DE2822601A1 - Zementhaltiges bauteil und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Zementhaltiges bauteil und verfahren zu seiner herstellung

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Description

23.1'Iai 1973 D 5769 - osal
Charcon Composites Limited, a British. Company, Derby, England
Zementhaltiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft zementhaltige Bauteile mit Schutsschichten sowie Verfahren zur Herstellung derselben.
In der Industrie werden häufig Bauteile benötigt, die chemisch resistenz sein müssen. Darüber hinaus verlangt man von derartigen Industriebauteilen oft noch ein gewisses Gewicht, Feuerbeständigkeit und gewisse Eigenschaften bezüglich des Einbaues der Bauteile.
Beim Herstellen und Warten von Abwasserkanälen stellt sich
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z.B. oft das reckt schwierige Problem des zuweilen sehr raschen l<aclilassens der Qualität des zementhalt ige η Materiales, das zum Herstellen der Bauteile verwendet worden ist.
Gegenwärtig sind viele Probleme bei Abwasserkanälen auf die Entstehung von Schwefelwasserstoff (H2S) zurückzuführen. Unter den unterschiedlichsten Bedingungen, die z.B. durch nicht ausreichende Durchflußraten, zu hohe Temperatur oder eine Kombination dieser beiden letztgenannten Bedingungen mit anderen Bedingungen zurückzuführen sind, wird das Abwasser septisch, nach-dem Bakterien den freien Sau-erstoff verbraucht haben. Daraufhin erfolgende chemische Änderungen führen zu sehr geringen pH-Werten und zur Kondensation von Schwefelsäure (H2SO2.) an den Wänden des Abwasserkanales. Die Säure wird durch die Schlammablagerungen in Berührung mit den Wänden des Abwasserkanales gehalten und greift so den Zement an.
Dem j?achmann ist bekannt, daß Schwefelsäure (H2SO2,) leicht alle Zemente angreift, insbesondere Portland-Zement, der üblicherweise beim Herstellen von Bauteilen verwendet wird. Schwefelsäure greift aber auch andere Zemente an, z.B. sulfatbeständige Zemente und Zemente auf Aluminiumoxydbasis (High Alumina).
Enthält ein Abwasser HgS, so führt dies zu einer raschen Erosion des Abwasserkanales, und werden keine geeigneten Maßnahmen ergriffen, so kann der Abwasserkanal vollständig
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zusammenfallen. «J
Es ist ferner bekannt, daß viele Kunstharze und Plastikmaterialien gut widerstandsfähiggegen chemische Aggression sind. Sie werden deshalb zuweilen als Material für Abwasserrohre verwendet. Es werden z.B. oft Rohre eingesetzt, die aus mit Glas verstärktem Polyesterharz, Epoxyharz, PVC oder Polyäthylen hoher Dichte bestehen. In der Regel lassen sich derartige Rohre jedoch bei neuen Abwasserkanälen verwenden, die in einen nach oben offenen Graben gelegt werden. In der Regel lassen sich Rohre nur schwierig oder nur mit nicht zufriedenstellenden Ergebnissen bei schon vorhandenen Abwasserkanälen verwenden, bei denen der Zugang auf die Größe eines Wartungschachtes begrenzt ist Ausserdem können Rohre nicht dazu verwendet werden, neue Abwasserkanäle mit großem Durchmesser auszukleiden, z.B. bergmännisch vorgetriebene Tunnel oder Betonrohre.
Es ist schon versucht worden, einen Schutz gegen die Korrosion durch H2S bei schon vorhandenen Rohren und Tunneln dadurch zu erhalten, daß man auf die innen liegende Oberfläche derselben in situ Harze aufbringt. Es ergeben sich jedoch viele praktische Schwierigkeiten beim Herstellen einer zufriedenstellenden Haftverbindung zwischen Beton und Plastikmaterial. Dies führte zu einer großen Anzahl von Fehlschlagen.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Bauteil ge schaffen werden, das die gewünschte mechanische Festigkeit,
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Starrheit und Belastbarkeit aufweist und das darüber hinaus mit einer Schutzschicht versehen ist, welche Schutz gegen den Angriff durch Chemikalien bietet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgenäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines zementhaltigen Bauteiles, das die nachstehenden Verfahrens s ehr it te aufweist: Vorforinen eines ürlastikmateriales zu einem bogenförmigen Iiaterialabschnitt der gewünschten Gestalt, welcher auf einer seiner Oberflächen eine IFasermafctenanordnung trägt, und ulufbringen eines zecienthaltigen Iiateriales auf die ITasermattenanordnung des vorgeformten Laterialabschnittes.
