DE1634638A1

DE1634638A1 - Process and device for achieving or restoring the stability of all kinds of basic structures

Info

Publication number: DE1634638A1
Application number: DE19651634638
Authority: DE
Inventors: Bernhard Engemann; Dipl-Phys Hans-Georg Ring
Original assignee: Tech Akustik & Co GmbH
Current assignee: Tech Akustik & Co GmbH
Priority date: 1965-07-16
Filing date: 1965-07-16
Publication date: 1970-07-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung oder Wiederherstellung der Standsicherheit von Grundbauwerken aller Art.The invention relates to a method and a device for achieving or restoring stability of all kinds of basic structures.

Zum Zwecke einer dauerhaften standsicheren Gründung von Bauwerken auf nicht ohne weiteres tragfähigem Boden sind verschiedene Verfahren und Massnahmen bekanntgeworden. So kann beispielsweise der nicht oder nur gering tragfähige Boden durch tragfähige Erd- oder Betonmassen ersetzt werden, oder der nicht tragfähige Boden wird durch Einbringen von Chemikalien verfestigt· Die Anwendung solcher Verfahren ist aber immer dann besonders schwierig, wenn sich der nicht tragfähige Boden verhältnismässig tief erstreckt, sodass grosse Massen geräumt, aufgefüllt oder verfestigt werden müssen. Um die hiermit verbundenen Fachteile, wie Transport, lange Bauzeiten uaw. zu vermeiden, werden insbesondere grössere Bauwerke durch Einbringen von Pfeilern aus Holz oder Eisenbeton gegründet, die zumindest bei geringer Tragfähigkeit des vorhandenen Bodens aber je für sich wiederum ein !fundament benötigen, wenn die Standsicherheit des Bauwerkes gewährleistet sein soll. Die Gründung mittels Pfeilern ist zudem ausserordentlich schwierig bei Bauwerken, die ganz oder teilweise im Wasser errichtet werden sollen. Dort besteht der Boden meistens aus nicht tragfähigen Schlamm-For the purpose of a permanent, stable foundation of structures on ground that is not readily stable various procedures and measures become known. So, for example, the not or only poorly viable Soil can be replaced by solid earth or concrete masses, or the unsound soil is replaced by the introduction of Chemicals solidified · However, the use of such processes is always particularly difficult when it is not load-bearing soil extends relatively deep, so that large masses are cleared, filled in or solidified have to. In order to deal with the related specialist parts, such as transport, long construction times, etc. avoid being particular Larger structures founded by inserting pillars made of wood or reinforced concrete, at least with low load-bearing capacity of the existing soil but need a foundation for themselves if the stability of the structure should be guaranteed. The foundation by means of pillars is also extremely difficult for structures that are to be built entirely or partially in the water. There the soil mostly consists of unsound sludge

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und Lehmschichten, sodass die in solche Böden eingebrachten Pfeiler nicht auf längere Zeiten standsicher sind, selbst wenn sie mit zusätzlichen .Fundamenten aus Beton o.dgl. versehen werden. Insbesondere ist es mit den bekannten Mitteln nicht möglich oder doch sehr schwierig, bereits abgesunkene Gebäude zu unterfangen oder diese gegebenenfalls wieder anzuheben. and layers of clay, so that those introduced into such soils The pillars are not stable for long periods of time, even if they are provided with additional concrete foundations or the like. be provided. In particular, with the known means it is not possible, or at least very difficult, to find already sunk Underpinning buildings or, if necessary, raising them again.

Demgegenüber bezweckt die Erfindung in verbesserter Art eine wirksame Erhöhung der Standdauer und otandsicherheit von Bauwerksgründungen zu erzielen, sowie die nachträgliche Unterfangung von bereits abgesunkenen Bauwerken zu ermöglichen, bzw. zu erleichtern.In contrast, the invention aims in an improved manner to effectively increase the service life and security against failure of building foundations, as well as enabling the subsequent underpinning of structures that have already sunk, or to facilitate.

