DE1118080B - Verfahren zum Aufbringen von fluessigkeitsdichten, chemisch und thermisch bestaendigen Schichten auf die Innenwand von Betonrohren - Google Patents

Description

Betonrohre sind im allgemeinen leicht zu handhaben und mechanisch widerstandsfähig. Sie haben sich daher z. B. beim Bau von Kanalsystemen als sehr wertvoll erwiesen. Ein Nachteil ist jedoch, daß die Betonrohre wegen ihrer mangelnden Chemikalienresistenz nicht in der chemischen Industrie und ihr verwandten Industrien eingesetzt werden können. Es ist bereits bekannt, flüssigkeitsdichte Schichten auf die Innenseiten von Betonrohren im sogenannten Schleuderverfahren aufzubringen, d. h. in einem Verfahren, bei dem durch rasche Umdrehung eines Betonrohres für gleichmäßige Verteilung einer inneren, in noch flüssigem Zustand aufgebrachten Schicht gesorgt wird. Jedoch wurden hierfür Stoffe wie Bitumen, Teer oder Asphalt, also Stoffe mit einem thermoplastischen Charakter, eingesetzt, da sie ein leichtes Arbeiten ermöglichen. Die ständig sich erhöhenden Anforderungen der chemischen Industrie und ihr verwandter Industrien machen aber eine Schutzschicht auf der Innenseite von Betonrohren erforderlich, die sowohl schwach oder stark sauren als auch schwach oder stark alkalischen Abwässern widersteht. Außerdem ist es wünschenswert, daß die Schutzschicht dieser Rohre unempfindlich ist gegen Temperaturen bis etwa 100° C und gegen schnelle Temperaturwechsel von annähernd 100° C auf etwa 4 bis 5° C oder umgekehrt.

Zum Aufbau der eben erwähnten chemikalienresistenten und gegen Temperaturschwankungen ausreichend unempfindlichen Schutzschichten wären an sich bekannte, thermisch und bzw. oder unter der Einwirkung von Katalysatoren härtbare Kondensationsprodukte geeignet. Die Einbringung solcher Massen, d. h. härtbare Harze, die noch mit geeigneten inerten Füllern verdünnt sein können und gegebenenfalls Härtungskatalysatoren enthalten, muß in einem solchen Aggregatzustand erfolgen, daß diese Massen durch die rotierende Bewegung des Betonrohres gleichmäßig an die Wand verteilt werden können. Um den chemischen und auch thermischen Einflüssen widerstehen zu können, ist es erforderlich, daß die genannten Schichten einen möglichst niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten haben und daß vor allem die Verbindung dieser aufzubringenden Schichten mit dem Beton so innig ist, daß die noch vorhandene Differenz in der Wärmedehnung zwischen einzubringender Schicht und Beton durch Haftkräfte überbrückt wird. Die Verwendung derartiger Schutzschichten in der Praxis scheiterte bisher jedoch an ihrer mangelnden Haftfestigkeit.

Es wurde nun gefunden, daß sich als Haftvermittler zwischen Beton und einzubringender Schutzschicht Verfahren zum Aufbringen

von flüssigkeitsdichten, chemisch

und thermisch beständigen Schichten

auf die Innenwand von Betonrohren

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Karl Dietz f, Kronberg (Taunus),

Dr. Guido Lorentz, Frankfurt/M.-Höchst,

und Rudolf Stroh, Hofheim (Taunus),

sind als Erfinder genannt worden

am besten dünne Schichten härtbarer Harze eignen. Die Härtung dieser Harze muß mit solchen Katalysatoren möglich sein, die nicht mit den Bestandteilen des Betons reagieren. Weiter muß die Haftfestigkeit dieser Harze auf Beton so sein, daß sie in jedem Fall die Zugfestigkeit des Betons erreicht oder überschreitet. Hierbei ist vorteilhaft, diese Harze in mehreren Schichten aufzubringen, und das thermisch und bzw. oder durch Katalysatoren härtbare Harz, aus dem die erste Haftschicht gebildet wird, muß entweder sehr niedrigviskos sein oder mit einem inerten Lösungsmittel so stark verdünnt sein, daß das Harz oder die Harzlösung möglichst weitgehend in die Poren des Betons einzieht. Nach erfolgter Aufbringung wird das Harz gehärtet und gibt einen dünnen tief verankerten Film auf dem Beton. Auf diesen ersten Haftfilm wird dann ein streich- oder spritzfähiges härtbares Harz oder die entsprechende Lösung eines derartigen Harzes aufgebracht. Da durch das Aufbringen der ersten Haftschicht der poröse Beton bereits mit einer tiefVerankerten und daher gut haftenden Schicht abgesperrt ist, kann die Viskosität des eine weitere Haftschicht bildenden Harzes höher liegen als die des ersten Harzes bzw. der entsprechenden Lösungen. Unter Umständen kann auf die zweite Haftschicht noch eine weitere aufgebracht werden. Die die erste bzw. die zweite Haftschicht bildenden Harze können gleich oder verschieden sein. Der zweite Film wird, so lange er noch feucht und klebrig ist, mit

