DE2254146B2

DE2254146B2 - Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers

Info

Publication number: DE2254146B2
Application number: DE19722254146
Authority: DE
Inventors: Beantragt Nichtnennung
Original assignee: Imchemie Kunststoff 5678 Wermelskirchen GmbH
Current assignee: Imchemie Kunststoff 5678 Wermelskirchen GmbH
Priority date: 1972-11-04
Filing date: 1972-11-04
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE2254146C3; DE2254146A1

Description

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Die Erfindi ng betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers und dessen Widerstandsfähigkeit gegen Verwitterung, bei dem zunächst dem porösen Körper in einem unter Vakuum zu setzenden Behälter Gase und Feuchtigkeit entzogen werden, worauf der Behälter mit einer aus einem härtbaren Kunstharz und Härter bestehenden Tränkflüssigkeit derart gefüllt wird, daß der Körper völlig eingetaucht ist und in der Tränkflüssigkeit so lange unter Oberdruck gehalten wird, bis die Tränkflüssigkeit ausreichend tief in den porösen Körper eingedrungen ist, worauf die Tränkflüssigkeit abgelassen und der Aushärtevorgang der vom porösen Körper aufgenommenen Tränkflüssigkeit durch Wärmeeinwirkung innerhalb des Behälters eingeleitet wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DT-OS 1 938 077 bekannt Bei diesem bekannten Verfahren findet der Aushärtevorgang im wesentlichen außerhalb des Be- SS hälters bei Atmosphärendruck statt, so daß im Innern der Körper befindliche Restgase sich vor einer Erhärtung der aufgenommenen Tränkflüssigkeit ausdehnen ittd eittifi erhebllcherf TeilderTfäfikflfissigkeit austrel· hen. Dadurch bestehen nach diesem bekannten Verfah· fen behandelte Körper aus einer votlstätidig mit Trank' flüssigkeit gefüllten Randzone und einer Hohlräume aufweisenden inneren Zone. Die verschiedenen Zonen weisen unterschiedliche Festigketten und Ausdeh· lungjtkoeffhsienten auf» wodurch bei starken Temperafurwechsefn und insbesondere bei Frost in der Randsso' ■e und/oder zwischen den Zonen Risse entstehen, die xu einem Abplatzen der Rantteone fahren können, Ein Abplatzen der Randzone kann ferner dadurch entstehen, daß sich in der inneren Zone durch Diffusion eingedrungenes Wasser sammelt, das sich bei Frost ausdehnt.

Das aus der DT-OS I 938 077 bekannte Verfahren weist ferner das Merkmal auf, daß nach Einleitung des Aushärtevorgangs in der Tränkflüssigkeit der erwärmte Körper sofort aus der Tränkeinrichtung genommen werden muß, um ein Aushärten der den Körper umgebenden Tränkflüssigkeit zu vermeiden. Dadurch hat das bekannte Verfahren voneinander zeitlich abhängige Arbeitsgänge, die eine individuell verschiedene Steuerung der von der Korpergröße abhängigen Imprägnierintensität als auch Imprägnierdauer unmöglich machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers zu schaffen, durch das gegen Witterungseinflüsse unempfindliche Körper geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ablassen der Tränkflüssigkeit aus dem Behälter unter Beibehaltung des Überdrucks geschieht und anschließend die Aushärtung der Tränkflüssigkeit in dem Körper mittels Wärme bei Aufrechterhaltung des Überdrucks in dem Behälter vorgenommen wird

Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt* eine vollständige und gleichmäßige Durchtränkung eines porösen Körpers, wobei alle im Innern des Körpers befindlichen Hohlräume nach der Aushärtung mit Tränkflüssigkeit gefüllt sind, so daß der Körper gegen Witterungen beständig ist.

Die Arbeitsgänge des Tränkens und Aushärtens sind voneinander zeitlich unabhängig, so daß jeder Arbeitsgang entsprechend den Anforderungen optimal gesteuert werden kann.

