DE3335041C1 - Verfahren zur Erhöhung der Druckbelastbarkeit von Aminoplast-Schaumkunststoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Wie auch die Merkmale in den Ansprüchen 2 bis 4 belegen, ist es möglich, den mit Harz zu verfüllenden Kammern unterschiedliche Formen zu geben. So können beispielsweise lange durchgehende Schläuche geradlinig oder kurvenförmig in den zu verfüllenden Hohlräumen verlegt werden. Ferner ist es möglich, Folienschläuche abschnittsweise mit Einschnürungen zu versehen und auf diese Weise mehrere voneinander unabhängige Kammern in Längsrichtung eines solchen Folienschlauchs auszubilden. Diese Kammern können, ebenso wie durchgehende Schläuche, eckig oder rund sein. Ihre Anordnung und Lage in den Hohlräumen hängt von der Richtung und Größe der zu erwartenden Druckbeanspruchungen ab. Schließlich ist es denkbar, daß Flächenfolien verwendet werden. die bereichsweise mit integrierten Kammern versehen sind. Auch solche Kammern können die verschiedensten Konfigurationen aufweisen. Ihre Anordnung kann ein- oder beidseitig sein.
• Ein weiterer Vorteil der Befüllung der Kammern mit Harzextrakten ist der, daß dieselben Apparaturen verwendet werden können, die auch zur Ausschäumung mit Schaumkunststoff verwendet werden. Dieser Vorteil macht sich insbesondere in den untertägigen Grubenbetrieben im Hinblick auf die dort beengten Raumverhältnisse bemerkbar. Die Dicke der jeweiligen Folien wird in Abhängigkeit des Füllmaterials und des zu erwartenden Drucks gewählt. Die Folien können aus Kunststoff oder gegebenenfalls Papier bestehen. Sie können bei Bearf an Ort und Stelle unter Tage oder am jeweiligen Montageort hergestellt werden. Auch lassen sich Schläuche mit Rückschlagventilen verwenden. Stets kann man die Kammern so ausbilden und anordnen, daß sie sowohl von ihrer Form als auch ihrer Lage her gezielt den zu erwartenden Druckbeanspruchungen angepaßt werden können.
• Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf den untertägigen Bergbau beschränkt, obwohl sie hier mit gleichem Erfolg sowohl im Strecken- als auch im Strebausbau eingesetzt werden kann. Überall dort, wo eine höhere Druckbelastbarkeit von Schaumkunststoff gefordert wird, ist die Erfindung mit vollem Erfolg einsetzbar, so z. B. bei schwimmenden Estrichen oder auch in Zwischendecken.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Strekke in einem untertägigen Grubenbetrieb; Fig.2 einen horizontalen Längsschnitt durch den Ausbau der F i g. 1 sowie das angrenzende Gebirge entlang der Linie II-II und Fig.3 bis 5 verschiedene Ausführungsformen von Abdeckfolien mit Füllkammern.
• In den F i g. 1 und 2 sind mit 1 mehrteilige U-förmige Ausbaurahmen bezeichnet, die im Abstand voneinander in Längsrichtung der Strecke 2 gegen das Gebirge 3 verspannt werden. Die übertrieben herausgestellten Hohlräume 4 zwischen dem Ausbau 1 und dem Gebirge 3 werden mit Schaumkunststoff 5 verfüllt. Vor dem Einbringen des Schaumkunststoffs 5 wird allerdings auf die Ausbaurahmen 1 erst einmal eine Folie 6 aus Kunststoff aufgebracht, damit der Schaumkunststoff 5 nicht in die Strecke 2 austreten kann.
• Um dem in die Hohlräume 4 eingeschäumten UF-Schaumkunststoff 5 eine höhere Druckbelastbarkeit zu verleihen, sind in der Firste und in den Stoßbereichen Stützrippen 7 vorgesehen worden. Die Räume neben diesen aus mit sofort aushärtbarem Harz 8 gefüllten Folienkammern 9 gebildeten Stützrippen 7 werden anschließend mit dem Schaumkunststoff 5 verfüllt. Tritt Gebirgsdruck auf, so verteilt sich dieser zunächst auf die Stützrippen 7 und entlastet dadurch den Schaumkunststoff 5 weitgehend. Erst nach seinem Austrocknen ist er bei gleichzeitigem Zusammendrücken der Stützrippen 7 ebenfalls druckbelastbar und kann insofern als Element betrachtet auch einen höheren Druck aufnehmen als in Schaumform allein.
• In der Fig. 3 ist eine Flächenfolie 10 veranschaulicht, die ebenfalls außenseitig eines Streckenausbaus 1 angebracht werden kann. Diese Flächenfolie 10 weist aber bereits über ihre gesamte Länge im Abstand verteilt angeordnete durchgehende Kammern 11 zur Befüllung mit Harz 8 auf.
• In der F i g. 4 ist eine Schlauchfolie 12 veranschaulicht, bei der Füllkammern 13 für Harz 8 durch bereichsweise Einschnürungen 14 hergestellt worden sind.
• Die Flächenfolie 15 der Fig.5 zeigt, daß man ein-oder beidseitig Kammern 16 bis 20 verschiedenster Größe und Konfiguration ausbilden kann, wobei die Größe und Konfiguration von der Richtung und Größe der Druckbeanspruchungen abhängig ist.
• - Leerseite -

