man vor der Herstellung der Rohre in einer Form eine entsprechende Menge der organisch gebundenen Masse in die Form einbringen. Wenn ein Innenschutz der Rohre gewünscht wird, kann zuerst das Rohr wie üblich aus Betonmasse hergestellt werden und dann gegen den Schluss seiner Fertigung noch eine entsprechende Menge der organisch gebundenen Masse eingebracht und auf die gleiche Weise ver arbeitet und verdichtet werden wie die Zementbeton masse des Trägerrohres.
Dabei wird durch den glei chen oder ähnlichen Aufbau der Mineralkornge- mische der - Zementbetongrundmasse und der orga nisch gebundenen Masse eine gute Verzahnung der Schichten erreicht.
Es ist zwar für Strassenbauzwecke und bei einem Verfahren zum Ausfüllen unzugänglicher Räume be reits vorgeschlagen worden, bituminöse Bindemittel in Form von einander sich lösenden pulverförmigen und flüssigen Anteilen zu verwenden. Doch ergeben sich durch die Anwendung derartiger an sich bekann ter Bindemittel im vorliegenden Fall überraschende Vorteile dadurch, dass man die Aus- oder Umklei dung der Rohre im Zuge ihrer Herstellung mit den gleichen Vorrichtungen aufbringen und verdichten kann, die zur Herstellung der Rohre dienen.
Auf diese Weise werden Ersparnisse sowohl an Zeit wie an Kapitalaufwand erzielt. Durch den Kaltauftrag werden die mit --dem Heissverfahren verbundenen Gefahren vermieden und es ergibt sich eine bessere Verzahnung zwischen Beton und- Schutzschicht. Da die Belagmasse in sich erhärtet, entstehen keine lästigen Dünste wie bei gelösten Anstrichmitteln.
Als pulverförmige organische Bindemittelkompo- nente eignet sich vor allem pulverförmiges Stein kohlenteerpech, Hartbitumen oder Naturasphalt. In besonderen Fällen können auch natürliche oder künstliche Harze, wie z. B. Cumaronharz usw., ver wendet werden. Als organische Flüssigkeiten, welche diese Pulver lösen, kommen bei Steinkohlenteerpech vorwiegend Teeröle; wie z.
B. Anthracenöl oder noch höher siedende Teeröle, in; Frage. Für pulverförmiges Bitumen eignen sich vorzugsweise Mineralöle auf der Grundlage von Erdöl, aber auch die erwähnten Teeröle. Weiterhin eignen sich sowohl für Teerpech als für Bitumen und insbesondere für natürliche und künstliche Harze noch andere organische Weichma cher, wie z. B. Chlordiphenyl, Trikresylphosphät usw.
Das plastische Gemisch kann zweckmässigerweise dadurch hergestellt werden, dass man in einem geeig neten Zwangsmischer die Mineralstoffe zunächst mit der pulverisierten organischen Bindemittelkompo- nente durchmischt und dann die organische Flüssig keit hinzugibt.
Die Aufbereitung kann auch in anderer Reihen folge vorgenommen werden. Die erhaltene Masse ist bei richtiger Abstimmung der Komponenten zu nächst beweglich, ähnlich einer Zement enthaltenden Betonmasse, und wird erst allmählich fest, indem die zugegebene organische Flüssigkeit die pulveri sierte organische Bindemittelkomponente löst bzw. weichmacht. Nach Abschluss dieses Vorganges liegt eine feste Masse vor.
Das Bindemittel einer solchen organisch gebunde nen mörtelartigen Masse soll erfahrungsgemäss einen Erweichungspunkt zwischen 80 bis 120 C Ring und Kugel aufweisen. Um aus den verschiedenen Kom ponenten ein solches Bindemittel zu bekommen, ist es zweckmässig, von einem verhältnismässig harten, pul verförmigen organischen Bindemittel, also einem Hartpech, einem Hartbitumen oder einem hocher weichenden Kunstharz auszugehen.
Diese Stoffe be nötigen erfahrungsgemäss etwa 1/3 bis 1/4 ihres Ge wichtes an weichmachenden Ölen, um ein Bindemittel des, beschriebenen Erweichungsbereiches zu liefern.
