DE10359359B4 - Verwendung eines Reaktionsharzes auf Methacrylatbasis ohne Schrumpf als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen - Google Patents

Verwendung eines Reaktionsharzes auf Methacrylatbasis ohne Schrumpf als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen Download PDF

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Abstract

Verwendung eines Reaktionsharzes auf Methacrylatbasis ohne Schrumpf und mit guter Nasshaftung als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen, wobei das Reaktionsharz aus 50 bis 90 Gew% (Meth)acrylat, 10 bis 40 Gew% Polymer aus (Meth)acrylaten und (Meth)acrylsäuren, 1 bis 10 Gew% eines Vernetzers auf Methacrylatbasis, 0,1 bis 3 Gew% eines Amin-Beschleunigers, 0,01 bis 0,05 Gew% Inhibitoren, 0,5 bis 5 Gew% Initiatoren und 1 bis 30 Gew% anderen Monomeren zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diesem Reaktionsharz zusätzlich Calciumoxid, Magnesiumoxid, Ettringit und/oder Calciumsulfat und gegebenenfalls Feinfüller zugesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von Reaktionsharzen auf Methacrylatbasis gemäß den Ansprüchen 1 und 6.
  • Kanalsysteme (z. B. Abwasser, Frischwasser) mit unterschiedlichen Nennweiten und verschiedenen Schadensbildern erfordern verschiedene Arten der Sanierung. Nach der Definition der DIN EN 752-5 umfasst der Begriff Sanierung alle Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässeungsanlagen (DIN EN 752-5 Ausgabe: 1997-11, Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden – Teil 5: Sanierung). Sie kann prinzipiell in drei Gruppen eingeteilt werden.
  • Renovierung, Reparatur, Erneuerung. Diese Gruppen lassen sich wiederum in mehrere Verfahren (z. B. Beschichtungsverfahren, Auskleidungsverfahren) unterteilen.
  • Eine Möglichkeit zur Sanierung lokaler Schäden an nicht begehbaren Kanalrohren ist die Reparatur mit einem Abdichtungsverfahren, das so genannte Kurzschläuche (auch Partielle Inliner, Partliner, Kurzliner, Shortliner genannt) einsetzt.
  • Kurzschläuche bestehen aus reaktionsharzgetränkten Trägermaterialien, die durch Aushärten an der Schadensstelle eine mit der Kanalwandung fest verklebten Innenschale entstehen lassen.
  • Als Reaktionsharz werden vornehmlich kalthärtende Epoxidharze, Methacrylate, Organomineralharze oder Polyurethane eingesetzt. Bisweilen werden auch warm- und lichthärtende Systeme eingesetzt. Insoweit bestehen Ähnlichkeiten mit dem Renovierungsverfahren „Schlauchlining”, andererseits aber ein grundlegender Unterschied; während beim Kurzschlauch Form- und Kraftschluss mit dem Altrohr zwingende Bedingungen für den Erfolg der Reparatur sind, ist dies beim Schlauchlining nur bedingt (Formschluss), bzw. überhaupt nicht (Kraftschluss) gewollt bzw. erforderlich. Ein Kurzschlauch ist also kein kurzes Stück Schlauchliner. Kurzschläuche sollen vorrangig die Abdichtung und die Stabilisierung der Standsicherheit von Kanalabschnitten begrenzter Länge bewirken.
  • Die häufigsten Schadensbilder, die zur Sanierung anstehen, sind: Längsrisse, Radialrisse, Scherbenbildung, Löcher, undichte Rohrverbindungen. Weiterhin gibt es: Muffenversatz (bis maximal Rohrwandstärke und axiale Lageabweichungen), Wurzeleinwuchs, Verschließen nicht mehr benötigter Anschlüsse.
  • Besonders schwierig ist die Sanierung von nicht begehbaren Kanälen. Häufig sind es Kreisprofile DN 150 bis max. DN 800. Im Hausanschlussbereich werden teilweise auch Rohrdurchmesser kleiner DN 150 mm repariert.
