DE1683960A1

DE1683960A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines ein hitzehaertbares Kunstharz und einen mineralischen Fuellstoff enthaltenden Moertels sowie Verfahren zum Aufbringen des Moertels auf eine Flaeche

Info

Publication number: DE1683960A1
Application number: DE19671683960
Authority: DE
Inventors: Hans Krak
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1967-01-17
Publication date: 1971-03-18
Also published as: BE692743A; CH451234A; DE1683960C3; GB1133894A; DE1683960B2; NL149248B; NL6600682A; FR1509347A

Description

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSGHAEPij JT.V.,

Haag, Niederlande

betreffend

Vorrichtung zum Hersteilen eines ein hitzehärtbarea Kunstharg

und einen mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels sowie Verfahren zum Aufbringen des Mörtels auf eine Fläche.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines Mörtels, der ein hitzehärtbares Kunstharz und einen mineralischen Füllstoff enthält. Ein derartiger Mörtel wird in Fällen verwendet, in denen der Mörtel eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen muß, sowie dann, wenn der Mörtel korrosionsbeständig sein soll«, Ein solcher Mörtel kann auf geeignete Weise in Form eines Überzugs aufgetragen werden, denn er haftet fest an einer Unterlage«,

Zur Herstellung eines Mörtels der beschriebenen Art kann man einen Mischer von einfacher Konstruktion.benutzen, wie er z.B. in einem Artikel beschrieben ist, der unter d«m Titel "Epoxy trowelling compound - New application techniques" in "SpE Journal", Band 17, Nr. 3, März 1961 beschrieben ist. Bei dem in diesem Artikel beschriebenen Mischer handelt es sich um einen solchen d«r Förderachneckenbauart mit einer kurzen Förderechnecke, wobei der Mischer mit einem sehr hohen Verdich-

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tungsverhältnis arbeitet. Die verschiedenen -Bestandteile des Mörtels, d.h. das Kunstharz, das Härtungsmittel und der Füllstoff, werden der Aufgabeöffnung des Mischers zugeführt, und der Mischer gibt eine formlose viskose Masse ab, die mit Hilfe einer Kelle oder dergleichen in der gewünschten Weise aufgetragen werden kann. .

Bei in kleinem Maßstabe auszuführenden Arbeiten ist es ohne weiteres möglich, den Mörtel mit der Hand aufzutragen, z.B. A um Löcher oder Risse in einer Straßendecke oder einer Wand aus Beton auszufüllen. Bei umfangreicheren Arbeiten, z.B. beim Verputzen von Tunnelwänden oder &en Wänden von Schwimmbecken oder beim Aufbringen eine» vollständigen Überzugs auf eine Fahrbahn, erweist sich das Auftragen des Mörtels mit Hilfe einer Kelle oder dergleichen als sehr zeitraubend und kostspielig· Die gleichen Nachteile ergeben sich bei der Herstellung von Erzeugnissen, die aus dem Mörtel hergestellt oder damit überzogen werden, wie es z.B. bei Fliesen oder Kacheln der Fall.ist. In diesem Fall können die Lohnkosten leicht eine solche Höhe erreichen, daß die Verwendung eines Mörtels der erwähnten Art nicht mehr wirtschaftlich ist und daß es daher erforderlich werden kann» einen Mörtel von geringerer Qualität zu verwenden.

Ein Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, einen Mörtel der genannten Art kontinuierlich und auf wirtschaftliche Weise herzustellen, ohne daß während des Betriebs Schwierigkeiten auftreten* Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Herstellen eines Mörtels, der einen hitzehärtbaren Kunststoff und, einen

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mineralischen Füllstoff enthält, umfaßt eine Strangpresse der Schneckenbauart, die mit einem zum Formen des Materials dienenden Werkzeug ausgerüstet ist und mit einem Verdichtungsverhältnis von nicht mehr als 1;1,5 arbeitet, wobei die Quersehnittsflache der Austrittsöffnung des Werkzeugs nicht kleiner ist als 8$ der Querschnittsfläche des kleinsten oder engsten ringförmigen Strömungswegs für den Mörtel·- am Umfang der in der Strangpresse arbeiteMan Förderschnecke.