Je nach den besonderen Verhältnissen kann das Verfahren abgewandelt werden. Neben weichmachen den Ölen kann zur Erzielung einer besseren Verar- beitbarkeit der organisch gebundenen Masse noch ein Lösungsmittel mitverwendet werden, welches dann später allmählich verdunstet.
Besonders vor teilhaft ist @es; wenn man die weichmachenden Öle in. Emulsionsform zur Anwendung bringt, weil da durch die Flüssigkeitsmenge der organisch gebunde nen Mörtelmasse vermehrt wird und diese in ihrem Charakter und in ihren Verarbeitungseigenschaften dem normalen umabgebundenen, d. h. frisch ange machten Beton noch näher kommt.
Bei der Notwendigkeit zur Verwendung von feuchten mineralischen Zuschlagstoffen, wie sie für die Betonherstellung üblich sind, ist es zweckmässig, zu der pulverisierten organischen Bindemittelkom- ponente in an sich bekannter Weise noch einen Zu satz von gebranntem oder gelöschtem Kalk oder hydraulische Bindemittel mit einem Gehalt von mehr als 50 Calciumoxyd hinzuzugeben. Dadurch wird die Umhüllung der feuchten Mineralkörner besser.
Die Umhüllung kann auch noch von der ölseite her gesteigert werden, indem man organische Säuren, wie z. B. Öl- und Fettsäuren, hinzugibt, welche mit dem Kalkanteil des pulverisierten Bindemittels unter Bildung von haftverbessernden Stoffen reagieren. Da durch wird einerseits die Haftung des bituminösen Bindemittels auf dem feuchten Gestein verbessert und anderseits auch die gegenseitige Haftung von zementgebundener und mit organischen Bindemitteln hergestellter Mörtelnasse verbessert.
<I>Beispiel</I> 90 Gewichtsteile einer nach dem Prinzip des Hohlraumminimums hergestellten Mineralmischung mit einem grössten Korndurchmesser von 5 mm wer den mit 7,5 Gewichtsteilen pulverisiertem Steinkoh- lenteerhartpech mit einem Erweichungspunkt von etwa 140 C Ring und Kugel und 2,5 Gewichtsteilen hochsiedendem Teeröl des Siedebereiches 350 bis 450 C gemischt.
Diese anfänglich weiche und leicht verarbeitbare Masse wird nach der Herstellung des Tragrohres aus normalem Beton in die Form einge bracht und durch das übliche Verdichtungsverfahren zu der angestrebten Korrosionsschicht geformt.
Process for the production of corrosion-resistant inner-outer layers on concrete pipes In the Wasiserwirtschafb, concrete and reinforced concrete pipes are used to a large extent for the production of pipelines. Corrosion protection is a problem that frequently arises because the concrete is sensitive to aggressive substances that sometimes affect the pipes from the soil from the outside or that contain flowing water or waste water in the pipes and then the inside Attack concrete.
The desired corrosion protection is usually achieved by coating the pipes with protective coatings, preferably made on a bituminous basis. There are also known to go Ver, after which the concrete with chemicals such. B. fluates, which cause a surface hardening and increasing the corrosion resistance of the concrete. The pipes can also be exposed to gaseous hydrofluoric acid, which reacts with the free lime in the cement to form stable mineral compounds.
Another method is to press molten hard pitch into the concrete.
The usual method of applying protective coatings based on organic binders, preferably bituminous substances, results in relatively thin protective films, while thicker corrosion protection layers of a few millimeters up to 1 to 2 cm thick he desires: are. Thick protective layers are known to be applied in a hot process, which is laborious and expensive.
A particularly simple method for the production of thicker organically bound protective layers on the outside and / or inside of concrete pipes results according to the invention in that a cold-processed plastic mixture of minerals and two components of an organic binder, namely on the one hand at least one powdery organic substance and, on the other hand, at least one of the pulverulent organic substance gradually dissolving and / or softening, volatile and / or non-volatile organic liquid to which the pipes are applied.
At the moment of application, the dissolution or softening of the said organic substance should not have begun to any noticeable extent, so that this substance is still in powder form. Of course, this assumes that the mixture is applied to the pipes within a limited period of time after it has been started. As long as the organic substance in the mixture is still in powder form, the mixture is plastic, i. H. mobile like freshly made cement concrete.