Versuche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren an Steinen des Kölner Doms als poröse Körper haben zu zufriedenstellenden Ergebnissen geführt. Bisher hat man versucht, die porösen Steine durch neue Steine zu ersetzen. Der dabei anfallende Arbeitsaufwand ist beträchtlich, weil die Steine durch Handarbeit zurechtgehauen werden müssen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen kann der alte, poröse und verwitterte Stein wieder verwendet werden. Die anfallenden Kosten sind mit den Kosten für einen neuen Stein erheblich niedriger. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Stein ist gegen Witterungen außerordentlich widerstandsfähig und weist den weiteren Vorteil auf, daß er beständig gegrn aggressive Stoffe ist.

Sofern der poröse Körper ein Stein ist, soll das Reaktionssystem vorzugsweise einen Haftvermittler (Silane) enthalten. Der Haftvermittler sorgt dafür, daß die Silikate des Gesteins mit dem Reaktionssystem eine chemische Verbindung eingehen. Dadurch wird die Festigkeit und die Witterungsbeständigkeit des porösen Körpers erhöht.

Vorzugsweise wird bei der Aushärtung die Behandlungstemperatur durch eine erwärmte, dem Reaktionsharzsysiem gegenüber indifferente Flüssigkeit, z.B. Wamsen Benzin, Glyzerin od. dgl., erhöht Dieser Ver* fahrensschritt bringt gegenüber der Erwärmung mittels einer gasförmigen Atmesphäre zwei Vorteile: Erstens wird durch die Flüssigkeit die Reaktion der Tränkflüssigkeit schneller eingeleitet und zweitens verhindert die Flüssigkeit ein Verdampfen der Tränkflüssigkeit auch in den äußeren Randsehlehten des porösen Körpers mit der Folge, daß auch in diesen Randschichten die Foren des porösen Körpers voltständig ausgefüllt bleiben.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei der Behandlung von Hölzern. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Hob erhält eine hohe Härte, die einen besonderen Schutz der Oberfläche gegen Verkratzen oder Eindringen von Wasser überflüssig macht Bisher war es üblich, die Oberfläche beispielsweise mit Polyester zu beschichten. Diese Polyesterschicht gab dem Holz aber keinen optimalen und wirtschaftlichen Schutz, denn bei einer Beschädigung der Polyesterschicht mußte diese entfernt und durch eine neue Schicht ersetzt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Gefahr, daß die Oberfläche beschädigt wird, gering, da das Holz insgesamt durch die Tränkflüssigkeit hart gemacht wird. Aber selbst wenn Kratzer in der Oberfläche entstehen und beseitigt werden sollen, dann braucht die Oberfläche nur abgeschliffen zu werden. Die neue glatte Oberfläche ist von vornherein wegen der Durchtränkung des Holzes kratzfest und gegen das Eindringen von Flüssigkeit geschätzt.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Ein poröser Stein, der verfestigt und gegen Verwitterung widerstandsfähig gemacht werden soll, wird in einen Behälter eingebracht, der unter Vakuum gesetzt wird und auf etwa 100⁰C erwärmt wird. Das Vakuum soll möglichst hoch seia Dabei wird der Stein entgast und getrocknet Anschließend wird nach Abkühlung des Steins bis etwa auf Raumtemperatur unter Aufrechterhaltung de; Vakuums die Tränkflüssigkeit in den Behälter gegeben, so daß der Stein vollständig in die Tränkflüssigkeit eingetaucht ist Dus Vakuum kann dabei so hoch sein, daß die Tränkflüssigkeit gerade noch nicht siedet Als Tränkflüssigkeit eignen sich lösungsmittelfreie Reaktionsharzsysteme, z. B. Acrylate, Polyester, Epoxyharze, Silicon-Kautschukharze, die einen Härter enthalten, der bis zu einer bestimmten Temperatur, insbesondere der Raumtemperatur, stabil ist, damit die Tränkflüssigkeit unterhalb dieser Temperatur nicht erhärtet und der bei Oberschreiten, insbesondere starkem Überschreiten der bestimmten Temperatur, die Reaktion der Reaktionsharzsysteme und damit deren Aushärtung einleitet Nachdem der Stein vollständig in der Tränkflüssigkeit liegt, wird der Behälter un-

