DE2008039A1 - Verfahren zur Herstellung von kunststoffüberzogenen Pormkörpern aus Zement oder Beton - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR, HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMGHEMIiCER

. 5 KOI₁N-UIiDBNTHAL ESTER-KtNtGES-STiIASSE 2

Köln, den. 18.2,1970 E/Ai/H

Geriet Fabgiek NVV., Beinweg 52«, Baarn/ Holland

Verfahren zur Herstellung von kunststoffüberzogenen Formkorpern aus Zement oder Beton

Die Herstellung von Formt eilen aus Zement oder Beton mit einem Überzug aus einem hitsehärtbaren Kunststoff ist mit einen Problem behaftet, für das bisher keine befriedigende Lösung gefunden wurde. Wenn von einem abgebundenen Beton und einem gehärtet©» /Kunststoff, ausgegangen wird, kann die Verbindung nur mit Hilf© ©ines Klebstoffs vorgenommen werden» Dies ist nicht nur unwirtschaftlich, sondern es ist auch unmöglich» ein© ©i&wandfreie Yerbin- | dung zwischen den beiden ScMoktan ©fon© Imfteinschlüss© zu erzielen· Bekanntlich haben dies® @inge@ehlos@@n©& Luftblasen einem nachteiligen Einfluß auf das Aussehen und die Wetterfestigkeit des

Ss ist ferner möglieh, zuerst den fäsnkörper aus oder Beton herzustellen xrnii ü.@e@n mit einer Har^mass *u überziehen, -die eiefe noch in flüssigen ©der plaati sehen Zustand "befindet ₀ Zu d£®0@m Sw@©k k@im ein® Masse auf din su übex'ssiehand© Ob®3ff lä@k© den« Hierbei wird
fläch· erhalten» ι
Behandlung.-(erniatee Hba^sloMsSo uio

Fertigbehandlung) unterworfen werden muß· line weitere Möglichkeit besteht darin, daß man in einer Form eine Schicht eines Kunstharzes bildet, das sich noch im plastischen Zustand befindet, und dann eine vorher gebildete Platte oder einen Block aus Zement oder Beton darin einsinken läßt» worauf das Kunstharz gehärtet wird. Ein solches Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 751 775 beschrieben. Zwar wird auf diese Weise eine Oberfläche des ÜberEuges von einwandfreier Beschaffenheit auf Grund der Verwendung der Form für die Herstellung der Kunststoffschicht erhalten, jedoch hat dieses Verfahren große Nachteile. Erstens bedingt dieses Verfahren eine doppelte Formung, die in getrennten Formen vorgenommen werden muß (zuerst der Formkörper aus Zement oder Beton und dann die Deckschicht in einer getrennten Form). Dies stellt eine ernste Beschränkung dar. Ferner ist es äußerst schwierig oder sogar unmöglich, auf diese Weise eine einwandfreie Verbindung zwischen dem Überzug und der Platte ohne Luftblasen au erzielen. Außerdem ist zu berücksichtigen j daß die hitzehärtbaren Harze, die in der Praxis am wichtigsten sind, Polyesterharze sind, da diese verhältnismäßig billig sind. Wie jedoch allgemein bekannt ist, schrumpfen diese Harze bei der Härtung erheblich, so daß die Haftung ebenfalls unbefriedigend ist.

Einig® der vorstehend genannten Nachteile sind auch in der holländischen Patentanmeldung 259 980 erwähnt. In dieser ijamelatajg ist die Möglichkeit beschrieben, ein· Deckschicht EU bilden» indem sowohl der Mörtel al» auch das Kunstharzgemisch im ungehärteten Sustand verwendet werden. Su diesasj Sireek wird in der Anmeldung für die Herstellung το» teafitet5offüberaogenen Forateilen aus Zement oder sin "Verfahren beschrieben, bei dem sin Mörtel auf

eine Jchipht ©Ine» ir.althärtenden Harzes In einer for» aufgebracht/ das silt jtment odsr- Ba&rn vertr'^Xiob ist ur/i eich SiQOJ-- ia plaai/uTriium £u#t^:?u*& befinde.. D-ro Mortal

BAP ORIGINAL

wird in der Patentameldung vorgeschlagen, den Mörtel einer Verdichtungsbehandlung durch. Rütteln oder Stampfen nach dem Aufbringen zu unterwerfen·