After application, the two components of the binder gradually dissolve into one another, thereby solidifying the mixture. Such a mixture can be produced and processed in a cold way. In particular, such a plastic mixture can be processed in a manner similar to that of the cement-bound concrete mass of the pipe, and no expensive additional equipment is required for this.
The anti-corrosion compound can be used in any way, for. B. by tamping, shaking, spinning or rolling, applied to the outer and / or inner surface of the pipes and compressed. If external protection is desired, a corresponding amount of the organically bound mass can be introduced into the mold before the pipes are manufactured. If internal protection of the pipes is desired, the pipe can first be made of concrete mass as usual and then, towards the end of its production, a corresponding amount of the organically bound mass is introduced and processed and compacted in the same way as the cement-concrete mass of the carrier pipe .
A good interlocking of the layers is achieved by the same or similar structure of the mineral grain mixes of the cement-concrete base mass and the organically bound mass.
Although it has already been proposed for road construction purposes and in a method for filling inaccessible spaces to use bituminous binders in the form of powder and liquid fractions that dissolve each other. However, the use of such binders known per se results in surprising advantages in the present case in that the lining or covering of the pipes can be applied and compacted in the course of their production with the same devices that are used to produce the pipes.
In this way, savings in both time and capital are achieved. The cold application avoids the dangers associated with the hot process and there is better interlocking between the concrete and the protective layer. Since the pavement hardens in itself, there are no annoying vapors like with dissolved paints.
Powdery coal tar pitch, hard bitumen or natural asphalt are particularly suitable as powdery organic binder components. In special cases, natural or synthetic resins, such as. B. coumarone resin, etc., can be used ver. The organic liquids which dissolve these powders are mainly tar oils in coal tar pitch; such as
B. Anthracene oil or even higher boiling tar oils, in; Question. For bitumen in powder form, mineral oils based on crude oil are preferred, but also the tar oils mentioned. Furthermore, other organic plasticizers are also suitable for both tar pitch and bitumen, and in particular for natural and synthetic resins, such as. B. chlorodiphenyl, tricresyl phosphate, etc.
The plastic mixture can conveniently be produced by first mixing the minerals with the pulverized organic binder component in a suitable compulsory mixer and then adding the organic liquid.
The preparation can also be carried out in a different order. If the components are correctly matched, the resulting mass is initially mobile, similar to a cement-containing concrete mass, and only gradually becomes solid as the added organic liquid dissolves or softens the pulverized organic binder component. After completing this process, there is a solid mass.
Experience has shown that the binding agent of such an organically bound mortar-like mass should have a softening point between 80 and 120 C ring and ball. In order to get such a binder from the various components, it is useful to start from a relatively hard, powdery organic binder, i.e. hard pitch, hard bitumen or a highly softening synthetic resin.
Experience has shown that these substances require about 1/3 to 1/4 of their weight in plasticizing oils in order to provide a binder of the softening range described.
The procedure can be modified depending on the particular circumstances. In addition to softening the oils, a solvent can also be used in order to achieve better processability of the organically bound mass, which then later gradually evaporates.
@Es is particularly advantageous; if the plasticizing oils are used in emulsion form, because the amount of liquid in the organically bound mortar mass is increased and this in terms of its character and processing properties corresponds to that of the normal re-bound, ie. H. freshly made concrete comes even closer.
If it is necessary to use moist mineral aggregates, as are customary for concrete production, it is advisable to add burnt or slaked lime or hydraulic binders with a content of to the pulverized organic binder component in a manner known per se to add more than 50 calcium oxide. This improves the coating of the moist mineral grains.
The coating can also be increased from the oil side by adding organic acids, such as. B. oleic and fatty acids, which react with the calcium content of the powdered binder to form adhesion-improving substances. Since on the one hand the adhesion of the bituminous binder to the moist rock is improved and on the other hand the mutual adhesion of cement-bound mortar and mortar made with organic binders is improved.
<I> Example </I> 90 parts by weight of a mineral mixture produced according to the principle of the minimum void space with a maximum grain diameter of 5 mm are mixed with 7.5 parts by weight of pulverized hard coal tar pitch with a softening point of about 140 C ring and ball and 2.5 Parts by weight of high-boiling tar oil in the boiling range 350 to 450 C.
This initially soft and easily workable mass is introduced into the mold after the production of the support tube from normal concrete and formed into the desired corrosion layer using the usual compression process.