Der Mörtel kann von der Vorrichtung als stranggepreßtes Material in Form -einer Bahn oder dergleichen abgegeben werden, die kompakt ist und aus einem homogenen Gemisch besteht. MaCh dem Auspressen des Materials kann diese Bahn bzw. das -so erzeugte Flachmaterial zur Herstellung von Fliesen bzw. Kacheln in Stücke zerschnitten werden, oder man kann die Vorrichtung benutzen, um die Mörtelbahn direkt in Form eines Überzugs auf eine Unterlage aufzubringen; zu diesem Zweck wird die Vorrichtung längs der Unterlage bewegt. Wenn man mehrere Mörtelschichten nebeneinander anordnet, ist es auf diese Weise möglich, große Flächen mit einem Mörtelüberzug zu versehen. Im Augenblick des Austretens der Mörtelschicht aus der Vorrichtung besitzt die Schicht bereits die gewünschte Konsistenz und Dicke, so daß sie nicht mit Hilfe einer Kelle oder dergleichen aufgetragen zu werden braucht. Es kann höchstens erforderlich werden, die Härte zwischen benachbarten Mörtelschichten mit Hilfe einer Kelle zu glätten, so daß man einen nahtlosen Überzug erhält.

Mit Hilfe des weiter oben erwähnten, mit einem hohen Verdichtungsverhältnis arbeitenden Mi·ehers der Schneckenbauart ist es nicht möglich, den Mörtel in den gewünschten Zustand zu

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bringen und ihn mechanisch in der gewünschten Weise zu formen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Mörtel den hitzehärt-"baren Kunststoff enthält, der bei den erhöhten Temperaturen, die während des Mischens unter hohem Druck auftreten, schnell hart werden kann. Sobald die in dem Mischer enthaltene Masse zu erhärten beginnt, erhöht sich die Viskosität des Materials, wobei eine Beschleunigung der Temperaturerhöhung und daher auch eine Beschleunigung des HärtungsVorgangs eintritt, so daß bald eine Grenze erreicht wird, jenseits deren ein weiteres Mischen der Bestandteile,unmöglich wird. Wird die Masse in einer mit einer Schnecke arbeitenden Mischvorrichtung unter hohem Druck verarbeitet, muß die Dauer des. Mischvorgangs sehr kurz gehalten werden, so daß z.B* bei einem; kontinuierlich arbeitenden Mischer die Schnecke des Mischers nur eine sehr kleine Länge erhalten kann. Infolgedessen verbleibt das Material nur während einer kurzen Zeit in dem Mischer, und daher ist die aus dem Mischer austretende Mörtelkomposition nicht genügend homogen. Dieser Nachteil einer unzureichenden Durchmischung ergibt sich auch dann, wenn man ei&eh Mischer mit einer Förderschnecke von großer Länge benutzt, wobei dein Mischer das Härtungsmittel an einem Punkt zugeführt wird, der in der Strömungsrichtung des Materials genseits der Öffnung zum Zuführen des Harzes und des Füllmaterials liegt*.

Die Gefahr, daß die zu mischenden Materialien bzw. die Masse vorzeitig erhärtet, wenn sie einem zu hohen Druck ausge- setzt wird, erhönt sich weiterι wenn der Mischer mit einer .Abgabedüse oder dergleichen ausgerüstet ist, die normalerweise bewirkt, daß der Druck des Gemisches noch weiter erhöht wird.