Demgemäss besteht die Erfindung im wesentlichen in der Verwendung eines Hartschaumkunststoffes als Material für die Gründungselemente und darin, die Stützelemente, wie Pfeiler, Blöcke, Schichten o.dgl. durch Einschäumen des Kunststoffes zu erzeugen.Accordingly, the invention essentially consists in use a rigid foam plastic as material for the foundation elements and therein, the supporting elements, such as pillars, Blocks, layers or the like. to produce by foaming the plastic.

Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung werden die den Schaumkunststoff bildenden chemischen Komponenten in dem zxvischen Bauwerk und Baugrund befindlichen, durch die 3tützelemente zu überbrückenden Raum zur Reaktion gebracht.According to a further method feature of the invention, the chemical components forming the foamed plastic are used The space to be bridged by the 3 supporting elements, located in the intermediate structure and building site, was brought to a reaction.

Zweckmässig werden dabei die Schaumkunststoff bildenden Reaktions-Komponenten in unmittelbarer Nähe des Baugrundes eingebracht.The foam plastics forming are expedient Reaction components introduced in the immediate vicinity of the subsoil.

Hoch ein anderes Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, den die Abstützung des Grundbauwerkes bildenden Kunststoff unter Wasser einzuschäumen.Another feature of the method according to the invention consists in foaming the plastic forming the support of the basic structure under water.

Gegenüber den herkömmlichen Verfahren und Mitteln besitzt das Verfahren gemäss der Erfindung verschiedene beachtlicheCompared to the conventional methods and means, the method according to the invention has several remarkable ones

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Vorzüge. Durch, den spezifisch ausserordentlich leichten Schaumkunststoff erreicht man "beispielsweise eine wesentliche Herabsetzung des Raumgewichts der Abstützungsmittel und damit eine erhebliche Entlastung des Baugrundes. Ferner wird es durch das Einschäumen des Kunststoffes ermöglicht, nicht tragfähige Massen, beispielsweise fluiden gallertartigen Schlamm oder wäßrigen Schlemmsand zu verdrängen. Ebenso kann bei Wasserbauten das Wasser aus dem zwischen Bauwerk und Baugrund befindlichen Raum herausgedrückt werden. Diese Wirkung ist als Folge des Reaktionsverhaltens der Schaumstoff komponenten in sinnvoller Weise ausgenutzt. Je nach Viskosität der nicht tragfähigen Massen kann deren Verdrängung durch freies Einschäumen oder im Hochdruckverfahren mit einem Schaumdruck bis zu 5 atü vorgenommen werden. Auf diese Weise können z.B. säulenförmige Packungen zwischen Bauwerk und Baugrund erzeugt werden. Es ist auch möglich, den gesamten, zwischen Bauwerk und Baugrund befindlichen Raum voll auszufüllen, sodass ein grossflächiger, den Belastungsdruck gleichmässig verteilender Körper entsteht, der dann ein rutschsicheres und setzungsfreies Fundament bildet.Benefits. By, the specifically extremely light Foam plastic can be achieved, for example, an essential Reduction of the volume weight of the support means and thus a considerable relief of the subsoil. Furthermore, the foaming of the plastic enables To displace unsustainable masses, for example fluid gelatinous sludge or aqueous slurry sand. as well In the case of hydraulic structures, the water can be forced out of the space between the structure and the subsoil. These Effect is sensibly exploited as a result of the reaction behavior of the foam components. Depending on The viscosity of the unstable masses can be displaced by free foaming or in the high pressure process with a Foam pressure up to 5 atmospheres can be made. In this way For example, column-shaped packings can be placed between the structure and Subsoil can be generated. It is also possible to fill in the entire space between the structure and the building site, so that a large-area body is created that evenly distributes the load pressure, which then becomes a Forms a non-slip and settlement-free foundation.

