DE1471510A1

DE1471510A1 - Verfahren zum durchgehenden zusammenhaengenden Auskleiden der Innenwaende von Betonrohren

Info

Publication number: DE1471510A1
Application number: DE19641471510
Authority: DE
Inventors: Mc Laughlin William Thomas; Clancy John Vincent
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1963-12-13
Filing date: 1964-10-22
Publication date: 1968-12-19
Also published as: GB1036529A; NL6414341A; BE696717A; US3253075A

Description

Zusatz zu Patent ....... , .

(Patentanmeldung P 31 052 VIb/80b - 1.2.1963)

Betonröhren werden häufig an ihrer Innenseite von korrodierenden Stoffen angegriffen. Abwässer enthalten zum. Beispiel Schwefelwasserstoff, aus dem sich Schwefel.säure bilden kann,und andere aggressive Bestandteile» Bei der Herstellung von schwefelwasser&tlffresistenten Röhren ist man deshalb von Beton auf glasierten Ton Übergegangen. Dabei 1st Jedoch ungünstig, daß glasierter Ton verhältnismäßig "teuer ist und weniger gute mechanische Eigenschaften hat, d.h, seine Druckfestigkeit entspricht nicht den Anforderungen. Ein weiterer Nachteil von Betonröhren besteht darin, daß die Innenfläche rauliund porös und deshalb nicht genügend abriebfest ist.

Mit der vorliegenden.Erfindung wird nun eine durchgehende zusanmienhMnsende Wandauskleidung oder Abdeckung für die Innenfläche vorgeschlagen, welche gegenüber physikalischen

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und chemischen Einflüssen von aggressiven, korrodierenden oder erodierenden Substanzen beständig ist und auf einfache· und wirtschaftliche Weise auf die nasso oder frische Betonfläche im Innern der Höhren aufgebracht --orden kann»

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung Gesteht darin,. Röhren her aus teil en_P die durch ihre innere Auskleidung; mindestens so gut iriz glasierter Ton gegen Schwefelwasserstoff und Schwefelsäure geschützt sind und mechanisch wegen ihrer · größeren Druckfestigkeit überlegen und wegen ihrer glatten Oberfläche abriebfest sind.

Ferner wird erfindungsgemäß ein zusätzlicher Schutz gegen Undichtigkeiten an üen Nahtstellen erreichte

Das erfindungsgeinä3e Verfahren eignet sich zum Auskleiden der inneren Wsndflachen eines feuchten, noch mlcht abgebundenen Eetonrohre?s_a wobei es gleichgültig 1st, welche der herkömmlichen Maschinen, d.h.* horizontale Zentrifugalmaschinen, senkrecht arbeitende Stampf- oder Rüttelmaschinen^, verwendet werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht; daß man die Wandfläche eines feuchten, noch nicht abgebundenen Betonrohres mit einer härtbaren Kunststoffmasse bewirft» Dabei kann das Rohr mit einer der oben aufgeführten Maschinen hergestellt werden.

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Erfindungsgemäß werden zunächst Kohlenteerpech, ein Epoxydharz, sowie Sand gemischt und in eine HUlse eingefüllt« aus

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der die Masse durch einen Kanal auf eine Drehscheibe gegeben wird. Diese Vorrichtung wird in ein feuchtes ,,nicht abgebundenes Betonrohr hinabgelassen,und die Masse wijfd aus der Hülse auf die Scheibe gespritzt. Durch die Zentrifugalkräfte wird die Masse gegen die Rohrwandungen geschleudert* wobei die Vorrichtung langsam durch die Mitte des stehenden Rohres hochgezogen wird» Es wird so eine glatte Auskleidung oder Abdeckung erzielt- Die Auskleidungsmasse dringt in die Betonöberflache ein und verschmilzt gewissermassen mit dieser«

Die nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren hergestellten Betonröhren sind ebenso korrosionsfest wie die aus glasiertem Ton gefertigten und ihnen in ihren mechanischen Eigenschaften Überlegen. Die Auskleidung ist nicht nur gegen Schwefelwasserstoff und Schwefelsäure resistent, sondern ist auch abriebfest, da sie verglichen mit der rauhen Struktur von nicht behandeltem Beton eine glatter® Oberfläche besitzt.

