DE60102297T2

DE60102297T2 - Verfahren zum verfestigen von natürlichen steinblöcken

Info

Publication number: DE60102297T2
Application number: DE60102297T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Marocco
Original assignee: Geo Srl
Current assignee: Geo Srl
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: US6843242B2; PT1296910E; EP1296910B1; EP1296910A1; US20030145841A1; ES2217157T3; WO2002002480A1; TR200401335T4; ATE261417T1; JP2004502627A; EP1170271A1; DE60102297D1; CN1331816C; CN1446185A; AU2001267556A1

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode für die Sanierung von Natursteinblöcken durch Auffüllung und Verschweißung der strukturellen Unterbrechungen im Inneren der Blöcke, die mit einer der sechs Seiten eines substantiell quaderförmigen Blockes in Berührung sind, mit einem aushärtbaren Flüssigharz.
Die Natursteinblöcke, wie Marmor, Granit, Onyx usw. weisen häufig Strukturdefekte auf, die durch ihre mineralogische Zusammensetzung und die geologische Vorgeschichte des Lagers verursacht wurden und die Auswirkung dieser auf ihre Strukturhomogenität bezeugen.
Die Ungleichartigkeit des Vormaterials wirkt sich auf den ganzen Herstellungszyklus aus, vom Abbau des Materials bis zu seiner Bearbeitung und Endgebrauch.
Bis jetzt konnten sich die Herstellungsaktivitäten des Sektors in ihrer Gesamtheit nur an diese Situation anpassen: die Lager an stark zerbröckeltem Material werden nicht verwendet und wurden stillgelegt, da die Tätigkeit weder wirtschaftlich noch ertragreich war, und die Bearbeitungstätigkeit begrenzte sich auf die Verwendung der weniger defekten Blöcke und die Reparatur – soweit möglich – der defekten Platten und Fabrikate.
Die nicht konstanten und unkontrollierbaren Struktureigenschaften des Steinrohmaterials stellen ein grundsätzliches Problem bei der industriellen Bearbeitung des Materials dar und der ganze Sektor arbeitet noch in handwerklicher Weise, mit Kleinunternehmen und wenig Personal.
Für die Korrektur des Vormaterials, damit dieses Eigenschaften mit größerer Strukturhomogenität annimmt, wurden verschiedene Versuche zur Verfestigung der Blöcke und Erhöhung der Ausbringung vorgenommen, der interessanteste davon war die Sanierung der Blöcke durch Auffüllung der internen Brüche mit aushärtbaren Harzen unter Vakuum.
Hierzu ist es notwendig, dass der Block in einen festen und dichten Metallbehälter gesetzt wird, der an fünf Seiten genau anliegt und nur die obere Seite frei lässt, wobei der Abstand zwischen Block und Behälter, um einen zu großen Harzverbrauch zu vermeiden, kleinstmöglich sein sollte und der den hydrostatischen Druck des Harzes im Inneren und den weit stärkeren Aussendruck zufolge der Druckunterschiede zwischen Autoklav und Schalungsinnerem begrenzt, die sich während des Ablaufs der Methode bilden.
Da jeder Natursteinblock eine unterschiedliche und einzigartige Abmessung hat, müsste die metallische Schalung mit variabler Geometrie geplant und hergestellt werden und dies würde enorm die Herstellung und noch stärker die Verwendung komplizieren.
Sie müsste nämlich für jeden Zyklus demontiert und nach sorgfältiger Reinigung wieder montiert werden, die Dichtung müsste vor erneuter Montage kontrolliert oder ersetzt werden mit der wiederholten Problematik, die perfekte Abdichtung gegen Flüssigkeiten und Gas bei jeder Neumontage zu garantieren, die für den Erfolg dieser Methode unerlässlich ist.
Diese theoretisch korrekte Methode ist daher vom praktischen Gesichtspunkt unanwendbar, da die Ausrüstung für die Herstellung der Schalung und die notwendigen Mittel für die Montage- und Demontagebewegungen zu teuer wären, die Verwaltungskosten wegen der langen Montagevorgänge der Schalungsbestandteile und ihrer Demontage und Reinigung bei jedem Zyklus zu hoch sind und das Resultat in Frage gestellt ist, da sich bei jeder Behandlung das Problem der korrekten Dichtheit gegen Flüssigkeit und Gas erneut stellen würde.
Ein Versuch der Vereinfachung der Methode, durch Wegfall der schweren Metallschalung, ist im italienischen Patent 1.027.222 beschrieben, das die Verwendung eines flexiblen Plastikbehälters als Aufnahme des Blockes vorsieht, an dessen Außenseite Mineralöl mit spezifischem Gewicht nahe dem des für die Methode benutzten Harzes in die Autoklav eingefüllt wird.
Durch Veränderung des Ölstandes um den mit einem flexiblen Plastiksack umhüllten Block kann die bei dieser Methode benutzte Harzmenge genau kontrolliert werden.
