DE2254146C3

DE2254146C3 - Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers

Info

Publication number: DE2254146C3
Application number: DE19722254146
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
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: 1975-09-04
Also published as: DE2254146A1; DE2254146B2

Description

Die Erfindung 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 Behälters bei Atmosphärendruck statt, so daß im Innern der Körper befindliche Restgase sich vor einer Erhärtung der aufgenommenen Tränkflüssigkeit ausdehnen und einen erheblichen Teil der Tränkflüssigkeit austreiben. Dadurch bestehen nach diesem bekannten Verfahren behandelte Körper aus einer vollständig mit Tränkflüssigkeit gefüllten Randzone und einer Hohlräume aufweisenden inneren Zone. Die verschiedenen Zonen Weisen unterschiedliche Festigkeiten und Ausdehnungskoeffizienten auf, wodurch bei starken Temperaturwechseln und insbesondere bei Frost in der Randzone Und/oder zwischen den Zonen Risse entstehen, die zu eitlem Abplatzen der Randzone führen können. Ein ₅ aus der DT-OS 1 938 077 bekannte Verfahren weist ferner das Merkmal auf, daß nach Einleitung des XushäSorgangi in der Tränkflüssigkeit der erwärmi KaSeTiSrt aus der Tränkeinrichtung genommen weSrnuS um eTn Aushärten der den Körper umge- u Zn Tränkflüssigkeit zu vermeidein. Dadurch hat das

SnmlTeS voneinander zeiten abhängige Sugänge. die eine individuell verschiedene Steuere?™ der Körpergröße abhängen Impragmer-Ssität als auch Imprägnierdauer unmöglich machen.

_ΐς Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Korpers zu schaffen! durch das gegen Witterungsemflusse unempfindlche Körper geschaffen werden.

D^e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

_Μ löst daß das Ablassen der Tränkflüssigkeit aus dem BeuSer unter Beibehaltung des Überdrucks geschieh, und anschließend die Aushärtung der Trankflussigke.. Si dem Körper mittels Wärme bei Aufrechterhakung des Überdrucks in dem Behälter vorgenommen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bew.rkt eine vollständige und gleichmäßige Durchtränkung eines porösen Körpers, wobei alle im Innern des Korpers befind!.-eh".. Hohlräume nach der Aushärtung mit Tränkflüssigkeit gefüllt sind, so daß der Körper gegen Wiuerun-

^Äginge 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 gefuhrt. Bisher hat man versucht, die porösen Steine durch neue Sterne zu ersetzen. Der dabei anfallende Arbeitsaufwand ist be-

trächtlich, weil die Steine durch Handarbeit zurechtgehauen werden müssen. Beim erfindungsgemaßen Verfahren dagegen kann der alte, poröse und verw.tterte Stein wieder verwendet werden. Die anfallenden Kosten sind mit den Kosten für einen neuen Stein erheb-

« lieh niedriger. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Stein ist gegen Witterungen außerordentlich widerstandsfähig und weist den weiteren Vorteil auf. daß er beständig gegen aggressive Stoffe

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 Reaktionsharzsystem gegenüber indifferente Flüssigkeit, z.B. Wasser, Benzin, Glyzerin od. dgl. erhöht. Dieser Verfahrensschritt bringt gegenüber der Erwärmung mittels einer gasförmigen Atmosphäre zwei Vorteile: Erstens wird durch die Flüssigkeit die Reaktion der Tränkflüssigkeit schneller eingeleitet und zweitens verhindert die 65 Flüssigkeit ein Verdampfen der Tränkflüssigkeit auch in den äußeren Randschichten des porösen Körpers mit der Folge, daß auch in diesen Randschichten die Poren des porösen Körpers vcllständig ausgefüllt bleiben.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren bei der Behandlung von Hölzern. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Holz erhält eine hohe Härte, die einen besonderen Schutz 4er Oberfläche gegen Verkratzen oder Eindringen von Wasser überflüssig macht Bisher war es üblich, die Oberfläche beispielsweise mit Polyester zu beschichtea 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 geschützt

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 100° C erwärmt wird. Das Vakuum soll möglichst hoch sein. Dabei wird der Stein entgast und getrocknet Anschließend wird nach Abkühlung des Steins bis etwa auf Raumtemperatur unter Aufrechterhaltung des Vakuums die Tränkflüssigkeit in den Behälter gegeben, so daß der Stein vollständig in die Tränkflüssigkeit eingetaucht ist. Das 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 Überschreiten, insbesondere starkem Oberschreiten der bestimmten Temperatur, die Reaktion der Reaktionsharzsysteme und damit deren Aushärtung einleitet Nachdem der Stein vollständig in der Tränkflüssigkeit liegt, wird der Behälter unter Oberdruck, z. B. unter 15 atfl, 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 eingetaucht wurde, würde Atmosphärendruck nur ein mäßig tiefes und langsames Eindringen in die Poren des Steines bewirken. Der Oberdruck wird für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten, die ein genügend tiefes Eindringen der Tränkflüssigkeit in den Stein ermöglicht 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 Oberdruck 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

Patentansprüche: Ia^n der Randzone kann ferner dadurch entuedaß sich in der inneren Zone durch Diffusion eindali «cn m mdudas sich bei Frost aus-

1. Verfahren zum Fjhöhen 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, dadurch gekennzeichnet, 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 Oberdrucks 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.