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scharfkantigen, inerten Füllstoffen, z. B. Quarzsand mit einer Körnung von etwa 0,7 bis 2,0 mm, bestreut und dann gehärtet. Die Harzkomponente des zweiten Haftfilmes muß so beschaffen sein, daß die nachträglich aufzubringenden, mit geeigneten inerten Füllstoffen, ζ. B. Quarzmehl, Koks oder Kunstgraphit, versetzten, die eigentliche Schutzschicht bildenden Harze gut auf dem dünnen Film haften. Das gesamte System, der aus zwei oder drei Schichten bestehende Haftgrand und die chemikalienresistente Schluß- ίο schicht, haftet auf dem Beton mit Kräften, die der Zugfestigkeit des Betons entsprechen oder darüberliegen. Der Haftgrund muß insgesamt so dünn sein, daß sein Einfluß auf den Gesamtaufbau der Schichten hinsichtlich der Wärmedehnung vernachlässigt werden kann. Als Haftfilme, aus denen der Haftgrand im Sinne der vorliegenden Erfindung aufgebaut sein kann, seien beispielsweise genannt, solche aus

1. ungesättigten Polyesterharzen, das sind Konden- _ao sationsprodukte aus gesättigten und ungesättigten Dicarbonsäuren mit Glykolen, die in geeigneten Vinylmonomeren, z. B. Styrol, gelöst sind, andere Zusätze, wie inerte Füllstoffe, enthalten können und durch Benzolperoxyd oder mit geeigneten Redoxsystemen polymerisiert werden können;

2. isocyanatmodifizierten Polyesterharzkombinationen, wie sie in dem Patent 1014 321 beschrieben sind;

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3. handelsüblichen Polyester-Isocyanat-Kombina-

tionen;

4. Epoxyharzen, d. h. Umsetzungsprodukten von Epichlorhydrin mit geeigneten hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen, z. B. Dioxydiphenyldimethylmethan, sauer kondensierten Phenolharzen oder aliphatischen mehrwertigen hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen.

Einige der eben beispielsweise genannten Haftfilme entwickeln nach erfolgter Härtung folgende Haftfestigkeiten:

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	Haftfestigkeit	von Harzschicht
		auf Film
	auf Beton
Polyesterharz gemäß		50 bis 60 kg/cm2
Patent 1014321 ...	24 kg/cm2
Handelsübliches flüssi
ges Epoxyharz, mit		50 bis 60 kg/cm2
Aminen gehärtet ...	26 kg/cm2

Die Werte wurden wie folgt erhalten: Es wurden Betonformsteine hergestellt mit einer genau definierten planen Haftfläche. Auf diese wurde der Haftfilm aufgebracht. Ein an sich zähflüssiges Harz, z. B. gemäß Patent 1 014 321, wurde mit einem geeigneten Lösungsmittel, z. B, Aceton, im Verhältnis 1:1 verdünnt und der Katalysator, in diesem Fall Benzolperoxyd, eingebracht. Diese so verdünnte Lösung wurde auf den Beton gestrichen und einige Zeit sich selbst überlassen, bis Härtung eintrat. Der erste Anstrich wurde fast ganz vom Beton aufgenommen. Darauf wurde ein zweiter Anstrich aufgebracht. In diesem Falle betrug die Zusatzmenge des Verdünners nur lO°/o, bezogen auf die Harzmenge. Man erhielt einen harten, glänzenden Film. Darauf wurde nochmals eine Schicht, wie der zweite Anstrich, aufgebracht, jedoch in noch feuchtem Zustand mit einem scharfkantigen Quarzsand, etwa der Korngröße 0,7 bis 2 mm, bestreut und dann trocknen lassen und gehärtet. Hierauf wurde die mit inertem Füller versehene Harzschicht, ein sauer härtendes Phenolharz mit inertem Füllstoff, z. B. Koks, Kunstgraphit, Quarzmehl oder Bariumsulfat, aufgebracht, und zwar in einer Stärke von etwa 5 mm. Auf die Gegenseite wurde ein mit einer Epoxyhaftschicht versehener Stahlkörper gleicher Fläche gekittet. Da die Haftfestigkeit von Epoxyharz an Stahl 100 kg/cm² und die Haftung von Kunstharzen 50 bis 60 kg/cm² beträgt, ist es auf diese Weise möglich, die Haftung auf Beton als dem schwächeren Glied ohne weiteres festzustellen. Es zeigt sich in jedem Fall, daß bei den angegebenen Werten der Beton zerrissen wird und eine Schicht des Betons an dem Haftfilm hängenbleibt.

Als selbsthärtende Harze im Sinne dieser Erfindung zur Ausbildung der etwa 5 bis 6 mm dicken, chemisch und thermisch beständigen Endschicht dienen:

1. Phenol-Formaldehyd-Harze mit einem inerten Füller, etwa Quarzmehl oder Kokspulver, gefüllt und mit einem sauren Härter versehen.