Die Grenzen dieser Methode bestehen in der Tatsache, dass das Öl die Autoklav verschmutzt und bei jedem Zyklus in einem Außenbehälter aufgefangen werden muss und dass bei allen Bewegungsvorgänge des Blockes nach der Imprägnierung noch das restliche Öl abtropft.
Da die Aushärtung des Harzes für den in das Öl eingetauchten Block innerhalb der Autoklav erfolgen muss, ist die Nutzung der Autoklav, was die Anzahl der innerhalb 24 Stunden möglichen Behandlungen anbetrifft, nicht zufriedenstellend.
Im europäischen Patentantrag EP 0 962 430 A1 ist eine Methode mit dem Vorteil beschrieben, dass hierbei sowohl die feste Metallverschalung als auch der Ausgleich durch den Druckkontrast wegfällt, wobei der Block selbst dem hydrostatischen Druck des in den Plastikbehälter eingefüllten Flüssigharzes widersteht. Der Plastikbehälter läuft um den Block herum und ist mit dem Block durch eine Vielzahl von Stengeln verbunden, die an den Block angeklebt sind, wenn sie Bestandteil der Verkleidung sind, oder aber an der Verkleidung angeklebt sind, wenn sie auf dem Block aufgebaut sind. Diese Stengel bilden das Kanalsystem für die Harzfluss, und die Messungen darauf ermöglichen die Kontrolle des Verbrauchs.
Die Plastikverkleidung erlaubt auch, ohne die Verwendung von Strukturen und von schweren Metallwänden, die Verlagerung des Blockes und den Widerstand gegen den starken Druck von außen nach innen, der sich aufbaut, wenn in der Autoklav erneut der Luftdruck oder höhere Druckwerte eingeführt werden.
Die Nachteile dieser Methode sind der starke Handarbeitscharakter des Blockverkleidungsvorganges, die nach Verklebung der Stengel für die Annahme der mechanischen Werte für den sicheren Halt der zahlreichen Verklebungspunkte notwendige Zeit und die Schwierigkeit, die Dichte gegen Flüssigkeiten und Gas der in vier Punkten zusammengesetzten Verkleidung zu garantieren, oder, im Fall einer kontinuierlichen Folie, die Schwierigkeit einer korrekten Kanten-Verschweißung, wobei der Klebstoff auf jedem Stengel in der richtigen Menge und mit größter Sorgfalt aufgebracht werden muss und jegliches Verschieben der Umhüllung bei noch flüssigem Klebstoff zu vermeiden ist, um das Blockieren der Harzeinspritzkanäle zu verhindern.
Die Methode der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft für die Sanierung von Natursteinblöcken mit Strukturdefekten verwendet werden und basiert auf der gemischten Technik, welche die Probleme der Dichtigkeit gegen Flüssigkeiten und Gas des Außenmantels des Blockes von denjenigen der Einschränkung des hydrostatischen Druckes trennt, ohne Verklebung des Blockes mit der dichten Außenumhüllung und ohne Risiko für ein Versagen der Methode auf Grund von Dichtigkeitsfehlern der abdichtenden Umhüllung des Blockes auf fünf Seiten.
Die obigen und weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung, die aus der nachstehenden Beschreibung hervorgehen, werden durch die Methode der Sanierung von Natursteinblöcken erreicht, wie in der Beanspruchung 1 beantragt. Bevorzugte Ausführungsformen und nicht banale Varianten der vorliegenden Erfindung bilden den Gegenstand der davon abhängigen Beanspruchungen.
Diese und andere Ergebnisse der Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung besser verständlich, die sich auf die einer bevorzugten Ausführungsform beiliegenden Zeichnungen bezieht, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben wird, und in der:
die 1 die Perspektive eines außen, unten und um den Umfang mit einem gegen Flüssigkeiten und Gas dichten Material verkleideten Natursteinblockes schematisch darstellt, wobei die Folie gegen den Block durch das Gewicht des Blockes selbst in den Auflagepunkten mechanisch befestigt ist und durch robuste und unverformbare Strukturen auf den vier vertikalen Seiten, die miteinander durch eine hermetische Wulst strukturellen Klebstoffs verbunden sind. Der Block ist so für die Reparatur und Verfestigung mit der Methode dieser Erfindung bereit.
Die 2 zeigt dagegen den waagrechten Schnitt einer Seite des Blockes mit den verschiedenen Materialschichten, die ihn umhüllen, einschließlich des Harzes im flüssigen oder ausgehärteten Zustand, das sich zwischen oder innerhalb der Folienmaterialien und dem Block befindet.
Die 3 und 4 zeigen beschreibende Zeichnungen der beiden Systeme für Einschränkung des hydrostatischen Drucks, das eine mit festen Halterungen um den Block herum in einem geeigneten Abstand zu einander (entsprechend der 1), das andere sieht den Einsatz von festen und möglichst leichten Materialplatten vor, welche die vertikalen Innenflächen auf den beiden längeren Seiten und substantiell die beiden Kopfflächen des Blockes mit mechanischen Rückhaltemitteln abdecken, die fest an der Auflageplattform des Blockes befestigt sind.