Anstelle der Masse aus Pech und Epoxydharz kann auch das Epoxydharz allein verwendet werden, überraschendörweise haftet das Epoxydharz gut auf feuchtem nicht abgeb'uttdom Beton«

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:

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■ -., » Fig. 1 - eine Ansicht, sum Teil im Schnitt, einer möglichen Vorrichtung für die Ausführung dee erf in-¹ dungsgemäßen Verfahrens; ,

Fig. 2 - einen Schnitt längs der Linie 2-2 gemäß Fig. 1;

. ■ /' ,■ Fig. 3 - eine Ansicht, zum Teil im Schnitt, einer anderen

Vorrichtung zur Ausführung des erfindungegemäßen Verfahrens;

Fig. 4 - ein Betonrohr mit der erfindungsgemäßen Auskleidung oder Abdeckung vor dem Härten;

Fig. 5 - einen Schnitt längs der Linie 5-5 gemäß Fig. 5 Fig. 6 - eine perspektivische geschnittene Teilansicht eines abgebundenen Betonrohres mit einer zusammenhängenden durchgehenden Auskleidung gemäß Erfindung.

Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen wurde die als Masse A bezeichnete härtbare Kunststoffmasse verwendet, wobei alle Teile und Frozentangaber sich auf das Gewicht beziehen.

Masse A '

. -.- - ( gew.-Teile

Flüssiges Bisphenol-A-epichlorhydrin mit einem Epoxygquivalent von etwa - - . 200' und einem Molekulargewicht von etwa 400 " , 2,50

Butyiglycidyläther (zur Verringerung

der Viskosität) "- * 0,13

Diäthyientriamin (Katalysator) 0,20

pechhaltiger Kohlenteer, insbesondere HT 5 Straßenteer Nr* 5 , . 5,17

Sand (FüllsOoff), der ein Sieb von 639 Mikron lichter Maschenwtite passierte, und von einem Sieb von 75 Mikron lichter Maschenweite zurückgehalten wurde 24,0

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In den unten gegebenen Beispielen wurde die Masse A verwendet, doch wurdeimit den Massen B oder C gleich gute' Ergebnisse erzielt· .

".-·■' · ■ ■- ' Masse B ^r ^ . ' '

Flüeeigea Bisphenol-A-epichlorhydrin

mit einem Eppxyäquivalent von etwa . $00 und einem Molekulargewicht von

•twa 400 2,65

Diäthylentriamin (Katalysator) 0,20

pechhaltiger Kohlenteer, insbesondere RT'6 StraEenteer Nr.6 5#17

Sand {Pülletofi}, der ein Sieb von 900 Mikron lichter Weite passierte und von einem Sieb von 75 Mikron lichter Maschenweite zurückgehalten wurde . . : 24,0

Masse C

qew.-Teile

. Flüasiges Bisphenol-A-epichlorhydrin - >ftit einem Epoxyäquivalent von etwa

250 biß 280 und einem Molekulargewicht '- von etwa 500 bis 56O 2^00

Butylglycidyläther (zur Verringerung der Viskosität) , ; -. 0,#3

Diäthylentrlanjin (Katalysator) 0,20

peohhaltiger Kohlenteer, insbesondere

RT 6 Straßenteer Nr.6 . 5,17

's ■ ■ " " . ■

iSänd (Piaistoff), der ein Sieb ybn 63Ο Mikron lichter Maschenweite passierte ■ und von einem Sieb von 75 Mikron lichter

Maschenweite zurückgehalten wurde . 24,0

Dl· Vorrichtung geniMß Flg. 1 und 2 besitzt einen Ausleger 2, der XB&X des Getriebegehäuse 4 verbunden 1st. Das Getriebe

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wird van einem Luftmotor 8 angetrieben. Der Ausleger 2 befindet sich im Inneren eines zylindrischen Rohres aus feuchtem, nicht abgebundenem Beton» Im Inneren <fes Auslegers verläuft ein Kanal 10· Die Masse A wird mittels Drück durch den Kanal 10 in den Kegel 14 im Inneren des Kopfes 12 des Auslegers gepreßt« Der Kopf 12 ist mit der Gelenkwelle " durch Hippen 16 verbunden.