  • Nach den einschlägigen Merkblättern muss nach einer Inspektion der zu reparierende Rohrabschnitt mit Hochdruckspülgeräten gereinigt werden und anschließend eine Untergrundvorbereitung, z. B. durch Schleifen oder Fräsen, erfolgen. Während der Reparatur soll der Kanal wasser-/abwasserfrei sein. Bei der Reparatur wird ein mit Reaktionsharz getränktes Glasfasergewebe oder Polyesternadelvlies mit einem Packer, das ist ein aufblasbarer Gummizylinder, an der Schadensstelle positioniert (von Hand oder mit mechanischen Hilfsmitteln). Durch Aufblasen des Packers mit Druckluft wird das Laminat an die Kanalwand gepresst und erhärtet dort. Die Aushärtung erfolgt bei Umgebungstemperatur, durch Beheizung oder (seltener) durch UV-Bestrahlung.
  • Bei Verwendung von Durchflusspackern oder Hohlpackern darf erst während der Aushärtephase (also nach dem Setzen des Packers) der Kanal freigegeben werden. Die zu beschichtenden Kanalrohrmaterialien sind vielfältig. Kanalrohrmaterialien sind z. B. Beton- und Steinzeugrohre, Asbestzement, Stahlbeton, Faserzement, Gusseisen, Polyvinylchlorid (PVC), high density Polyethylen (HD-PE) und mit Glasfaser verstärkte Kunststoffe (GFK).
  • Es gibt eine Vielzahl von Kurzschlauch-Systemen. Die Mehrzahl beruht auf GFK und Organomineralharz bzw. GFK und Epoxidharzen. Das „3P-Inliner®”-System (JT Elektronik GmbH, Lindau) besteht aus Natriumwasserglas und einem Isocyanat. Das Isocyanat reagiert mit dem Wasser der Natrium-Silikat-Lösung zu Polyharnstoff und Kohlendioxid und das Kohlendioxid setzt sich mit dem Wasserglas zu Natriumcarbonat und polymerer Kieselsäure um.
  • Ein weiteres System „EasyPUR” (CarboTech Fosroc, Essen) enthält neben Natriumwasserglas und Diphenylmethanisocyanat einen Beschleuniger und einen Vernetzer.
  • Das System „Alocan®” (Alocit Chemie GmbH, Konstanz) basiert auf Hydroxyethylmethacrylat und Methylmethacrylat.
  • Die bekannten Systeme haben den Nachteil, dass das Harz nicht schnell genug aushärtet. Nach dem Entfernen des Packers hat das Reaktionsharz im Randbereich noch nicht die mechanische Endhärte erreicht, was zu Undichtigkeiten führt.
  • Ein weiterer Nachteil ist die bei einigen Produkten auftretende schlechte Haftung auf feuchten Untergründen, die Nasshaftung. Die zu reparierenden/sanierenden Kanalrohre werden vor der Reparatur zumeist mit Wasser gespült, um Verunreinigungen zu entfernen. Die Reparatur erfolgt dann in den feuchten Kanalrohren.
  • Ein weiterer Nachteil ist die relativ starke Schrumpfung. Dies tritt vor allem bei Methacrylat-Reaktionsharzen auf. Hierbei handelt es sich um die Schwindung in alle Raumrichtungen, ein bekanntes Phänomen bei Kunststoffen, das auf die verschiedenen Dichten von Monomeren und Polymeren zurückzuführen ist. Bei der Abdichtung von Kanalrohren kann dies zur Ablösung des Reparaturmaterials von der Kanalwand, bei unzureichendem Haftverbund während des Aushärtevorgangs, führen.
  • Acryl- oder Methacrylformmassen sind z. B. aus DE 696 00 984 T2 bekannt. Aufgabe war es daher, schnell kalthärtende Reaktionsharze ohne Schrumpf und mit guter Haftung auf nassen/feuchten glasierten Steinzeug-Untergründen für die Kanalsanierung zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wurde gelöst durch die Verwendung gemäß den Ansprüchen 1–6. Methacrylate sind besonders geeignet, weil sie eine hervorragende Witterungsbeständigkeit aufweisen.
  • Überraschend wurde gefunden, dass bei der Zugabe von Calciumoxid der Schrumpf völlig eliminiert wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Reaktionsharze auf Methacrylatbasis bei der Zugabe von geringen Mengen Calciumoxid einen geringen Schrumpf vor und keinen Schrumpf nach dem Tempern (Temperung simuliert Langzeitversuch) aufweisen. Calciumoxid kann in Mengen von 1–20%, bevorzugt 1–10%, zugesetzt werden.