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Es hat sich nunmehr gezeigt, daß eö möglich ist, sämtliche vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden, wenn man das Verdichtungsverhältnis der Förderschnecke auf einen Höchstwert von 1:1,5 begrenzt, und wenn der Durehtrittsquerschnitt der Abgabedüse bzw. des Strangpreßwerkzeugs nicht kleiner ist als 8$ des Querschnitts des engsten ringförmigen Strömungskanals am Umfamg der Schnecke. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, zeigt es sich, daß der in der Mischvorrichtung herrschende Druck so weit begrenzt wird, daß es möglich ist, dem Mischer bzw. der Strangpresse eine ausreichende Länge zu geben, damit ein völlig homo- % genes Gemisch erzeugt und der Mörtel verdichtet werden kann, ohne daß eine unzulässige Temperaturerhöhung und ein dadurch hervorgerufenes vorzeitiges Erhärten des ,Gemisches eintritt·

Bei dem Mörtel kann es sich um ein Gemisch handeln, das bezogen auf den von dem Mörtel tatsächlich eingenommenen Raum mindestens zwei Raurateile eines anorganischen Füllmaterials und ein Eaumteil eines hitzehärtbaren Kunstharzes bzwo Bindemittels enthält, wobei die Räume zwischen den Teilchen des Füllstoffs ganz oder teilweise von dem Kunstharz ausgefüllt werden. | Obwohl der Mischer mit dem erwähnten niedrigen "Verdichtungsverhältnis arbeitet, wird der mit Hilfe dieses Mischers erzeugte Mörtel gemäß der Erfindung noch hinreichend verdichtet, so daß er in i'orm einer Schicht aus einem zusammenhängenden Material ausgepreßt werden kann.

Es ist erforderlich, den Schneckenmischer so auszubilden, daß sich die maximale Verweilzeit eines beliebigen Teils der Mörtelmaeee in dem Mischer nicht wesentlich von der mittleren

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Verweilzeit des Mörtels in dem Mischer unterscheidet. Aus diesem Grund müssen Unterechungen in den Schraubengängen der Förderschnecke vermieden werden, und es dürften auch keine anderen Maßnahmen getroffen werden, die dazu führen, daß der Mörtel örtlich in einem erheblichen Ausmaß nach hinten fließt oder zurückgehalten wird· Gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, den Mischer bzw. die Strangpresse mit einer förderschnecke zu •versehen, die einen einzigen ununterbrochenen Schraubengang besitzt, wobei die Verdichtung des Materials daclurch erzielt wird, W daß sich der Kerndurchmesser der Schnecke vergrößert, oder daß sich der Durchmesser des die Schnecke umschließenden Strangpreßzylinders verkleinert, oder daß sich die Ganghöhe der Schnecke in der yörderrichtung verringert·

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt perspektivisch und in teilweise weggebrochener Darstellung eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung.

" Gemäß der Zeichnung umfaßt die Erfindungsgemäße Mischvorrichtung einen Zylinder 10 als Umschließung für eine drehbare Schnecke 11 mit einem konstanten Außendurchmesser, die mit einem geringen Spielraum in den Zylinder 10 paßt. Die Schnecke 11 weist einen einzigen Schneckengang von konstanter Steigung oder Ganghöhe auf_o Auf der Oberseite der Misch- oder Strangpreßvorrichtung ist ein Behälter 12 angeordnet, der an seinem unteren Ende in offener Verbindung mit einer Zuführungsöffnung in.der Zylinderwand der Strang- oder Schneckenpresse steht. In dem Behälter 12 ist eine drehbare Rühreinrichtung 14 in, Gestalt eines ,.,allgemein schraubenlinienförmig gewundenen Bandes vorgese-