Vorzugsweise wird das zenenthaltige Katerial in entwässerter i'Orm verwendet, so daß es biegbar bzw. faltbar ist, wenn es auf den vorgeformten Laterialabschnitt aufgebracht ist.
Stattdessen kann das zementhaltige Material auch durch Aufsprühen auf den vorgeformten Katerialbogexx aufgebracht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung für einen Abwasserkanal, das die nachstehenden Verfahrensschritte aufweist: Aufrichten einer Mehrzahl zementhaltiger Bauteile, die nach dem Verfahren nach einem beliebigen der beiden vorstehenden Abschnitte hergestellt sind, derart, daß sie mit ihren Kanten aneinanderstossen, und Abdichten der Stoßstellen zwischen benachbarten Bauteilen unter Verwendung von Abdeckstreifen aus dem Plastikmaterial, welche die Stoßstellen überdeckend angebracht werden.
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AA
Zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe wird durch die Erfindung ferner ein zementhaltiges Bauteil geschaffen, das aufweist: Ein Plastikmaterial, das zu einem bogenförmigen Materialabschnitt der gewünschten Gestalt vorgeformt ist und auf einer seiner Oberflächen eine Fasermattenanordnung trägt, und ein zementhaltiges Material, das fest mit der Fasermattenanordnung des vorgeformten Materialabschnittes verbunden ist.
Vorzugsweise wird als zementhaltiges Material mit Glas verstärkter Zement verwendet.
Wiederum vorzugsweise weist die Fasermattenanordnung Glasfasern auf, welche gegen Alkalien beständig sind. Statt dessen kann die Fasermattenanordnung Ε-Glasfasern aufweisen, und auf die Fasermattenanordnung des vorgeformten Materialbogens wird vor dem Aufbringen des zementhaltigen Materials ein Harz aufgebracht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Zur Herstellung eines zementhaltigen Bauteiles, das mit einer Beschichtung versehen ist, welche einen Schutz gegen Zerstörung durch Chemikalien bildet wird zunächst ein Plastikmaterial, z.B. PVC, Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylen oder ein anderes geeignetes Plastikmaterial in einem bogenförmigen Materialabschnitt vorgeformt, der auf einer seiner Oberflächen eine Pasermattenanordnung trägt. Letzteres deshalb,
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weil das Plastikmaterial nicht direkt haftend mit dem zementhaltigen Iiaterial verbunden werden kann. Die IPasermattenanordnung kann E-Glasfasern oder gegen Alkalien beständige OrlasfasexTi aufweisen. Bahn- oder bogenförmiges Plastikmaterial mit eingebetteten Ε-Glasfasermatten sind im Handel erhältlich, führen jedoch nicht zu zufriedenstellendem Eesultat, wenn sie als Beschichtungen auf einem zementhaltigen Material verwendet werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Ε-Glas von den freien Alkalien des Portland-Zementes sehr stark angegriffen wird. Dies führt zu einer Zerstörung an der Grenzfläche zwischen der Jfasenaatte und dem Zementmaterial. Das fertige Bauteil kann z.B. als Teil einer Auskleidung für einen Abwasserkanal verwendet werden, bei dem durch Bildung von Schwefelsäure mit einer Erosion des Zementes gerechnet werden muß.
Vorzugsweise wird als zementhaltiges Material, das zweckuiLBigerweise eine Dicke von 3 bis 2o mm besitzt, ein mit Glas verstärkter Zement (reinforced cement - GRC) verwendet. Dieser liegt in Fona einer feinen liatrix vor, die mit feinen Glasfasern verstärkt ist. Auf diese Weise kann der mit Glas verstärkte Zement in eine Fasermatte eindringen, und man erhält so eine homogene faserverstärkte Matrix an der Grenzfläche zwischen der Jasermatte und dem Zement.
Der mit Glas verstärkte Zement kann am Anfang als flacher, wasserfreier Eohling vorliegen. In diesem Zustand ist der mit Glas verstärkte Zement, wiewohl er als ein Stück handhabbar ist, biegbar und kann auf die Fasermatte des vorge-
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formten "bogenförmigen Haterialabschnittes so aufgelegt werden, daß er sich, dessen Gestalt anpasst. Stattdessen kann der mit Glas verstärkte Zement auf die Pasermatte des vorgeformten Iiaterialabschnittes aufgesprüht werden.