Durch Anstellen des Motors wird der gesamte Kopfteil des Auslegers einschließlich des Kegels 14 in schnelle Rotation, d.h. 2000 U/min versetzt. Masse A reißt beim Austreten aus dem Kegel ab und wird wie durch die Pfeile angedeutet gegen die inneren Wände 22 des Kopfes geschleudert und von dort zurückgeworfen. Die auf diese Weise Bertelle Nasse A wird durch die Offnungen des zylindrischen Siebes 26 gedrückt. Die ringförmige Platte 24 wird von den Bolzen JO und 32 gehalten und hält Ihrerseits das Sieb 26 durch die Schrauben 23· Die aus den Öffnungen austretende Masse A prallt auf die Oberfläche des feuchten, noch nicht gehärteten Betons, dringt in diese ein und bildet einen glätten Überzug. Es wurde festgestellt, daß die Wucht der auftreffenden Kasse eine Verformung der Betonoberfläche verursacht.

Der Ausleger wird langsam aus dem Rohr herausgezogen, so daß die gesamte Innenseite einen zusammenhängenden Überzug aus der Hasse A von gleichmäßiger Schichtdicke erhält» Das so

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behandelte Rohr wird In einer Kammer zum Dampfhärten zunächst 3 Stunden lang mit Luft und dann 12 Stunden lang bei etwa 54° C mit Dampf behandelt, um sowohl den Beton als auch die Kunstharzmasse zu härten (In Gegenden mit hoher ,Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wie z.B. in Houston, Texas, läßt sich das Härten auch unter normalen atmosphärischen Bedingungen durchführen).

Die Fig» 3 und 5 zeigen eine andere Vorrichtung. Die Masse A wird durch den Kanal 36 in den Ausleger 34 gedrückt (anstelle voa einem Kanal 36 können auch zwei konzentrische Kanäle verwendet werden, wobei der Sand durch einen Kanal und die restlichen Bestandteile der Masse A durch den anderen fließen)· An dem Ausleger befindet, sich ein;Getriebekasten 38, dessen Getriebe über eine mit dem hydraulischen Motor 42 verbundene Scheibe 40 angetrieben wird.. .

Die Masse A wird mittels Druck durch den Kanal 36 gegen den die Form eines umgekehrten V besitzenden Teil 44 an der Vorderseite 46 des Auslegerkopfes geschleudert. Bei laufendem Motor rotiert der gesamte untere Teil des Auslegers einschließlich des Kopfes 46 mit etwa 2800 U/min in den Lagern 48 und Die Masse A wird beim Auf treffen auf das V-förmige Teil zerrissen und tangential auf der stumpf kegelförmigen Wand 51 des Auslegerkopfes gemäß den Pfeilen der Zeichnung verteilt und durch die Öffnungen des Zylindersiebes 54 gedrückt.

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Der ringförmige Teil 58 des Kopfes 46 wird von den Bolzen 60 gehalten und ist mit dem Sieb 54 durch die Sehrauben 59 verbunden. Der Kopf 46 ist en deai Hing 62 ebenfalls, mit den Bolzen 60 befestigt, welcher seinerseits mit den Bolzen 64 jait dem Führungsteil 66 der rotierenden Achse verschraubt ist. Der Ausleger wird in der oben beschriebenen Weise aus dem Rohr herausgesogen»

Die Masse A wird durch die Zentrifugalkraft durch das Sieb getrieben und dringt in die Oberfläche des feuchten, nicht abgebundenen Betonrohrs, z«B» eines pohrs von 61 om Durchmesse^ ein und bildet eine Schutzschicht. Man läßt darauf den Beton abbinden und härtet das Kunstharz wie oben beschrieben*

Bei den in Zusammenhang mit Pig. 3 beschriebenen Versuchen betrug die Energie der das Sieb verlassenden Hasse 0,1^95 okg je cm Oberfläche» Di ©Energie der Teilchen muß so groß

sein« daß beim Auf treffen auf die Bet onoberf lache keine luft eingeschlossen wird und SaS die Masse in die Oberfläche' des Hohrinnern eindringt. Die beiden Vorrichtungen Fig. 1 haw, Fig. 3 erwiesen sich in dieser Hinsicht ausreichend. ,'

Ferner ISBt sich die Auskleidung der Rohrwand auch befriedigend durchführen, wenn in der Vorrichtung gemäß

' BADORiGiNAU

Pig* j$ das Sieb 54 weggelassen wird.

Statt den Auslegerkopf schnell rotieren zu lassen und so die Zentrifugalkraft zum Auskleiden der Rohrwand zu verwenden , kann die notwendige Energie auch dadurch erzielt werden» daß man die Epoxydmasse in einem Strahl durch einen am Ausleger fest angebrachten Kanal mit der erforderlichen Wucht gegen die Innenwand des Rohres bläst und den Ausleger langsam herauszieht/ wobei hier zur Erzielung einer glatten, einheitlichen Auskleidung der Rohrwand das Rohr gedreht wird.