ter Oberdruck, z. B. unter 15 atü, gesetzt Dieser Oberdruck bewirkt daß die Tränkflüssigkeit schneller und tiefer in den porösen Körper eindringt als es mit Atmosphärendruck möglich wäre. Da der Stein vorher entgast war und unter Vakuum in die Tränkflüssigkeit ein-

jo getaucht wurde, würde Atmosphärendruck nur ein mäßig tiefes und langsames Eindringen in die Poren des Steines bewirken. Der Überdruck wird für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten, die ein genügend tiefes Eindringen der Tränkflüssigkeit in den Stein erroög-

is licht Danach wird die Tränkflüssigkeit abgelassen, wobei aber der Oberdruck im Behälter aufrechterhalten wird. Die Aufrechterhaltung des Oberdrucks ist notwendig, um die vom Stein aufgenommene Tränkflüssigkeit nicht aus den Poren des Steines austreten zu lassen. Danach wird die Temperatur der Atmosphäre im Behälter derart erhöht daß die Aushärtung eingeleitet wird. Statt die Temperatur im Behälter zu erhöhen, kann auch eine Flüssigkeit die unter Aufrechterhaltung des Oberdrucks im Behälter in den Behälter eingelassen worden ist soweit erwärmt werden, bis die Reaktion der Tränkflüssigkeit und damit deren Aushärtung eingeleitet ist Während der Aushärtung muß ebenfalls der Überdruck aus demselben Grunde aufrechterhalten werden. Eine erfindungsgemäß ausreichende Differenz zwischen der normalen Behandlungstemperatur und der Temperatur für die Einleitung der Aushärtung beträgt etwa 8O⁰C. Nach beendeter oder nahezu beendeter Aushärtung kann der Behälter vom Überdruck entlastet werden. Der auf diese Weise behandelte, poröse und brüchige Stein ist fest geworden und geschützt gegen aggressive Stoffe, insbesondere gegen Verwitterung. Da die abgelassene Tränkflüssigkeit von selbst nicht aushärtet kann sie über beliebig lange Zeit zur Tränkung poröser Körper ohne Verlust an Wirksamkeit verwendet werden.

Claims

22S4146 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers und dessen Widerstandsfähigkeit gegen Verwitterung, bei dem zunächst dem porösen Körper in einem unter Vakuum zu setzenden Behälter Gase und Feuchtigkeit entzogen werden, worauf der Behälter mit einer aus einem härtbaren Kunstharz und Härter bestehenden Tränkflüssigkeit der- »o art gefüllt wird, daß der Körper völlig eingetaucht

ist und in der Tränkflüssigkeit so lange unter Oberdruck gehalten wird, bis die Tränkflüssigkeit ausreichend tief in den porösen Körper eingedrungen ist, worauf die Tränkflüssigkeit abgelassen und der Aushärtevorgang der vom porösen Körper aufgenommenen Tränkflüssigkeit durch Wärmeeinwirkung innerhalb des Behälters eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablassen der Tränkflüssigkeit aus dem Behälter unter Beibehaltung des Oberdrucks geschieht und anschließend die Aushärtung der Tränkflüssigkeit in dem Körper mittels Wärme bei Aufrechterhaltung des Überdrucks in dem Behälter vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktionsharzsystem mit einem Haftvermittler (Silane) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aushärtung die Behandlungstemperatur mittels einer erwärmten, dem Reaktionsharzsystem gegenüber indifferenten Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, Benzin, Glyzerin od. dgl, erhöht wird.