TJm eine IPasermatte aus 3-Glas gegen Angriffe durch Alkalien des Zementes zu schützen, wird auf die IPasermatte ein Harz aufgebracht, bevor der mit Glas verstärkte Zement aufgebracht wird. Das Harz ist vorzugsweise ein mit Wasser verträgliches Epoxyharz. Das Harz dringt in das Volumen der Glasfasermatte ein. Da sich das Harz gut haftend mit der Zementmischung verbindet, ist eine Verschlechterung der Qualität der Bindung an der Grenzfläche ausgeräumt, die sich sonst dadurch ergibt, daß das Glasfasermaterial an der Grenzfläche angegriffen wird. Darüber hinaus erhält man auch eine verbesserte Verbindung und ein verbessertes Haften an der Grenzfläche.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann eine weitere Pasermatte auf der zuerst genannten Glasfasermatte vorgesellen werden. Diese zusätzliche Glasfasermatte kann Glasfasern aufweisen, die über ihre Oberfläche überstehen und eine zusätzliche Verankerung für den mit Glas verstärkten Zement darstellen.
Bei einer wiederum anderen Ausführungsform kann eine weitere Fasermatte auf derjenigen Oberfläche des zementhaltigen
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hateriales vorgesehen werden, die von der Oberfläche abliegt, auf welche der "bogenförmige Hat eri al abschnitt aus Plastikmaterial aufgebracht ist, welcher mit der zuerst genannten Jasermatte versehen ist. Wird die so hergestellte Schichtanordnung verwendet, so bietet die zusätzliche !"asermatte einen Schutz gegen einen Angriff durch Chemikalien- von der anderen Seite der Auskleidung her.
Das Bauelement kann eine solche Größe und Gestalt erhalten, wie dies für den jeweils in Aussicht genommenen Einsatz erforderlicli ist. *-'ird das Bauteil als neue Auskleidung ~2vx einen schon bestehenden Abwasserkanal verwendet, so wählt nan die ü-röße und die Gestalt derart, daß sie dem Innendurchmesser und dew. Innenprofil des Abwasserkanales xlecimung tragen. Lies erfolgt derart, daß zwei oder mehr derartige Bauteile einen vollständigen Ring bilden. Zuweilen ist es jedoch nicht erforderlich, einen vol^durchgehenden Hing herzustellen, und die Bauteile können dann so hergestellt werden und so befestigt werden, daß sie sich nur über den oberen oder unteren Teil des Abwasserkanales erstrecken.
Werden die Bauteile als plattenförmige Auskleidungselemente hergestellt, so brauchen natürlich nur die Stoßstellen zwischen benachbarten Platten abgedichtet zu werden, um ein Eindringen von Abwasser oder Chemikalien zu verhindern. Ein solches Eindringen würde sonst den hinter der Plastikbeschichtung liegenden Zement angreifen. Das Abdichten der ßtoßstellen erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von
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Abdeckstreifen aus dem Plastikinaterial, welche die Stoßstellen überdrücken. Die Abdeckstreifen können entweder unter Wärmeeinwirkung verschweißt werden oder unter Verwendung eines kompatiblen Klebers mit den Auskleidungsplatten verklebt werden. Die Wahl der Stoßstellenabdxchtung erfolgt im Hinblick auf die bei der Herstellung der Auskleidung verwendeten Materialien.
Bach der Installation bilden die Auskleidungsplatten in dem schon vorhandenen Abwasserkanal einen Hingraum, der zwischen den Auskleidungsplatten und der ursprünglichen Wand des Abwasserkanales liegt. Dieser Eingraum wird mit einem Zement- und Sandmörtel ausgefüllt, und man erhält auf diese Weise ein neues, glattes Rohr, das fest und starr innerhalb des ursprünglichen befestigt ist.
Es versteht sich, daß die Verwendung der oben beschriebenen Bauteile bei Abwasserkanälen nur als Beispiel angegeben ist. Die Bauteile können genau so als Auskleidungen für Schornsteine , iEankwände und Behälterwände zum Verkleiden von Trennwänden, für Armaturen von Laboratorien, für Badarmaturen, z.B. Badewannenarmaturen und Waschbeckenarmaturen und für Rohre oder beliebige andere Produkte verwendet werden, bei denen man ein zementhaltiges Bauteil mit geringem Gewicht benötigt, das über den mit Glas verstärkten Zement hohe mechanische Festigkeit, Starrheit und Belastbarkeit aufweist und über die Plastikbeschichtung gegen Angriffe durch Chemikalien geschützt ist.