Wie in Pig. 4 gezeigt, hat das erfindungsgeraäß hergestellte frische, nicht abgebundene Betonrohr 68 in seiner 'Wand eine Verstärkung 70 aus Stahldraht, und im Inneren eine zusammenhängende durchgehende Auskleidung 72 aus der Pech-Epoxydharz-Masse· - .

Fig» 6 zeigt ein abgebundenes Betonrohr 7^ roit einer inneren Auskleidung 76 aus gehärtetem Epoacydharz, In Fig* 6 lSßt sich auch erkennen, daß die Auskleidungsmass6_# wie oben ausgeführt, in die poröse Oberfläche des Betons eindringt« sich fest silt ihr verbindet und so eine durchgehende., für den RohrinhaIt^ z.B. Schwefelwasserstoff enthaltendes Abwasser,undurchlässige Schicht bildet,

von mehr als X, a«.Ö* die Beaktions*

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produkte von mehrwertigen Alkoholen oder mehrwertigen Phenolen mit Epichlorhydrin oder Glyzerinehlorhydrin, Beispiele für derartige Harze sind Polyglycldäther von Resorcin, Cateehin, Hydrochinon, Bis-(4*-oxyphenyl)~2_i2-propan. bzw, Bis-phenol A, 4,4⁵-Dioxybenzophenon_J, Bis~$4»oxyphenyl)-1,1-äthan, Tetrakis(4-oxyphenyl> -äthan, Bis-(4-oxyphenyl)-1,1-isobutan, Bls-(4-oxyphenyl)r2,2-butan, Bis-(4~oxy-2-methylphenyl)~2,2-propan, Bis-(4-oxy-2-t.-butylphenyl)-2,2-propan, Bis-(2-oxy-naphthyl)-methan, 1,5-DiQxynaphthalin, Äthylenglykol, Propylenglykol, Triraethylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Glyzerin, Dipropylenglykol, Diglyzerin, Erythrit , Mannit , Sorbit , Polyvinylalkohol, Polyvinylalkohol, Novolak-Harze wie beispielsweise das Novolak-Harz aus 4 Mol Phenol und 3 Mol Formaldehyd, sowie andere Novolak-Harze mit 3 bis 7 Phenolkernen, Phloroglucin, 2,4,4°-Trioxydiphenyldiraethylmethan, 4*4'-Dioxydlphenylsulfon, 4,4'-Dioxybiphenol, polymeres Butadiendiojcyd, Diglycidäther, Allylglycidäther, Glycidmethacrylat, Glycidester von trimerisierter Linoleinsäure, Diglycidester von diraerlsierter Linpleinsäure, Oxiron 2000 (ein Kopolymerisat aus epoxydiertem Polybutadien und teilvfeise _t hydrolisiertem Vinylacetat mit einer Viskosität von l800 Poise, einem Epoxyäquivaient von 177» einem Hydroxylgehalt von 2,5 % und einer Jodzahl von I85),

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.Obwohl geradkettlge Epoxyharze verwendet werden, können diese Epoxyharze vorzugsweiße mit einem bituminösen Material _} vorzugsweise mit einem Kohlenteerpech enthaltenden Material, modifiziert werden. Die bitumenartigen Stoffe enthalten u.a. Kohlenteerpech, raffinierten Überzugsteer, Kohlenteer (welcher Kohlenteerpech zusammen mit flüchtigeren organischen Materialien enthält), Kohlenteerfraktionen wie RSD 5 und RT 9 Straßenteer, Phenolpech, Erdölpech, aromatische Erdölpeche,' Pyrobi turnen^ sowie "straightrun"» Asphalt, geblasenen, gecrackten, aromatischen und polymerisieren Asphalt, Extrakt-Bitumen, Holzteer. Im allgemeinen werden 5 bis 95 Teile Pech mit 95 bis 5 Teilen Epoxyharz verwendet.

Normalerweise werden Je Teil Epoxyharz noch 0,05 bis 1 Teil eines Härtemittels zugesetzt. Typische Härtemittel sind u.a. Diäthylentriamin, Triäthylentetramln, Dicyandiamid, Melamin, Triäthanolamln, N,N-Dibutyl-l,3-propandiamin, Phosphorsäure, Aluminiumchlorid und andere Friedel-Crafts-Katalysatoren, Oxalsäure, Phthalsäureanhydrid' usw.