Dieses Verfahren hat in der Praxis keine Anwendung gefun- _: den« Bei weiterer Betrachtung sind seine Hachteile offensichtlieh* Wie ausdrücklich festgestellt wird, dringt der Mörtel während, 4er Verdiehtungsbehandlung in die Kunststoff masse ein, und bei Verwendung einer verhältnismäßig dünnen Kunststoffschicht wird eine Deckschicht erhalten, die Bellst ein betonartiges Aussehen hat. Demgemäß igit > zur Bildung einer Überzugs schicht mit dem dekorativen Aussehen eines Kunststoffe eine große Menge des Harzgemisches erforderlich, aber leider ist dieses Harzgemisch .■viel teurer als der Betonmörtel· femer tritt bei der Härtung das Problem einer erheblichen Schrumpfung des Polyesterharzes auf · Zwar zeigt auch der Beton ein© gewiss© Schrumpf img, aber in einem viel geringeren Maß© als das Polyesterharz· Daher ist es unmöglich, auf diese Weise eine gut haftende Polyesterschieht auf dem Zement oder BetoK su erzielen. Daher wird in der Patentanmeldung ein Gemisch aus Polyester- und Epoxyharz en als Kunststoff erwähnt₉ das mit Beton (oder Zement) verträglich ist· Epoxyharze haben bei der Härtung eine viel geringere g

Schrumpfung* sind jedoch erheblich teurer als Polyesterharae, Es ist offensichtlich, daß ein Verfahren, das auf die Verwendung solcher speziellen und verhältnismäßig teuren Gemische begrenzt ist, einen sehr geringen praktischen Wert hat.

Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß es ausgehend von noch nicht gehärteten Kunstharzgemischen und nicht abgebundenem Mörtel nur möglich ist, einwandfreie mit Polyestern überzogene Formkörper aus Zement oder Beton zu erhalten, wenn das Problem des sehr großen Unterschiedes in der Schrumpfung zwischen den beiden Materialien während der Härtung gelöst werden kann.

009840/1238

wurde gefunden, daß es möglich ist, das Problem der unterschiedlichen Schrumpfung mit Hilfe einer Fasermasse auszuschalten. Demgemäß ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von kuns'östoffüberzogenen Formkörpern aus Zement oder Beton gerichtet, wobei ein Mörtel in einer Form auf eine Schicht eines hitzehärtbaren Harzes, das mit Zement oder Beton verträglich ist und sich noch im plastischen Zustand befindet, aufgebracht und dann getrocknet wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst auf die Harzschicht, die sich noch im plastischen Zustand befindet, eine Fasermasse oder ain. Gewebe legt und anschließend darauf den Mörtel aufbringt·

"&i ist zu bemerken» daß das Verfahren entwickelt wurde, um das Problem der beim Polyester auftretenden Schrumpfung auszuschalten, jedoch ist das Vorfahren nicht darauf beschränkt., sondern kann auch angewandt werden, wenn andere vernetzende Harze wie Polyurethane und Epoxyharze verwendet werden, obwohl das Problem der Schrumpfung bei diesen Harzen viel geringer ist.

Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es möglich, daß Problem des großen Unterschiedes in der Schrumpfung zwischen <ier Kunststoffmasse (insbesondere der Polyesverm&sse) uuu. dem Mörtel mifc Hilfe der zwischen die beiden Materialien eingefügten Fasermasse auszuschalten. Die Faserzwischenschicht wirkt hierbei als "physikalisches PuffermediUBi". Der Kürze halber wurde diese Schacht vorstehend als Matte oder j-ewebe bezeichnet, ^jdoon kann natürlich jede Art von Flächengebilden au» jf&b^rn, *.B. gewebt*, gewirkte oder nicht-b'siwebte SiuJio *. jede Art von #asermatten, Vliesen öd*»*. ÄJurdenbänderu verwendet werden·

Das allgemeine Verfahren wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

BAD ORIGINAL 009840/1238

Eine Form, die die gewlinsclite Gestalt Ond die gewünschten Abmessungen und je nach dem gewünschten Aussehen der Überzugsschicht eine glatte oder strukturierte Oberfläche hat, wird verwendet. Ein übliches Trennmittel, ζ·Β> Polyvinylalkohol, Wachs oder ^Qlysiloxanol, wird auf die Form aufgebracht, um die Entfernung der gebildeten Kunststoffschicht zu erleichtern.