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hen. Am Austrittsende der Schneckenpresse ist mit dem Zylinder 10 ein Strangpreßwerkzeug 15 verbunden. An seinem dem Zylinder 10 benachbarten Ende besitzt das Strangpreßwerkzeug 15 eine kreisrunde Eintrittsöffnung, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser des Zylinders 10 istj dieser Querschnitt ist jedoch in Richtung auf das Austrittsende des Werkzeugs. 15 in einen rechteckigen Querschnitt übergegangen. Der Durchmesser des Kerns 13 der Förderschnecke 11 nimmt vom Einlaßende unterhalb £es Behälters 12 in Richtung auf das Abgabeende der Schneekenpresse allmählich zu, so daß sich der Querschnitt des !Kanals zwischen den (| Windungen des Schneckengangs allmählich verkleinert. Gemäß der Erfindung beträgt das Verdichtungsverhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen dem kleinsten Raum zwischen zwei benachbarten Schneckengangwindungen und dem größten Raum zwischen zwei benachbarten Schneekengangwindungen bzw. gemäß der Zeichnung das Verhältnis zwischen dem durch die letzte Schneckenwindung umschlossenen Raum und dem durch die erste Windung umschlossenen Raum hächstens 1:1,5 und es liegt vorzugsweise zwischen 1s1,2 und 1:1,3· -

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Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt, werden die Bestandteile des herzustellenden Mörtels, d*h. das noch nicht gehärtete und daher nadhfllissige Kunstharz, das Härtungsmittel für das Kunstharz sowie das JÜllmaterial, dem offenen oberen Ende des Behälters 12 zugeführt. Eieser Masse können auch weitere Stoffe, z.B. farbstoffe, beigefügt werden* Die' Rühreinrichtung 14 wird betätigt$ umau verhindern, ilaß die Materialien den Behälter 12 verstopfen oder an den Wänden des Behälters hängen bleiben, und uä die verschiedenen Bestandteile gründlich

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zu mischen. Die Mörtelbestandteile werden dem Behälter 12 vorzugsweise kontinuierlich, gleichmäßig und im richtigen Mengenverhältnis zugeführt, so daß das in dem Behälter 12 befindliche Gemisch bereits in einem gewissen Ausmaß, homogen ist. Die Masse strömt aus dem Behälter 12 in die Schneckenpresse ein, woraufhin die umlaufende Förderschnecke 11 bewirkt, daß die Masse durch den Zylinder 10 hincLurchgedrilekt und dann über das Strangpreßwerkzeug 15 abgegeben wird:, in. dem Zylinder wird die Masse etwas, zusammengedrückt und so geformt-, daß eine kompakte Masse entsteht, da sich die reine zwischen benachbarten. Schneckengängen verkleinern} schließlieh wird die Masse über das Werkzeug bzw. die ". Düse 15 in -Form einer Bahn bzw* eines Streifens 16 abgegeben* Der Streifen 16 wird dadurch auf eine Unterlage aufgelegt, daß die Vorrichtung längs der Unterlage mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die gleich der Geschwindigkeit des Austretens des Mörtels aus der Mischvorrichtung ist» Ψβηη große Flachen mit Mörtel überzogen werden sollen, kann man zahlreiche Mörtelschichten oder Streifen nebeneinander anordnen, woraufhin die Nähte oder Fugen zwischen den benachbarten Streifen 16 und 17 mit Hilfe einer Kelle oder einer Walze 18 geglättet werden. Gegebenenfalls kann der Mörtel in Form eines festen Rohrs über ein Strangpreßwerkzeug von kreisrundem=Querschnitt abgegeben werden? hierbei werden zahlreiche solche Rohre parallel in kleinen Abständen voneinander auf der zu überziehenden Fläche angeordnet und dann flach ausgewalzt, so daß sie eine zusammenhängende Schicht bilden.

Beispiel I

Im vorliegenden Fall wurde eine Schneckenpresse benutzt,

bei der, die Förderschnecke eine einzige ununterbrochene Schrau- ß*?->te~H! /-/,ι.^,Λφ 098 Ί 2/0 564

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benfläche aufwies, Nachstehend sind, die Abmessungen, der Vorrichtung angegeben·

Innendurchmesser des Zylinders 100 nun Länge des Zylinders 300 mm

Der Durchmesser des Kerns der Förderschnecke nahm von 43 mte an der Zuführungsöffnung der Vorrichtung allmählich auf 60 mm am Abgabeende der Schnecke zu.