Weiterhin können übliche Füllstoffe, wie Sand, Kohle, Talkum, Quarz, Hochofenschlacke, Kieselsäure, Tone wie Kaolin und Bentonit, Lignin, Aluminiumoxyd, Eisenoxyd, Zement, Siliciumcarbid, Asbest, Diatomeenerde oder Glasfasern zugesetzt werden. Die Füllstoffe können 1 bis der Gesamtmasse ausmachen· Von dem Füllstoff, Vorzugs-

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weise einem kieselhaltigen Material wie Sand, wird soviel verwendet,, daß man eine mastlxartlge Kasse erhält« Vorzugsweise werden 25 bis 85 % des feinverteilten anorganischen Füllstoffs verwendete Die Korngröße des Füllstoffes beträgt vorzugsweise weniger als 900 Mikron im Durchmesser und als Füllstoff wird, vorzugsweise ein mineralisches Material ,,d.h. Sand verwendet»

Weiterhin kann man thixotrope Mittel wie ^aCab-G-Sil^tt (ein feuerhydratisiertes Siliciumdioxid) oder Benton"34"

zusetzen«

Worösalerweise besitzt das Betonrohr eingebettet in öen Beton eine Verstärlorng aus Draht., doch kann diese auch weggelassen werden.

.Das erfindungßgercäß verwendete härtbare Kunstharz liegt normalerweise als klebrige Masse oder als Mastix vor.

Das in den Beispielen verwendete Pech kann ebenso wie der verwendete Füllstoff weggelassen werden, so daß die Innenwand des Rohres zum Zwecke der Auskleidung nur mit dem Epoxydharz beworfen wird, vorzugsweise werden ^edpeh ein aromatenhaltiges Pech wie Kohlenteerpech und Sand oder ein ähnlich feinverteiltes mineralisches Füllmaterial ^: zugesetzt, um der Masse eine mastixartige Konsistenz und bessere Abriebfestigkeit zu verleihen»

Als Kunstharze werden vorzugsweise Epoxyatherharze* Insbesondere Bisphenol-A-epichlorhydrin,verwendet, obwohl auch andere vle-Epoxyharze, d.h. den Oxiranrest enthaltende Harze, geeignet sind, wie bereits oben ausgeführt wurde.

Das erfindungsgemäfle Verfahren ist bei Rohren mit einem lichten Durchmesser von z.B. 10.» 20, 30, 60 oder 360 cm anwendbar«

Bei den obea aufgeführten Beispielen hatte die Auskleidung eine Schichtdicke von etwa 2,5 ram» Im allgemeinen liegt die Schichtdicke der erfindungsgemäß hergestellten Auskleidung swisehen 2,5 und 3,2 ium, jedoch kann sie Je nach Anwendungssweek von 0,25 bis 7,5 oder. 10 mia und darüber betragen»

UGS: mti

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Claims

1 4 7 Ί 5 1 ü

(US 330,416 - prio IJ₀DeZ.I963 Dkt. B-9 - 4 }

United States Steel Corporation
Pittsburgh 30» Pa_n / V₀St₀A.

Hamburg, 20»Oktober 1964

Patentansprüche

Verfahren zum durchgehenden zusammenhängenden Auskleiden

der Innenwände von Betonrohren, gemäß Patent »

(Patentanmeldung P Jl 052 VIb/faÖb) dadurch gekennzeichnet, daß man die Wandfläche eines feuchten noch nicht abgebundenen Betonrohres mit einer zum Eindringen in die Wand ausreichenden Wucht mit einem Epoxydharz bewirft, worauf man anschließend den Beton abbinden und den Kunststoff zu einer einheitlichen Auskleidung der Wandfläche des Rohres härten läßt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunstharz ein bituminöses Material, vorzugsweise eine pechhaltige Kohlenteerfraktlon und/oder ein feinverteilter mineralischer Füllstoff, vorzugsweise ein kieselhaltiges Material wie Sand, zur Erzielung einer mastixartigen Konsistenz zugesetzt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse durch die von einer schnellen Drehbewegung erzeugte Zentrifugalkraft gegen die Innenwände der Betonrohre geschleudert wird«

BAD ORIGINAL

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