  • Durch die Zugabe von Magnesiumoxid oder Calciumsulfat wird ebenfalls eine Eliminierung des Schrumpfes erreicht. Diese Materialien sind in der Lage, mit dem Wasser der Luftfeuchtigkeit zu ihren Hydroxiden zu reagieren. Die Dichte der Oxide ist größer als die ihrer Hydroxide (z. B. CaO: 3,4 g/cm3, Ca(OH)2: 2,23 g/cm3 oder MgO: 3,58 g/cm3, Mg(OH)2: 2,40 g/cm3). Wirken auf erhärteten Beton sulfathaltige Lösungen ein, so kommt es in Gegenwart von Calciumaluminat bzw. Calciumaluminathydraten zur Bildung des sehr kristallwasserreichen Trisulfates (Ettringit), das so genannte Sulfattreiben. Das Molvolumen vergrößert sich teilweise auf das Achtfache. Damit wird das Materialgemisch expandiert, was dem üblichen Schrumpf entgegenwirkt.
  • Es ist bekannt, dass durch die Zugabe von Feinfüller (Zement) der Schrumpf ebenfalls gesenkt werden kann (Bauchemie, 1/2000, S. 10–11). Feinfüller wird in Mengen von 1–100%, vorzugsweise 5–70%, zugegeben.
  • Es wurde gefunden, dass es zur Expansion des Materials kommt, wenn es in direktem Kontakt mit Luftfeuchtigkeit oder Wasser steht. Die Expansion fördert eine optimale Abdeckung der schadhaften Stelle in einem Kanalrohr.
  • Für die erfindungsgemäße Verwendung werden Methacrylate verwendet. Als Ausgangsgemisch wird ein marktübliches Reaktionsharz auf Methacrylatbasis verwendet (Röhm GmbH & Co KG, Darmstadt). Es besteht erfindungsgemäß verwendet aus (Meth)acrylat (50–90%), einem Polymeren bestehend aus (Meth)acrylaten und (Meth)acrylsäuren (10–40%), einem Vernetzer auf Methacrylatbasis, wie z. B. bi- oder trifunktionelle (Meth)acrylate (1–10%), Amin-Beschleuniger (0,1–3%), Inhibitoren, wie z. B. 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol (0,01–0,05%), Initiatoren, wie z. B.: Benzoylperoxid (0,5–5%) sowie andere Monomere wie z. B. Styrol, gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan oder Urethanmethacrylate (1–30%). Die Schreibweise (Meth)acrylat bedeutet hier sowohl Methacrylat, wie z. B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat usw., als auch Acrylat. Die Zugabe von CaO, MgO, CaSO4und/oder Ettringit für die erfindungsgemäße Verwendung, die zu einer Volumenexpansion mit Wasser führt, und gegebenenfalls Feinfüller (z. B. Zement) wird auf die bestehende Rezeptur addiert (100% Reaktionsharz + Zusätze).
  • Erfindungsgemäß verwendet wird auch ein Verbund aus Glasfasergewebe, vorzugsweise E-CR-Glas (gegen Schwefelsäure beständig), oder anderen geeigneten Geweben, wie z. B. Polyesternadelvlies, mit dem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis für Kanalsanierungen. Hierzu wird vorzugsweise ein handelsübliches Glasfasergewebe mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsharz getränkt und anschließend ausgehärtet.
  • Ein wichtiges Qualitätskriterium für Reaktionsharze und Verbunde, die zur Kanalsanierung verwendet werden, ist die Nasshaftung. Üblicherweise wird bei der Sanierung das Reaktionsharz oder der Verbund auf nassen Untergründen appliziert. Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäß verwendeten Reaktionsharze bzw. der Verbund sehr gute Nasshaftung aufweist. Versuche haben gezeigt, dass die erfindungsgemäß verwendeten Reaktionsharze sowohl auf gestrahlten und ungestrahlten trockenen und nassen Betonplatten, als auch auf gestrahlten und ungestrahiten trockenen und nassen Kanalrohren hervorragende Haftung aufweisen.