In günstiger Weise lässt sich das Verfahren gemäss der Erfindung bei alternden Bauwerken anwenden, die im Wasser und Schlamm auf Holzpfahlen gegründet sind. Solche Stützelemente sind der Zerstörung durch mechanische oder chemische Einflüsse besonders ausgesetzt, sodass früher oder später Absenkungen der auf ihnen errichteten Bauwerke zu erwarten sind. Durch das erfindungsg-emässe Unter schäum en solcher Bauwerke kann dem weiteren Absenken und damit der völligen Zerstörung wirksam Einhalt geboten werden. Durch das Ausschäumen solcher Pfahlkonstruktionen mit Hartschaumstoff wird ausserdem eine vollkommene Einschliessung der Stützelemente in den Schaumstoff erreicht, und so deren weiteres Verrotten und Verfaulen verhindert. The method according to the invention can be used in a favorable manner Use on aging structures founded in water and mud on wooden stakes. Such support elements are particularly exposed to destruction by mechanical or chemical influences, so that sooner or later decreases of the structures erected on them are to be expected. Through the erfindungsg-emäß under foaming s of such structures can the further lowering and thus the complete destruction can be effectively halted. By foaming such pile structures with rigid foam it is also a perfect Enclosure of the support elements in the foam is achieved, thus preventing them from further rotting and rotting.

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Durch, die Verwendung eines Schaumkunststoff es mit geschlossenzelliger Struktur wird verhütet, dass feine Bestandteile der nicht tragenden Massen oder Wasser in die Stützelemente eindringen und durch Reibung oder sonstige Wirkung Beschädigungen entstehen.By using a foam plastic it is closed-cell Structure prevents fine components of the non-load-bearing masses or water from getting into the supporting elements penetrate and damage is caused by friction or other effects.

Um eine erhöhte Sicherheit gegen derartige schädliche Einflüsse zu erzielen, können die Aussenflächen der Schaumstoff elemente mit einer Schutzschicht aus homogenem Kunststoff versehen sein.In order to achieve increased security against such harmful influences, the outer surfaces of the foam elements with a protective layer made of homogeneous plastic be provided.

Für die Erzielung einer hohen Gesamtwirkung wird als Werkstoff für die Stützelemente ein auf Polyurethan-Basis erzeugter Kunststoff vorgeschlagen, der wegen seiner hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie seiner günstigen Verarbeitungsmöglichkeiten besonders geeignet ist.To achieve a high overall effect, a polyurethane-based material is used as the material for the support elements produced plastic proposed because of its excellent physical and chemical properties as well as its favorable processing options suitable is.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung einer Verfahrensart, bestehend aus einem der jeweils zu erzeugenden Form der Stützelemente angepasstem Schalmentel aus festem Werkstoff, wie Blech, Kunststoff o.dgl., von denen einer oder mehrere zugleich vor dem Einschäumen des Kunststoffes in den zu überbrückenden, zwischen Bauwerk und Baugrund befindlichen Raum eingebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Stützelementen die gewünschte Kontur zu geben und das Auswandern des Kunststoffes während der Reaktion zu verhindern.The invention also relates to a device for performing a type of method, consisting of a adapted to the shape of the support elements to be produced in each case Schalmentel made of solid material, such as sheet metal, plastic or the like., One or more of which at the same time in front of the Foaming of the plastic is introduced into the space to be bridged between the structure and the subsoil will. In this way it is possible to give the support elements the desired contour and allow them to migrate of the plastic during the reaction.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der oben offene Schalmantel aus zwei scharnierartig miteinander verbundenen Halbschalen gebildet. Dadurch lässt sich der Schalmentel nach einer angemessenen Aushärtungsdauer des Schaumstoffes durch seitliches Öffnen der beiden Halbschalen vom ochaumkörper entfernen und kann erneutAccording to a further feature of the invention, the shell jacket, which is open at the top, is made of two hinge-like with one another connected half-shells. This allows the shellfish to cure after a reasonable amount of time Remove the foam from the foam body by opening the two half-shells from the side and you can do this again

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an anderer Stelle eingesetzt werden.used elsewhere.

