DE3010525A1

DE3010525A1 - Verfahren zur herstellung hochkorrosionsbestaendiger legierter zementmoertelauskleidungen in metallraohren

Info

Publication number: DE3010525A1
Application number: DE19803010525
Authority: DE
Inventors: Bruno 4100 Duisburg Heinrich; Rolf 4330 Mühlheim Mangen; Wilhelm Dipl.-Chem. Dr. Schwenk
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1981-09-24
Also published as: JPS56141886A; FR2477946A1; GB2071523B; GB2071523A; JPS5927634B2; IT1135267B; FR2477946B1; IT8119466A0; DE3010525C2; US4390568A

Description

Die Erfindung betrifft ein'Verfahren zum Herstellen einer korrosionsbeständigen Schutzschicht auf der Innenfläche von Stahlrohren durch Aufbringen eines mit einer Kunststoffdispersion vermischten Zementmörtels.

Es ist seit vielen Jahren üblich, Wasserrohre zum Korrosionsschutz mit Zementmörtelauskleidungen zu versehen.Im allgemeinen wird hierzu ein Rotationsschleuderverfahren verwendet. So hergestellte Auskleidungen haben z.B. einen VJasserzementwert von etwa 0,4 bei einem Mischungsverhältnis von etwa 2,5. Anforderungen an solche Auskleidungen werden im VDGW-Arbeitsblatt W 342 (1978) beschrieben. Es können aber auch andere Verfahren angewandt werden, bei denen der Zementmörtel nachträglich eingeworfen oder eingemolcht wird. Die normale Zementmörtelauskleidung ist gegen die meisten Wässer ausreichend oder vollständig korrosionsbeständig. Bei kohlensäurereichen Wässern, bei sauren Industrie-Abwässern und bei einigen Solen, die zementaggressive Stoffe, z.B. Magnesiumsalze und Sulfate enthalten, kann korrosiver Abrieb auftreten. Dabei wird meist das Calcium aus dem Zementmörtel gelöst und die Mörtel Struktur gestört. Insbesondere nach einem vorübergehenden Trocknen der entkalkten Mörtel schicht, was z.B. bei Reparaturarbeiten unvermeidlich ist, tritt ein Absanden des Mörtels auf.

Es ist ferner bekannt, daß durch geeignete Zusatzmittel, insbesondere auf Basis organischer Polymere in wäßriger Dispersion versucht wird, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Es ist aber nicht möglich, nach den üblichen Schleuderverfahren entsprechend W 342 solche Mittel dem Mörtel zuzusetzen, weil der größte Teil der Kunststoffdispersion beim Schleudern mit dem überschüssigen Anmachwasser ausgetragen wird. Aus diesem Grunde hat man versucht, mit anderen Verfahren legierte Mörtel einzubringen. So wird gemäß der DE-OS 26 20 669 vorgeschlagen, mit Hilfe von Druckluft über ein rotierendes tellerförmiges Rad oder über einen rasch rotierenden Verteilerkopf den Zementmörtel an die Innenwand eines ruhenden Rohres anzuwerfen. Hierbei ist ein nachträgliches mechanisches Glätten der Mörtelschicht erforderlich. Solchen Mörteln werden Kunststoffdispersionen zugesetzt, um im wesentlichen die notwendige Haftung des frischen angeworfenen Mörtels zu gewährleisten.

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Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die eingeschleuderte Kasse auf der Rohrinnenfläche nicht ausreichend verdichtet wird. Mit zunehmendem Porenvolumen, d.h. bei geringer oder fehlender Verdichtung, werden kalklösende Reaktionen erleichtert, der entkalkte Mörtel mechanisch sehr anfällig und vor allem die Anfälligkeit bei Sulfatangriff erhöht. Bei den mit Kunststoffdispersion legierten Mörteln wird die Entkaikungsgeschwindigkeit praktisch nicht verringert, die mechanische Abriebfestigkeit entkalkter Mörtel aber merkbar verbessert, vgl. Zeitschrift "3R-intern", 17, H. 7, S 448/459. Es wurde nun überraschend gefunden, daß bei hochverdichteten und legierten Mörteln die Korrosionsbeständigkeit wesentlich verbessert ist, wobei sowohl die Entkalkung als auch die Festigkeitseigenschaften der beanspruchten Mörtel betroffen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches eine hohe Verdichtung der Schutzschicht und damit eine hohe Korrosionsbeständigkeit, vor allem gegen saure Medien ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche.

Das Kunststoffpolymerisat der Mischung, insbesondere das Acrylharz hat die Eigenschaft, daß es die anorganischen Bestandteile des Mörtels verklebt, die Zwischenräume ausfüllt und gleichzeitig eine hohe chemische Beständigkeit gegen die alkalische Reaktion des Zements aufweist. Unter den oberflächenaktiven Kunstharzen sind solche Harze zu verstehen, die auf der Oberfläche der Zement- und Sandkörner absorbiert werden und den Mörtel bei sehr kleinen Wasserzementwerten flüssig halten.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können hohe Verdichtungen erzwungen werden. Bei dem oben genannten konventionellen Verfahren werden im Ansatz Zementmörtel mit einem Wasserzementwert von mindestens 0,50 verarbeitet. Solche Mörtel können aus den oben genannten Gründen nicht mit Kunststoffen legiert werden. Es wurde nun überraschend gefunden, daß es mit Hilfe von oberflächenaktiven Stoffen, z.B. Melaminharzen, möglich ist, verarbeitbare Mörtel mit Wasserzementwerten von anstelle 0,5 unter 0,32 bei V = 2,5 herzustellen. Diese Mörtel können nach dem Rotationsschleuderverfahren eingeschleudert werden und gleichzeitig Kunststoff-