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erhöhung der Druckbelastbarkeit von in vorzugsweise in untertägigen Grubenbetrieben vorhandenen Hohlräumen eingebrachten und Flächendrücken ausgesetzten Füllungen aus Aminoplast-Schaumkunststoffen, insbesondere UF-Schäumen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlräume (4) zunächst Folien (7, 10, 12, 15) mit in einem von den zu erwartenden Druckbeanspruchungen abhängigen Raster angeordneten Kammern (9, 11, 13, 16 bis 20) verlegt, dann die Kammern (9, 11, 13, 16 bis 20) ohne Zuführung von Wärme und/oder Druck mit einem schnellhärtenden, nicht aufschäumenden Harzextrakt (8) gefüllt und anschließend die neben den durch die harzgefüllten Kammern (9, 11, 13, 16 bis 20) gebildeten rippenartigen Stützwülste verbleibenden Räume mit dem Schaumkunststoff (5) ausgeschäumt werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Schlauchfolie (7) mit einer einzigen durchgehenden Kammer (9) ausgebildet ist
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (12) schlauchartig gestaltet ist und durch abschnittsweise vorgesehene Einschnürungen (14) gebildete Kammern (13) aufweist.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Flächenfolie (15) mit bereichsweise integrierten Kammern (16 bis 20) ausgebildet ist.

   Die Erfindung betrifft einerseits gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Verfahren zur Erhöhung der Druckbelastbarkeit von in vorzugsweise in untertägigen Grubenbetrieben vorhandenen Hohlräumen eingebrachten und Flächendrücken ausgesetzten Füllungen aus Aminoplast-Schaumkunststoffen, insbesondere UF-Schäumen.

   Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

   UF-Schaumkunststoff wird in untertägigen Grubenbetrieben insbesondere zum Ausfüllen von Hohlräumen zwischen dem Grubenausbau und dem Gebirge verwendet. Auch bei der Ausfüllung von Ausbrüchen gelangt UF-Schaumkunststoff zur Anwendung. Einer der hiermit erzielbaren Vorteile ist die Verminderung des Arbeitsaufwands für die Ausbauhinterfüllung. Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung von Hohlräumen, in denen sich leicht entzündbare Gase ansammeln können.