  • Die Aushärtung geschieht im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von –10°C bis +45°C. Solche Harze nennt man kalthärtend.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Aushärten bei Umgebungstemperatur (0°C bis +20°C) erfolgt.
  • Neben den angeführten Kriterien sind jedoch auch weitere mechanische Eigenschaften, wie z. B. die Shore Härte, die Glastemperatur usw., für die Eignungsprüfung von Reaktionsharzen von Bedeutung.
  • Außerdem kann das Reaktionsharz auf Methacrylatbasis nicht erfindungsgemäß als Dübelharz verwendet werden. Dazu werden dem Reaktionsharz Bindemittel, das radikalisch nicht polymerisierbare Polymere, Reaktivverdünner, weiter Polymere und nicht reaktive Lösungsmittel enthält, und ggf. noch weitere Füllstoffe zugesetzt.
  • Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.
  • Beispiele
  • Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10% CaO und 40% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E1
  • Beispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E2
  • Beispiel 3
  • Es wird ein Gemisch aus 66,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin, 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol sowie 5% gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10% CaO und 40% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E3
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Das Reaktionsharz 3P® (JT-Elektronik GmbH, Lindau) wird verwendet.
    Probe V1
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Das Reaktionsharz Easy Pur (CarboTech Fosroc, Essen) wird verwendet.
    Probe V2
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Das Reaktionsharz Alocan® (Alocit Chemie GmbH, Konstanz) wird verwendet.
    Probe V3
  • Beispiel 7
  • Schrumpfverhalten
  • Das Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in 1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils mit 50 g Reaktionsharz gefüllt und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf gemessen. Anschließend wird der Probekörper auf 70°C erwärmt und 48 Stunden bei dieser Temperatur gelagert. Diese Temperung simuliert den Alterungsprozess. Der Probekörper wird wiederum vermessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
    Material Schrumpf nach 24 h bei RT [mm] Schrumpf nach 48 h bei 70°C [mm]
    Probe E1 0 0
    Probe E2 –0,1 0
    Probe E3 0 0
    Probe V1 0 –8,1
    Probe V2 –0,3 –3,4*
    Probe V3 –4,1 –6,3
    Tabelle 1: Schrumpf nach Aushärtung bei Raumtemperatur und nach Lagerung bei 70°C Schrumpf (–), * Schrumpf nach 48 h bei Raumtemperatur (RT)
  • Die Reaktionsharze auf Methacrylatbasis (E1, E2, E3) zeigen nach 24 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur nur geringen bzw. keinen Schrumpf und nach der Temperung keinen Schrumpf. Die Vergleichsversuche zeigen, dass herkömmliche Materialien zunehmend schrumpfen.
  • Beispiel 8 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E4
  • Beispiel 9 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 5% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E5
  • Beispiel 10 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 3% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E6
  • Beispiel 11 (nicht erfindungsgemäß)
  • Schrumpfverhalten bei Raumtemperatur
  • Das Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in 1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils mit 50 g Reaktionsharz gefüllt und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf bzw. die Expansion gemessen. Anschließend wird der Probekörper weitere 5 Tage, 7 Tage, 10 Tage bzw. 14 Tage unter normalen Umgebungsbedingungen (bei Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit) gelagert. Der Probekörper wird jeweils vermessen.
    (Probe E4–E6)
    Material 24 h [mm] 5 Tage [mm] 7 Tage [mm] 10 Tage [mm] 14 Tage [mm]
    Probe E4 –3,5 –1,5 –0,5 +2 +3,5
    Probe E5 –3,5 –3 –2 –0,5 +0,5
    Probe E6 –0,6 –1 ±0 +1 +1
    Tabelle 2: Schrumpf (–) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur
  • In Abhängigkeit vom CaO-Gehalt ist der Schrumpf nach 24 Stunden verschieden stark. Die Probekörper expandieren über die Zeit. Spätestens nach 14 Tagen sind alle Probekörper länger, als anfangs hergestellt.
  • Beispiel 12 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E7
  • Beispiel 13 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 5% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E8
  • Beispiel 14 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 3% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E9
  • Beispiel 15 (nicht erfindungsgemäß)
  • Schrumpfverhalten in Wasser
  • Ein Anwendungsgebiet für diese Materialien sind Kanalrohre. Die Bedingungen werden über die Lagerung der Materialien in VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) nachgestellt. Die Untersuchungen mit VE-Wasser sind auf Abwässer übertragbar. Das Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in 1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils mit 50 g Reaktionsharz gefüllt und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf bzw. die Expansion gemessen.