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8 0 9 Ö 4 8 / 0 9 7 3
BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. 2.~'j.l':i>± 1978 ύ 5759 - ο s al
    Charcon Composites Limited, a British Company, Jerby, ilngland
    Zenienthaltiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
    Ansprüche
    Λ Verfahren zum Herstellen eines zer.ientlialtigen Bauteiles, gekennzeichnet durch, nachstehende Verfahrensschritte: Vorformen eines Plastikmateriales zu einem bogenförmigen Materialabschnitt der gewünschten, u-estalt, v/elcher auf einer seiner Oberflächen eine !''asermattenanordiiung trägt, und Aufbringen eines faserverstärkten zementhaltigen Hateriales auf die Jasermattenanordnung des vorgeformten Materialabschnittes.
    — 2 —
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    OWQ)NAL INSPECTED
    2. Verfahren nach Anspx'uch 1, da.durch gekonnzeichneb, daß das zeLieiithaltige Laterial in entwässerter ]?oria verwendet wird, so daß es biegbar ist, wenn es auf den vorgeformt en bogenföruigen Katerialabschnitt aufgebracht wird.
    ]). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zeiaenthaltige Laterial durch Aufsprühen auf den vorgefornten Ilaterialabschnitt aufgebracht wird.
    4. Verfahr ei- nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das seinenthaltige Laterial ein axt G-las verstärkter äeiueiit ist.
    5- tferfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die x-'asermattenanordnung gegen Alkalien widersbandsfähige irlasfasern aufweist.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jünaserniatberiaiiordnung L-G-I as fas er η aufweist und daß auf die iaseriaattenanordnung des vorgefortiben Haterialabsclmitries eir xlai-z aufgebracht wird, bevor das zeiaenthaltige Iiaterial aufgebracht wird.
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    ■ - ρ-■ 282260]
    7· Verfahren nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein üit V7asser verträgliches Ilpo^hars ist.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, daß auf die Pasermattenanordnung eine weitere Sas ermatte aufgebracht wird, wobei diese zweite Jäsermatt-e fasern aufweist, die von ihrer freien Oberfläche überstehen.
    9. Verfahren nach einet! der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche J?asermatte auf diejenige Oberfläche des Plastikmateriales aufgebracht wird, die der Oberfläche des Tlastikinateriales gegenüberliegt, auf welche die Pas erraatt enanordnung aufgebracht ist.
    Lo. Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung für einen Abwasserkanal, gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahr ens schritte: Aufrichten einer Ii ehr zahl zementhalt ig ei" Bauteile, welche nach dem Vorfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt sind, derart, daß sie mit ihren Kanten aneinanderstossen, und Abdichten der Stoßstellen zwischen benachbarten Bauteilen unter Verwendung von Abdeckstreifen aus dem Plastikmaterial, welche über den Stoßstellen angeordnet werden. 8 0 9 8 4 8/0973
    11. Verfahren nach. Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckstreifen durch Verschweißen mit den bogenförmigen Iiaterialabschnitten befestigt werden.
    12. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckstreifen unter Verwendung eines Klebers fest angebracht v/erden.
    13· Verfahren nach einen der Ansprüche 1o bis 12, dadurch [gekennzeichnet, daß bei einem schon vorhandenen Abwasserkanal ein Hohlraum zwischen der Auskleidung und der ursprünglichen Wand hergestellt wird und ein zementhaltiges Material in diesen Hohlraum eingeführt wird.
    14. Zementhaltiges Bauteil, gekennzeichnet durch ein Plastikmaterial, das zu einem bogenförmigen Materialabschnitt der gewünschten Gestalt vorgeformt ist und auf einer seiner Oberflächen eine Fasermattenanordnung aufweist, und durch ein faserverstärktes zementhaltiges Material, das an der Fasermattenanordnung des vorgeformten bogenförmigen Materialabschnittes befestigt ist.
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    15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
    daß das zementhaltige Material mit Glas verstärkter Zement ist.
    16. Bauteil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastikmaterial Polyvinylchlorid, Polyäthylen hoher Dichte oder Polyäthylen ist.
    17. Bauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die j?asermattenanordnung gegen alkalische Substanzen widerstandsfähige Glasfasern aufweist.
    18. Bauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermattenanordnung E-Glasfasern aufweist, auf welche ein Harz aufgebracht ist.
    19. Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein mit Wasser verträgliches Epoxyharz ist.
    20. Bauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fasermattenanordnung eine weitere Fasermatte vorgesehen ist und daß diese weitere Fasermatte Fasern aufweist, die von ihrer freien Oberfläche überstehen.
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    2Λ. Bauteil nach einem der Ansprüche 14 bis 2o, dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzlich tfasermatte auf derjenigen Oberfläche des Plastikmaterxales angeordnet ist, die der die Pasermattenanordnung tragenden Oberfläche gegenüberliegt.
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