Zweckmässig ist der Schalmantel während der Reaktion des Kunststoffes unten geschlossen und daher mit einem Boden versehen, der geteilt ist, wobei je eine Bodenhälfte mit einer Halbschale des Mantels verbunden ist. Hierdurch wird einerseits eine feste Grundlage für das Stützelement während des AusSchäumens geschaffen, andererseits aber auch die leichte Entfernung des Mantelbodens beim Entformen ermöglicht. The shawl jacket is useful during the reaction of the plastic closed at the bottom and therefore provided with a bottom that is divided, with one bottom half each is connected to a half-shell of the jacket. On the one hand, this creates a solid basis for the support element created during foaming, but also on the other hand allows easy removal of the casing base when demolding.

Weiter sind gemäss der Erfindung im Schalmantel Öffnungen ■ vorgesehen, sodass vom Schäumdruck nach oben bewegtes Wasser oder wasserhaltige Massen aus dem Schalmantel austreten können.According to the invention, openings are also in the shell jacket provided so that water moved upwards by the foaming pressure or water-containing masses emerge from the shell jacket can.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist im Bodenbereich des Schalmantels eine dem Mantelquerschnitt entsprechende Platte vorgesehen, die in senkrechter Richtung bewegbar ist und aus einem Werkstoff besteht, dessen spezifisches Gewicht hoher ist als 1. Hierdurch lässt sich in einfacher Weise ein hohe Verdichtung des Schaumstoffes mit gleichmässiger Zellstruktur erzielen. Auf diese Weise findet die in Bodennähe des Schalmantels beginnende Ausschäumung des Kunststoffes gegen den Druck der.gegenüber dem Wasser spezifisch schwereren Platte statt. Das führt in einfacher Weise zu einer Hemmung des Aufschäumtempos und damit zu einer höheren Verdichtung des Schaumstoffes. Auch wird die Gleichmässigkeit der Zellbildung dadurch günstig beeinflusst.In a further embodiment of the device, a cross section corresponding to the jacket cross section is in the bottom area of the shell Plate provided which is movable in the vertical direction and consists of a material whose specific weight is higher than 1. This allows achieve a high compression of the foam with a uniform cell structure in a simple manner. In this way the foaming of the plastic, which begins near the bottom of the shell, takes place against the pressure of the opposite specifically heavier plate instead of the water. This leads in a simple manner to an inhibition of the foaming rate and thus to a higher compression of the foam. This also has a positive effect on the evenness of cell formation.

Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung sind Leitungen für die Zuführung der Kunststoffkomponenten durch die bewegliche Platte hindurchgeführt.According to another advantageous embodiment of the Device are lines for the supply of the plastic components passed through the movable plate.

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Die Zuführungsleitungen können daher während des Schäumvorganges im Schalmantel untergebracht werden, sodass sie geschützt liegen.The supply lines can therefore during the foaming process housed in the shawl jacket so that they are protected.

Zwecks Vervollkommnung dieser Massnahme sind die in der Bodenplatte für die Zuführungsleitungen vorgesehenen Durchbrechungen als Mischkammer für die Reaktionskomponenten ausgebildet, oder dienen zur Aufnahme solcher Kammern. Hierdurch wird erreicht, dass die Reaktion erst im untersten Bereich des Schalmantels beginnt, sodass eine unerwünschte vorzeitige Reaktion des Kunststoffgemisches vermieden wird.In order to perfect this measure, those provided in the base plate for the supply lines are provided Openings designed as a mixing chamber for the reaction components, or serve to accommodate such chambers. This ensures that the reaction only begins in the lowest area of the shell, so that an undesirable one premature reaction of the plastic mixture is avoided.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt:The device for performing the method according to Invention is in the drawing in two embodiments shown, namely shows:

Abb. 1 eine Draufsicht auf den die Vorrichtung bildenden Schalmantel in geöffnetem Zustand;Fig. 1 is a plan view of the device forming shell jacket in the open State;

Abb. 2 einen Querschnitt hierzu;Fig. 2 shows a cross section of this;

Abb. 3 zeigt die Vorrichtung in geschlossenem Zustand mit einer Druckplatte;Fig. 3 shows the device in the closed state with a pressure plate;

Abb. 4- einen Querschnitt nach Linie I-I der Abb. 3 jFig. 4- a cross section along line I-I of Fig. 3j

Abb. 5 die Vorrichtung gemäss Abb. 1 in Arbeitsstellung, teilweise im Schnitt;Fig. 5 the device according to Fig. 1 in the working position, partly in section;

Abb. 6 die in Arbeitsstellung befindliche Vorrichtung gemäss Abb. 3 im Schnitt.Fig. 6 shows the device in the working position according to Fig. 3 in section.