   Aus den durch den praktischen Einsatz von UF-Schaumkunststoffen gewonnenen Erkenntnissen ergibt sich jedoch, daß ihre Druckbelastbarkeit zu wünschen übrig läßt. UF-Schaumkunststoffe werden im allgemeinen mit einem m3-Gewicht von 12 bis 15 kg geschäumt Durch die Erhöhung des Harzanteils läßt sich das Gewicht auf etwa 60 bis 70 kg/m3 heraufsetzen. Hierdurch kann die Druckbelastbarkeit zwar erhöht werden, indessen büßen sie ihre Flexibilität ein und neigen unter Druck zum Zerspringen.

   Ferner hat man durch Veränderung der Verhältnisse von Schaummittel (Tensid) und Harzlösung, z. B. durch H arzüberschuß, einen schwereren Schaum hergestellt.

   Aber auch ein solcher Schaumkunststoff neigt unter Druckbelastung zur Versprödung.

   Schließlich hat man versucht, die Druckbelastbarkeit von UF-Schaumkunststoffen durch die Zugabe von festen oder flüssigen Füllstoffen zu verbessern. Man nahm an, daß anorganische Zusatzstoffe, wie z. B. Sand, Ton oder Gips, der Harz- oder der Schaumlösung zugesetzt bzw. verteilt in beide Lösungen die Druckbelastbarkeit verbessern würden. Es hat sich aber gezeigt, daß alle Bemühungen, die UF-Schaumkunststoffe mit einer größeren Druckbelastbarkeit zu versehen, mit Füllstoffen nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt. Die bekannten Füllstoffe lagern sich nämlich aufgrund der Zellstruktur des Schaums in oder auf den Gibb'schen Dreiecken oder Kanälen ab, unterbrechen damit die durchgehende Harzstruktur und verkehren die Eigenschaften des Schaums oft in das Gegenteil. Sie verhindern die Bildung eines zusammenhängenden Gefüges und damit die Erhöhung der Druckstabilität. Außerdem wäre es theoretisch zwar denkbar, die Hohlräume zwischen den Gibb'schen Kanälen zu verfüllen, indessen ist dies in der Praxis nicht möglich, da durch das Gewicht des zugegebenen Füllstoffs der Schaum selbst nicht mehr strukturfähig bleibt. Es gelang daher bisher nicht, apparativ die Lufthohlräume zwischen den Schaumzellen quantitativ mit einem Füllstoff zu verfüllen.

   Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche es ermöglichen, die in Hohlräume, vorzugsweise von untertägigen Grubenbetrieben, eingebrachten Aminoplast-Schaumkunststoffe hinsichtlich ihrer Druckbelastbarkeit zu verbessern.

   Was den verfahrensmäßigen Teil dieser Aufgabe anlangt, so besteht dessen Lösung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

   Das Wesentliche hieran ist, daß die zu verfüllenden Hohlräume zunächst mit Stützrippen aus in Sekunden erhärtenden Harzextrakten versehen werden. Die Länge dieser Stützrippen und ihre Konfiguration in den Hohlräumen, d. h. also ihre Rasteranordnung, wird in Abhängigkeit von den zu erwartenden Druckbeanspruchungen gewählt. Anschließend werden die Bereiche der Hohlräume neben den Stützrippen mit Schaumkunststoff ausgeschäumt Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß bei einwirkendem Flächendruck nicht mehr der Schaumkunststoff, sondern die mit den ausgehärteten Harzextrakten gefüllten Kammern in Form von Stützwülsten belastet und der Flächendruck hiervon aufgenommen werden. Die Druckfestigkeit des Schaumkunststoffs wird hierdurch kaum beeinträchtigt, wobei er jedoch seine geforderten chemischen und physikalischen Eigenschaften beibehält. Erst nach dem Austrocknen des Schaumkunststoffs bei gleichzeitigem Zusammendrücken der Stützrippen ist auch der Schaumkunststoff druckbelastbar und kann zusammen mit den Stützrippen als gewissermaßen armiertes Element einen wesentlich höheren Druck aufnehmen.