In die Form wird dann das hitzehärtbare Harzgemisch, vorzugsweise ein kalthärtendes Gemisch (Kunststoff, Katalysator und Beschleuniger) gegeben· Wie üblich, wird diesem i Gemisch vorzugsweise ein Füllstoff zugemischt. Diese Zumischung erfolgt vorzugsweise durch Aufstreuen von Sand oder ähnlichem kömigem Material auf das Kunstharzgemisch, so daß die !Teilchen auf Grund ihrer Schwere im Kunstharzgemisch nach unten sinken. Es ist dafür Sorge zu tragen, daß die obere Schicht des Kunstharzgemisches ungefüllt bleibt* Vorzugsweise beträgt die Dicke dieser ungefüllten Schicht etwa 1 mm· Dies ist notwendig, um die Matte oder das Faserflächengebilde mit dem Gemisch zu befeuchten und eine gute mechanische Verbindung mit der Mörtelschicht zu erzielen, die spater aufzubringen ist. Anstatt das Füllmaterial durch Aufstreuen dem Harzgemisch zuzusetzen, kann dieses Harzgemisch auch vorher mit % dem Füllmaterial gemischt und das Gemisch in die Form gegeben werden, obwohl die Entlüftung in diesem Fall etwas schwieriger ist. Ferner muß in diesem Fall dafür Sorge getragen werden, daß eich ein« ungefüllte obere Schicht ait einer Dicke von etwa 1 mm ausgebildet hat. Statt dessen kann na tür loh auch eine gesonderte Schicht aus ungefülltem Harxgemieoh aufgebracht werden·

Da das Harzgeaieeli mit dem nassen Mörtel in Berührung kommt, sollte natürlich ein Kunstaarzgeaisoh, vorzugsweise ein Polyestergemisoh gewählt werden, das'^:. sieht besonders was8*rempfindlich ist« Materialien dieser Art, die- verhältnismäßig -usanpfiadlieh gegenüber Wasse? sind, sind im Handel

4 0/12

Nachdem die Polyesterschicht (mit ungefüllter Oberscliiclit) in die Form gegeben worden ist, wird eine Fasermatte oder ein Gewebe o.dergl. darübergelegt· Die Art des Fasermaterial β ist hier nicht wesentlich.· Glasfasern sind ein ■ geeignetes und billiges Material und werden daher vorzugsweise verwendet. Wenn sie einen geringen SiOp-Überschuß enthalten, kann dieser möglicherweise mit basischen Zusätzen des Mörtels reagieren, wodurch die Haftung noch etwas verbessert werden kann· Polyamidfasern und Cellulosefasern sind jedoch ebenfalls gut geeignet· Hierbei ist ψ zu bemerken, daß Hydroxylgruppen der Cellulose mit dem

Polyester und/oder mit Bestandteilen des Mörtels reagieren können·

Anschließend wird der Mörtel eingefüllt« Wenn verstärkter Beton gewünscht wird, wird natürlich zuerst eine Mörtelschicht in die Form gebracht, worauf die Stahlverstärkung aufgelegt wird, und abschließend die Form mit Mörtel weiter gefüllt. Die Mörtelschicht muß gleichmäßig aufgebracht werden, da andernfalls die Gefahr besteht, daß der Mörtel in die Kunststoffschicht eindringt· Aus dem gleichen Grunde wird der Mörtel vorzugsweise in Form von kugelförmigen !Teilchen zugegeben»

Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn der Mörtel nach seinem Auftrag von oben verdichtet wird, wie dies aus der holländischen Patentanmeldung 259 980 bekannt ist. Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren hat die Verdichtung auf Grund der Anwesenheit der Pas er zwischenschicht ein starkes Eindringen des Mörtels in die Kunststoffschicht zur Folge. Andererseits nimmt die Zwischenschicht, wie bereite erwähnt, ein· gewisse Menge des Harzgemischeβ auf, und «in Teil diese» H&rzgemisohes dringt örtlich in den Mörtel ein, wodurch eine Art von Befestigung erreicht wird.

dem Füllea dtr Iqt® wi:ir! am SoM^htgebilde gehärtet;·

'*■";■■>■■ d«.?; ~>-r· .UuK¹U -t-, fe-cs« werdtr,,

0 0 9 b ii Ö 1 2 3 S BAD ORIGINAL

da der Mörtel dann abgebunden bzw· gehärtet ist und die schneller kartende HarsaeMent darm natürlich, auch gehärtet ist· Bekanntlich lcann nicht nur die Härtung des Harzes, sondern auch das Abbinden des Mörtels durch Erhitzen oder durch Zusatz, von chemischen Mitte Iß beßchleu« nigt werden* '

Auf diese Weise wird soiiit ein Baumaterial mit einer dekorativen AußenscMcht in einem einzigen Arbeitsgang erhalten*