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Die Vorrichtung wird im wesentlichen durch den Schalenmantel 1 gebildet, der einen runden Querschnitt aufweist, aber auch eine andere Querschnittsform haben kann. Der aus Blech, Holz, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material geformte Mantel 1 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus den beiden Halbschalen 2 und 3» die an ihrer einen Längskante bei 4 scharnierartig miteinander verbunden sind und längs ihrer anderen Kante durch einen Verschluss 5 lösbar verbunden werden, sodass ein zylindrischer Hohlkörper entsteht; s. Abb. 4·.The device is essentially formed by the shell jacket 1, which has a round cross-section, but can also have a different cross-sectional shape. The one made of sheet metal, wood, plastic or another suitable one Material-shaped jacket 1 is designed in two parts and consists of the two half-shells 2 and 3 »the their one longitudinal edge at 4 hinge-like with each other are connected and are releasably connected along their other edge by a lock 5, so that a cylindrical Hollow body is created; see Fig. 4.

In den Mantelschalen 2 und 3 sind mehrere Öffnungen 6 vorgesehen, die mit geeignetem Abstand voneinander über die Mantelfläche verteilt sind, sodass Wasser und andere viskose Massen schon während der Reaktion des Kunststoffes in .verschiedenen Höhen aus dem Schalenmantel abfliessen können.In the shells 2 and 3, a plurality of openings 6 are provided, which at a suitable distance from each other on the Outer surface are distributed, so that water and other viscous masses already during the reaction of the plastic in .vifferent Heights can flow off from the shell jacket.

In Abb. 3 ist die Vorrichtung weiter ausgestaltet. Hier ist in dem Schalmantel 1 eine Druckplatte 7 vorgesehen, die in senkrechter Richtung mittels Rollen 8 und ^r; geführt ist. Die Führungen für die Laufrollen sind hierbei zweckmässig und in besonders einfacher Weise durch einander gegenüberliegende Ausbuchtungen 10 des Schalmantels gebildet, die bei der Herstellung der Mantelschalen mit eingepresst werden. Da die Platte 7 erfindungsgemäss aus einem Werkstoff besteht, dessen spezifisches Gewicht höher liegt als Wasser, wird der Schaumstoff während der Reaktion durch das Gewicht der Platte verdichtet und erhält so eine höhere Druckfestigkeit bei gleichmässiger Zellbildung.In Fig. 3 the device is further developed. Here, a pressure plate 7 is provided in the shell jacket 1, which in the vertical direction by means of rollers 8 and ^r ; is led. The guides for the rollers are expedient and formed in a particularly simple manner by opposing bulges 10 of the shell, which are also pressed in during the manufacture of the shell. Since the plate 7 according to the invention consists of a material whose specific weight is higher than water, the foam is compressed by the weight of the plate during the reaction and thus receives a higher compressive strength with uniform cell formation.

Zwecks Einschäumung des Kunststoffes in unmittelbarer Nähe des Bodens bildet die Druckplatte 7 gleichzeitig die obere Begrenzung eines vom Boden und Mantelumfang begrenzten Raumes 12, in den das Reaktionsgemisch über die .LeitungFor the purpose of foaming the plastic in the immediate vicinity of the bottom, the pressure plate 7 forms at the same time the upper limit of one bounded by the bottom and the circumference of the jacket Room 12, in which the reaction mixture via the .Leitung

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eingebracht wird. Zu diesem Zwecke ist die Platte 7 mit einer Bohrung 14 versahen, durch welche die Einspritzdüse der Leitung 13 hilldurchgeführt ist·is introduced. For this purpose, the plate 7 is provided with a bore 14 through which the injection nozzle the line 13 hill is carried out