2. Furanharze, man erhält diese durch saure Kondensation vonFurfurylalkohol oder einer anderen der Kondensation zugänglichen Furankomponente, z. B., welche mit einem geeigneten inerten Füllstoff, etwa Quarzmehl und Kokspulver, gefüllt und unter Zusatz von sauer wirkenden Härtungskatalysatoren in den unlöslichen, unschmelzbaren Zustand übergeführt werden.

3. Isocyanatmodifizierte ungesättigte Polyesterharze, mit inertem Füllstoff versehen.

4. Flüssige Epoxyharze, die mit einem inerten Füller, wie Quarzmehl oder Kokspulver, gemischt und mit einem bei Raumtemperatur wirkenden basischen Härter versehen sind,

Beispiel

Ein Betonrohr, das auf der Innenseite von der anhaftenden lockeren Kalkschicht mechanisch befreit wurde, wird auf einer geeigneten Vorrichtung, am besten eignet sich hierzu eine Vorrichtung, wie sie

z. B. auch zur Herstellung von Schleuderbetonrohren benutzt wird, eingespannt und der erste Haftanstrich aufgebracht. Das Harz, ein mit Härtungsmitteln versehenes flüssiges Epoxyharz oder Polyesterharz, wird dazu mit einem geeigneten inerten, den Beton nicht angreifenden, den Härtungsvorgang des aufzubringenden Harzfilms nicht beeinflussenden Lösungsmittel, z.B. Aceton, stark verdünnt, um ein möglichst tiefes Eindringen in den Beton zu erleichtern. Nach erfolgter Härtung des ersten Anstriches wird ein zweiter Anstrich, der aus dem gleichen Harz besteht wie der erste, aufgebracht. Das den zweiten Film gebende Harz wird nur noch bis zur Streichoder Spritzfähigkeit verdünnt, im allgemeinen reichen dazu etwa 10% Lösungsmittel, bezogen auf Harz, aus. Nach erfolgter Härtung hinterbleibt ein harter glänzender Film. Darauf wird ein weiterer Anstrich, der in seinem Aufbau dem zweiten Anstrich entspricht, aufgebracht. Dieser wird in noch frischem

Zustand mit scharfkantigem Quarzsand, etwa der Körnung 0,7 bis 1,2 mm, bestreut. Anschließend wird eine gemäß dem Verfahren des Patentes 852 906 hergestellte Harz-Füllstoff-Härter-Mischung in das Rohr eingebracht. Die Konsistenz dieser Harz-Füllstoff-Mischung ist so eingestellt, daß die Mischung unter der rotierenden Bewegung, in die man das Betonrohr setzt, gleichmäßig auf die Oberfläche verteilt wird. Hierfür ist es besonders günstig, wenn 10 bis 50% des dem härtbaren Harz zugesetzten inerten Füllstoffes eine möglichst kugelige Gestalt aufweist, z. B. kalkfreier Flußsand. Das Rotieren des Betonrohres wird so lange fortgesetzt, bis

a) die eingebrachte Harzschicht gleichmäßig und glatt auf der Innenseite verteilt ist und

b) die Harzschicht so weit erhärtet, daß sie nach Beendigung des Rotierens einwandfrei haftet.

Besonders vorteilhaft wirken sich solche Phenol- ao harz-Füllstoff-Härter-Gemische aus, die auf Grund ihres besonderen Aufbaus noch ein gewisses Quellungsvermögen aufweisen. Durch die im Laufe der Härtung eintretende Quellung preßt sich die Kunstharzschicht noch fester an das Betonrohr an.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Aufbringen von flüssigkeitsdichten chemisch und thermisch beständigen Schichten von härtbaren Kunstharzen auf die Innenwand von Betonrohren, dadurch gekenn zeichnet, daß auf die Innenwand

1. ein Film aus einem ungesättigten Polyesterharz oder einem isocyanatmodifizierten Polyesterharz oder aus einem Polyester-Isocyanat-Umsetzungsprodukt oder aus einem Epoxyharz und

2. auf den ersten Film ein oder mehrere weitere Filme aus den vorstehend genannten Kunstharzen aufgebracht werden, wobei

3. vor der Härtung des letzten Films auf den noch feuchten Grund ein inerter scharfkantiger Füllstoff aufgebracht und anschließend

4. mit einer gegenüber der Haftgrundkombination sehr viel dickeren Endschicht aus einem Phenol-Formaldehyd-Harz und/oder Furanharz und/oder isocyanatmodifizierten Polyesterharz und/oder einem flüssigenEpoxyharz ausgekleidet und die letzte Haftschicht und die Endschicht gemeinsam gehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbau aller Schichten das gleiche Kunstharz verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbau der Schichten 1 und 2 ein Polyesterharz oder ein Epoxyharz und als Endschicht ein Phenol- oder Furanharz verwendet wird.

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