  • Anschließend werden die Probekörper 5 Tage, 7 Tage, 10 Tage bzw. 14 Tage in VE-Wasser gelagert. Die Probekörper werden jeweils vermessen.
    (Probekörper E7–E9)
    Material 24 h RT [mm] 5 Tage W [mm] 7 Tage W [mm] 10 Tage W [mm] 14 Tage W [mm]
    Probe E7 –3 +3,5 +4 +5 +5,5
    Probe E8 –3,5 +2 +2 +2 +2
    Probe E9 –0,7 +1,5 +2,5 +2 +3
    Tabelle 3: Schrumpf (–) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur und in VE-Wasser RT: Raumtemperatur W: VE-Wasser
  • Der anfängliche Schrumpf bei 24-ständiger Lagerung bei Raumtemperatur wird durch die Lagerung in Wasser kompensiert. Nach 5 Tagen sind bereits alle Proben expandiert, so dass sie länger als direkt nach ihrer Herstellung sind.
  • Beispiel 16 (nicht erfindungsgemäß)
  • Es wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren, bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat, 3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, 0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 20% CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird anschließend 1% Benzoylperoxid zugefügt.
    Probe E10
  • Beispiel 17 (nicht erfindungsgemäß)
  • Schrumpfverhalten in Wasser (Langzeit)
  • Zur Simulation des dauerhaften Kontaktes mit Wasser wurden Langzeitversuche durchgeführt. Das Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in 1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils mit 50 g Reaktionsharz gefüllt und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf bzw. die Expansion gemessen. Anschließend wird der Probekörper 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage bzw. 35 Tage in VE-Wasser gelagert. Der Probekörper wird jeweils vermessen.
    (Probekörper E10)
  • Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
    Material 24 h RT [mm] 7 Tage W [mm] 14 Tage W [mm] 21 Tage W [mm] 35 Tage W [mm]
    Probe E10 –1,2 +4,5 +7 +7,5 +8
    Tabelle 4: Schrumpf (–) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur und in VE-Wasser RT: Raumtemperatur W: VE-Wasser
  • Der anfängliche Schrumpf bei 24-ständiger Lagerung bei Raumtemperatur wird durch die Lagerung in Wasser kompensiert. Nach ungefähr 5 Tagen sind die Probekörper länger als direkt nach ihrer Herstellung. Die Expansion verlangsamt sich mit der Zeit.
  • Beispiel 18
  • Nasshaftung
  • Eine Betonplatte der Qualität B55 wird 10 Tage bei Raumtemperatur in Wasser gelagert. Nach der Entnahme wird das Wasser nur abgetupft und eine Silikonbegrenzung zur Reaktionsharzauftragung um die Betonplatte verwendet. Anschließend werden 500–600 g Harz pro m2 mit einem Spatel auf der Platte gleichmäßig verteilt. Zum Aushärten wird die Platte ca. 1 Stunde bei Raumtemperatur gelagert. Es wird eine Ringnut mit einem Durchmesser von d = 50 mm ca. 8 mm tief in die Platte gebohrt. Der Haftzugsstempel wird aufgeklebt. Nach 1 Stunde wird die Zugprüfung mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 N/s (F10D ISIM2000, Fa. Freundl, Wennigsen) durchgeführt.
  • Zusätzlich wird die Nasshaftung in glasierten Steinzeugrohren, wie sie üblicherweise in Kanalrohren eingesetzt werden, getestet. Dazu wird das Kanalrohr mit einem nassen Tuch befeuchtet. Anschließend werden 500–600 g Harz pro m2 mit einem Spatel auf dem Kanalrohr gleichmäßig verteilt. Zum Aushärten wird das Kanalrohr mit dem Reaktionsharz ca. 1 Stunde bei Raumtemperatur gelagert. Es wird eine Ringnut mit einem Durchmesser von d = 50 mm ca. 8 mm tief in das Werkstück gebohrt. Der Haftzugsstempel wird aufgeklebt. Nach 1 Stunde wird die Zugprüfung mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 N/s (F10D ISIM2000, Fa. Freundl, Wennigsen) durchgeführt.