Beispiel 1 s

Jn eine lorä von etwa i70 cm χ 480 cm wurde ein Polyester- ^; gemisch der folgenden Zusammensetzung gefüllt: 7350.-g Polyesterharz TypS 595 (Synres) . 147 g Benzoylperoxyd, 5Ö^ige Paste in Wasser

73 g Dimethylanilin_f enthaltend 10% Dioctylphthalat 22050g Pülliaaterial? kugelförmige Quarzteilehen mit einem durchmesser von O₄15 bis 1,2 mm·

Das verwendete Polyesterharz enthielt gemäß Spezifikation des Herstellers 60 Gew·-Teile Harz pro 40 Gew,-feile Styrolmonomere. Das Harz wurde aus 2,2 Mol Propandiol-1,2, 1j2Mol Maleinsäureanhydrid und 0,8 Mol Isophthalsäure hergestellt uad enthielt 200 Gew. -Teile Hydro- g chinon pro Million Gew₉-Teile. *

Der als !füllmaterial verwendete Quarz wurde in der oben genannten Weise durch Auf streuen auf das Polyestergemisch zugesetzt. In die Form wurden dann 134,6 kg Beton der folgenden Zusammensetzung gefüllt:

1 Gew.-Teil Portlandzement, Klasse A 1,2 Gew«-Teile Band

1,8 Gew.-Teile Kies (maximaler Durchmesser 12 mm) 0,4 Gew.-Teile Wasser.

Dann wurde die Verstärkung, die aus einem Geflecht von Eisenetäben von 6 mm Durchmesser bestand, eingelegt· Der Abstand zwischen den Stäben betrug jeweils 10 cm.

009840/1238

Abschließend wurde eine weitere Menge von 134,6 kg Betonmörtel der oben genannten Zusammensetzung in die Form gefüllt. Nach der Härtung des ganzen zeigte die Polyesterschicht eine große Zahl von Brüchen und Rissen, so daß das Produkt keinen Handelswert hatte·

Beispiel 2

Der in Beispiel 1 "beschriebene Versuch wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß nach dem Einbringen der Polyesterschicht 735 g Glasmatte aus alkalifreien Glasfasern auf die Polyesterschicht gelegt wurde, bevor die erste Betonmörtelschicht aufgetragen wurde. Auf diese Weise wurde eine einwandfrei beschichtete Betonplatte mit ansprechendem und dekorativem Aussehen erhalten. Diese Platte war als solche als Baumaterial und Handelsprodukt geeignet·

Die Haftung zwischen dem verstärkten Beton und der Deckschicht war ausgezeichnet. Eine Bestimmung der relativen Haftfestigkeit beider Produkte ergab, daß das Produkt gemäß Beispiel 1, das als Handelsprodukt und Baumaterial ungeeignet war, nur 65% der Haftfestigkeit des gemäß Beispiel 2 hergestellten Produkts zeigte.

Die gemäß Beispiel 2 hergestellten Produkte wurden auch auf ihre Beständigkeit gegen starke Temperaturechwankungen untersucht. Diese Untersuchung wurde nach zwei Prüfmethoden durchgeführt. Bei der ersten Prüfmethod· wurden die Formkörper zuerst 24 Stunden bei 80⁰C in W*se*r und dann 24- Stunden in einem Tiefkühlschrank bei -40⁰G gehalten. Bei der zweiten Prüfmethode wurden ei· 24 Stunden bei 80⁰O an der Luft und dann 24 Stunden bei -40⁰O gehalten. Die Proben überstanden 12 Zyklen beider Teats ohne wahrnehmbaren Einfluß auf die Haftfestigkeit.

0098 4 0/1238

Claims (3)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung von kunststoffübersogenen Formkörpern aus Zement oder Beton, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schicht eines Mtaehärtbaren Harzes, das mit Zement oder Beton verträglich ist und sich im plastischen Zustand befindet, in eine Form bringt, anschließend eine Fasermatte oder ein Fasergewebe auf die Kunstharzschicht legt, absehließesd einen Mörtel darauf aufbringt und das Harz und den Mörtel gleichzeitig härtet·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fasermatte oder ein Gewebe aus G-lasf asern-. v@rw©n-■ det wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch daß zuerst nur ein Teil des Mörtels eingefüllt, eiae Verstärkung aufgelegt und dann der Rest des Mörtels eingefüllt wird, bevor die Härtung vorgenoHjmea wird«

   009840/1238