Im Hahmen der Erfindung ist es auch möglich, in der Platte eine Mischkammer anzuordnen, sodass die Mischung der Reaktionskomponenten in unmittelbarer Nähe ihrer Einbringung in den Raum 12 stattfinden kann· Hierdurch wird verhütet,, dass das Gemisch schon in der Zuführungsleitung reagiert, was zu Verstopfungen und zur Unterbrechung des Reaktionsprozesses führen kann.In the context of the invention it is also possible in the plate to arrange a mixing chamber so that the mixture of the reaction components in the immediate vicinity of their introduction can take place in room 12 · This prevents the mixture from reacting in the feed line, causing clogging and disrupting the reaction process can lead.

In Abb. 5 ist die Vorrichtung gemäss Abb. 1 in Arbeitsstellung gezeigt. Der Schalmantel 1 umschliesst einen Holzpfahl 15, dessen Standfestigkeit durch mechanische oder chemische Einflüsse in dem mit Wasser ausgefüllten Raum zwischen dem Bauwerk und dem Baugrund angegriffen ist· Durch das Umschäumen solcher Stützelemente wird ein neuer Stützpfeiler geschaffen und der Holzpfahl vor weiteren Zerstörungen geschützt· Nachdem der Schaumstoff völlig ausreagiert ist, kann die Vorrichtung entfernt und für die Umschäumung weiterer .Holzpfeiler verwendet werden·In Fig. 5 the device according to Fig. 1 is in the working position shown. The formwork jacket 1 encloses a wooden post 15, the stability of which is achieved by mechanical or chemical means Influences in the space filled with water between the building and the subsoil is attacked · By foaming such support elements a new support pillar is created and the wooden post is protected from further damage After the foam has completely reacted, the device can be removed and further foamed around .Wood pillars are used

'Abb. 6 zeigt die Erzeugung eines ausachliesslich aus geschäumtem Kunststoff bestehenden Stützelements 17 mittels einer Vorrichtung gemäss Abb. 3· Diese Stützelemente können in beliebiger Anzahl und Abmessung in den zu überbrückenden Raum zwischen Bauwerk und Baugrund eingebracht werden.'Fig. 6 shows the production of an exclusively from foamed Plastic existing support element 17 by means of a device according to Fig. 3 · These support elements can can be introduced in any number and dimensions into the space to be bridged between the structure and the subsoil.

Unabhängig von der Möglichkeit, die Standfestigkeit eines Grundbauwerkes durch einzelne säulenförmige Stützelemente zu sichern, kann selbstverständlich auch der gesamte RaumRegardless of the possibility, the stability of a basic structure through individual columnar support elements The entire room can of course also be secured

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zwischen Bauwerk und Baugrund ausgeschämt werden₉ sodass ein "blockartiger großflächiger Stützkörper aus Schaumstoff entsteht^ mit dem gegenüber hohen Belastungen "besonders günstige ¥erhältnisse geschaffen werden,,between the building and the subsoil ₉ so that a "block-like, large-area support body made of foam material is created, with which, in relation to high loads," particularly favorable conditions are created.

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Claims

Pa.tentaas saying:

1) Method and device for "achieving oaer» leather- ' creation of the stability of all types of basic structures, with supports being provided between the structure and the subsoil, characterized in that a rigid foam plastic is used as the material for the support elements, and the support Elements, such as pillars, blocks, layers or the like, are generated by foaming the plastic.

2) Method according to claim 1, characterized in that the chemical components forming the foam plastic be made to react in the tree between the structure and the subsoil

3) Method according to claim 1-2, characterized in that the supply or merging of the plastic components takes place in the immediate vicinity of the building site.

4.) Method according to claims 1-3, characterized in that the plastic forming the supports is under water is foamed.

5) Method according to claims 1-4, characterized in that a foam plastic with a closed-cell structure

• is used.

6) Method according to claim 1-5 »characterized in that on the surface of the foam plastic a Protective layer is produced from homogeneous plastic

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135) Device according to claim 7-12, characterized in that the openings provided for the supply lines in the base plate 3 serve to accommodate a mixing chamber for the plastic components or are themselves designed as a mixing chamber.

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