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dispersionen enthalten. Beim Schleudern tritt praktisch kein Anmachwasser mehr aus. Zur Erzielung einer sehr hohen Verdichtung bei gleichzeitig minimaler Entmischung kann während des Schleudervorganges eine radial angreifende Vibration aufgebracht werden. Die dabei erziel baren Wasserzementwerte des eingeschleuderten Mörtels liegen unter 0,35.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend beschrieben:

Zement und Sand der Körnung 0,1 bis 1,5 mm werden in einem Massen-Verhältnis 1:2,5 gemischt bei Zugabe von Anmachwasser entsprechend einem Wasserzementwert von 0,32 und Zugabe einer Kunststoffdispersion von 10 Mass.-% bezogen auf Zement. Die Kunststoffdispersion enthält oberflächenaktive Stoffe und ein alkalibeständiges Polymer. Die Verarbeitungseigenschaften des Mörtels können durch puzzolanische Füllstoffe von 5 bis 30 Mass.-% bezogen auf Zement verbessert werden, weil diese den Kunststoff absorbieren, die Fließeigenschaft erhöhen und eine Entmischung vermindern. Nach dem Einbringen des Frischmörtels in das ruhende oder sich langsam drehende Rohr wird die Rotation eingeleitet. Die Rotationsgeschwindigkeit wird in den ersten ein bis drei Minuten langsam hochgefahren und dann bei einem Höchstwert gehalten. Die Fliehkraft soll hierbei mindestens die zwanzigfache Erdbeschleunigung, vorzugsweise jedoch ein Vielfaches dieses Wertes haben. Zur Vermeidung einer Entmischung des Mörtels und zur guten Verteilung kann während des Hochfahrens Vibration aufgebracht werden. Der Schleudervorgang kann nach wenigen Minuten beendet werden, wobei die Rotationsgeschwindigkeit wie zu Beginn vermindert wird.

Die angegebenen Wasserzementwerte sind auf das Beispiel eines Mischungsverhältnisses 2,5 bezogen. Bei anderen Mischungsverhältnissen, die im Bereich von 2 bis 3 schwanken können, sind kleinere bzw. größere Minimalwerte für den Wasserzementwert zu berücksichtigen.

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Beispiel für eine Zementmörtel zusammensetzung mit hoher Beständigkeit gegen saure und salzreiche Abwasser:

Teile Stoff

220 Quarzsand 0,1 bis 1,5 mm, abgestuft nach Fuller-Kurve

50 Quarzsand H 31

96 Portlandzement 45 F HS

12 EFA-Füller

22 Acrylharz-Dispersion (50% Feststoff)

0,2 Melamin-Kondensationsharz

22 Wasser

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Claims

12 548 Mannesmann Aktiengesellschaft, Mannesmannufer 2, 4000 Düsseldorf Verfahren zur Herstellung hochkorrosionsbeständiger legierter Zementmörtel auskl ei düngen in Metall rohren ' Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer korrosionsbeständigen Schutzschicht auf der ^ Innenfläche von Stahlrohren durch Aufbringen eines mit einer Kunststoff-

dispersion vermischten Zementmörtels, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zementmörtel mit einem Mischungsverhältnis im Bereich von V = 1 bis 3 und einem Wasserzementwert von W = 0,25 bis 0,35 mit 3 bis 30 Mass.-%, vorzugsweise 10 Mass.-%, bezogen auf den Zementanteil, einer aus einem Kunststoffpolymerisat und einem oberflächenaktiven Kunstharz zusammengesetzten Kunststoffdispersion vermischt wird, daß die Mischung in das Stahlrohr eingebracht und durch mit hoher Geschwindigkeit erfolgendes Rotieren des Rohres auf dessen Innenfläche verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zementmörtel mit einer aus Melaminharz und Acrylharz zusammengesetzten Kunststoffdispersion vermischt wird.

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3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr nach dem Einbringen der Mischung zunächst zwecks Verteilung an der Innenwand mit einer niedrigen Umdrehungszahl von z.B. 140 bis 240 pro Minute - je nach Rohrdurchmesser - und dann für die Verdichtung der Mischung mit hoher Umdrehungszahl von z.B. 400 bis 750 rotiert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ta das Rohr eine Zernentmörtel-Kunststoffdispersion eingebracht wird, die 5 bis 30 Mass.-% eines puzzolanischen Füllstoffes, insbesondere Flugstäube aus Hochtemperatur-Schmelzfeuerungen ("EFA-Füller") enthält, die bei Temperaturen von 1600 bis 1700*C gewonnen sind, einen Glasanteil von etwa 90% enthalten und einen puzzolanischen Effekt von 115% aufweisen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Rotierens des Rohres dieses in radialer Richtung mittels Vibratoren in Schwingungen versetzt wird.

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