  • Die Versuche werden mit folgenden Harzen durchgeführt:
    Probe E1 entspricht der Zusammensetzung von Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
    Probe E3 entspricht der Zusammensetzung von Beispiel 3
    Probe V1 entspricht der Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1
    Probe V2 entspricht der Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2
    Probe E11 entspricht der Zusammensetzung von Beispiel 3, jedoch ohne Zusatz von 40% Zement
  • Die Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
    Probe Haftung Betonplatte B55 [N/mm2] Haftung Kanalrohr [N/mm2]
    E1 3,2 BB 0
    E3 3,4 BB 3,2 BB
    E11 3,2 BB 2,8 KB
    V1 0 0
    V2 0 0
    Tabelle 5: 0: keine Haftung BB: Betonbruch KB: Klebestellen-Bruch
  • Die Reaktionsharze zeigen auf der Betonplatte der Qualität B55 sehr gute Nasshaftung, während die handelsüblichen Reaktionsharze (V1 und V2) keine Nasshaftung aufweisen. Die erfindungsgemäß verwendeten Reaktionsharze mit 10% CaO (E11) bzw. mit 10% CaO und 40% Zement (E3) zeigen sehr gute Nasshaftung auf glasiertem Steinzeug (Kanalrohr), während die handelsüblichen Reaktionsharze (V1 und V2) keine Nasshaftung aufweisen. Die Angabe BB bedeutet, dass nicht die Klebestelle Beton-Reaktionsharz, sondern das Rohrmaterial Beton gebrochen ist. Für die Klebestelle Beton-Reaktionsharz sind somit weitaus höhere Werte möglich. Dies trifft für die Mehrzahl der Versuche zu. Lediglich Versuchsergebnis E11 (Haftung auf Kanalrohr) zeigt, dass die Klebestelle zwischen Prüfstempel und Reaktionsharz (KB) die Bruchstelle darstellt. Für die Klebestelle Beton-Reaktionsharz sind somit weitaus höhere Werte möglich. Bei dem Haftversuch (E1) im Kanalrohr war die Haftung zwischen Reaktionsharz und Beton unzureichend.

Claims (6)

  1. Verwendung eines Reaktionsharzes auf Methacrylatbasis ohne Schrumpf und mit guter Nasshaftung als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen, wobei das Reaktionsharz aus 50 bis 90 Gew% (Meth)acrylat, 10 bis 40 Gew% Polymer aus (Meth)acrylaten und (Meth)acrylsäuren, 1 bis 10 Gew% eines Vernetzers auf Methacrylatbasis, 0,1 bis 3 Gew% eines Amin-Beschleunigers, 0,01 bis 0,05 Gew% Inhibitoren, 0,5 bis 5 Gew% Initiatoren und 1 bis 30 Gew% anderen Monomeren zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diesem Reaktionsharz zusätzlich Calciumoxid, Magnesiumoxid, Ettringit und/oder Calciumsulfat und gegebenenfalls Feinfüller zugesetzt werden.
  2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsharz 1–20% Calciumoxid zugesetzt werden.
  3. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsharz 1–10% Calciumoxid zugesetzt werden.
  4. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsharz 1–100% Feinfüller zugesetzt werden.
  5. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsharz 5–70% Feinfüller zugesetzt werden.
  6. Verwendung von Verbunden aus Glasfasergewebe und Reaktionsharzen auf Methacrylatbasis als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen, wobei das Reaktionsharz aus 50 bis 90 Gew% (Meth)acrylat, 10 bis 40 Gew% Polymer aus (Meth)acrylaten und (Meth)acrylsäuren, 1 bis 10 Gew% eines Vernetzers auf Methacrylatbasis, 0,1 bis 3 Gew% eines Amin-Beschleunigers, 0,01 bis 0,05 Gew% Inhibitoren, 0,5 bis 5 Gew% Initiatoren und 1 bis 30 Gew% anderen Monomeren zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diesem Reaktionsharz zusätzlich Calciumoxid, Magnesiumoxid, Ettringit und/oder Calciumsulfat und gegebenenfalls Feinfüller zugesetzt werden.
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