Ganghöhe (konstant) der Schraubenfläche 30 mm ^

Strangpreßdüse rechtwinklig zur Achse der Mischvorrichtung (wie in der Zeichnung dargestellt; rechteckige Austrittsöffnüng 45 x 10 mm

Dieser Mischvorrichtung wurde ein Gemisch mit der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

100 Gewichtsteile (90 Raumteile) Epoxyharz 60 Gewichtsteile (60 Raumteile) Polyamidharz als

Härtungsmittel

5 Gewichtsteile ( 5 Raumteile) Beschleunigungsmittel

700 Gewichtsteile feinkörniger Sand mit einer mittleren *

teilchengröße von 0,1 bis OiS mm

500 Gewichtsteile Quarzpulver (feiner als 140 Maschen je Zoll), irisgesamt 165 Gewichtsteile bzw. 155 Raumteile eines hitzehärtbaren Kunststoffs sowie 1200 Gewichtsteile bzw. 460 Raumteile eines Füllmaterials,

Dieses Gemisch wurde mit Hilfe der Strangpreßdüse kontinuierlich in Form einer 10 mm dicken Schicht in einer Menge von etwa 80 kg/h ausgepreßt, wobei die Schnecke der Vorrichtung etwa 40 U/oin aueführte·

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Beispiel II .

Unter im übrigen ähnlichen Bedingungen wurde der als Beispiel I beschriebene Versuch unter Verwendung eines geraden, sich konisch verjüngenden Strangpreßwerkzeugs am Austrittsende der Strangpresse wiederholt. Das konische Strangpreßwerkzeug bzw. die Düse besaß über ihre ganze länge eine kreisrunde Querschnittsform, und der Durchmesser der Austrittsöffnung betrug 25 mm. Hierbei wurde ein massiver Mörtelstrang (pipe) kontinuierlich und gleichmäßig ausgeprägt«

Als die Düse durch eine ähnliche Düse ersetzt wurde, bei der der Durchmesser der Austrittsöffnung nur 15 mm betrug, ergaben sich ziemlich bald Schwierigkeiten infolge der Tatsache, daß die Temperatur in der Strangpresse.über 50° 0 hinaus anstieg} infolgedessen verklemmte sich die Förderschnecke.

Pat entans prüohet

12/0 bÖ

Claims

PAIEHAISPEÖCIE

1. Vorrichtung zum Herstellen eines ein -hitzehärtbares Kunstharz und einen mineralischen lullstoff enthaltenden Mörtels," g e k e η η ζ e i ohne t- durch eine mit einer Förderschnecke

(11) arbeitende Strangpresse mit einem zum Formen des Mörtels -m dienenden Strangpreßwerkzeug bzw. einer Düse (15)» wobei die förderschnecke so ausgebildet ist, daß sich ein Verdichtungsver'-hältnis von nicht mehr als 1:1,5 ergibt, und wobei die Querschnitts, fläche der Düsenöffnung nicht kleiner ist als 8$ der Querschnittsfläche des kleinsten ringförmigen Strömungskanals für den Mörtel am Umfang der im Zylinder (10) der Strangpresse arbeitenden Förderschnecke.

2. Verfahren zum Aufbringen eines ein hitzehärtbaren Kunststoff und einen" mineralischen Füllstoff enthaltenden Mörtels auf | eine Fläche mit Hilfe <|er Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet, daß der Mörtel mit Hilfe der Schnecken-Strangpresse in Form einer Bahn ausgepreßt wird, die dadurch auf eine Fläche aufgebracht wird, daß die Strangpresse längs der Fläche bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ~

ζ e i .c h η e t , daß Mörtelbahnen auf die Fläche nebeneinander aufgebracht werden und daß die Hähte bzw. Fugen zwischen benachbarten Mörtelbahnen durch Verstreichen mit Hilfe einer Kelle oder dergleichen oder durch einen Walavorgang beseitigt werden»

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