Unter Bezug auf die Abbildungen wird jetzt die Methode für die Imprägnierung und die Verfestigung eines Natursteinblockes beschrieben, der hiernach nur noch mit "Block" bezeichnet wird.
Der Block 1 wird anfänglich bis zur Erreichung einer Temperatur von 15–20°C in seinem Inneren erhitzt, um über eine aktive thermische Masse zu verfügen, welche die perfekte Trocknung des Blockes unter Vakuum ohne Eisbildung ermöglicht.
Diese Erwärmung kann durch alle bekannten Mittel, wie Infrarotlampen, elektrische Wärmplatten oder Belüftung des Blockes mit Heißluft, erfolgen.
Der Block befindet sich auf einer festen Plattform 11, die auch für seinen Transport benutzt und auf die eine Folie 2 gelegt wird, deren Abmessungen um einige cm die Abmessungen der Blockgrundfläche 1 überschreiten, und auf der sich Distanzstücke (nicht dargestellt) befinden, die den Abstand des Blockes 1 von der besagten Grundfolie 2 bestimmen.
Die Grundfolie 2 ist dicht gegen Flüssigkeiten und Gas, auch wenn der auf die Außenseite der Folie ausgeübte Druck um einige Atmosphären größer als der gegen ihre Innenfläche in Richtung Block 1 ausgeübte ist, und die aus Elastomer, Plastik, Metall oder imprägnierten Fasern besteht und, vorzugsweise eine glatte Oberfläche hat.
Die Distanzstücke können aus jedem beliebigen Material sein und müssen so angeordnet werden, dass sie ein einheitliches Kanalnetz unter dem Block 1 bilden.
Es ist ebenfalls möglich, anstelle der Distanzstücke eine einfache oder doppelte Gewebefolie aus Glasfasern oder anderem Material zu verwenden, wobei das Gewebe so auszuwählen ist, dass das Harz leicht dadurch fließen kann, oder aber das Gewebe aus Stäbchen kleinen Durchmessers besteht und die Kante die vertikalen Stäbchen miteinander verbindet, wodurch das imprägnierende Harz von der oberen Fläche des Blockes 1 nach unten fließen kann.
Daraufhin wird um die vier vertikalen Seiten des Blockes 1 in einer Höhe, die um 1–2 Zentimeter die Blockhöhe 1 überschreitet, wenn der Block 1 bereits auf die Grundfolie 2 und auf den Distanzstücken aufliegt, der komplette vertikale Umfang des Blockes 1 mit einer einfachen oder doppelten Schicht Glasnetz 3 bewickelt, dessen Struktur den Durchfluss des Harzes ermöglicht, oder aber mit einem Gewebe, dessen Struktur aus Stäbchen kleinen Durchmessers besteht, wobei die Kante zur Verbindung der vertikalen Stäbchen untereinander dient, damit das imprägnierende Harz von der oberen Fläche des Blockes 1 nach unten fließen kann.
Erfolgt die Imprägnierung des Blocks 1 in normaler Stellung bezogen auf das darauffolgende Sägen des Blockes in Platten mit Vielfachklingengestell, werden die Platten auf dem Umfang zum Schutz gegen Stöße bei der Verlagerung umgürtet, mit dem weiteren Vorteil, dass die obere wie auch die untere Harzschicht zwischen der Grundfolie 2 und dem Block 1 nicht mit dem Gestell durchsägt werden muss, wobei dieser Sägevorgang für die Granit-Gestelle und die noch existierenden Sandgestelle für Marmor Probleme bereiten könnte.
Daraufhin wird eine kontinuierliche Folie 4 um den Umfang des Blockes 1 gewickelt, die gegen Flüssigkeiten und Gas auch dann dicht ist, wenn der auf die Außenseite der Folie ausgeübte Druck um einige Atmosphären größer als der gegen die Innenseite gegen den Block 1 ausgeübte ist, und die um einige cm über den Block 1 herausragt, um eine Art Wanne für das flüssige Harz zu bilden, das dann auf den Block 1 gegossen wird. Die Endstücke der Folie 4 werden, nachdem die Folie 4 so gezogen wurde, dass sie genau am Umfang des Blockes 1 aufliegt, miteinander verschweißt (in 18 in 1) oder in anderer Weise verbunden, um die Undurchlässigkeit gegen Flüssigkeiten und Gas sicher zu stellen.
Die Folie 4 kann aus Plastik, Polypropylen, Polyäthylen, Polyester, PVC, Polyamid, Polystyrol, Aluminium oder anderem Material bestehen, darf sich aber nur wenig ausweiten. Aus diesem Grund und um die absolute Undurchlässigkeit gegen Flüssigkeiten und Gas zu verstärken, kann Verbundmaterial vorgesehen werden, unter Verwendung von zwei oder mehrere Folien 4 aus dem gleichen Typ Plastik oder Metall, oder aber anderer Kunststoff oder Mehrschichtfolien aus Metall und Plastik.
Zur Vervollständigung der Versiegelung der vertikalen Verkleidungsfolie 4 des Blockes 1 und der Grundfolie 2, und um einen Mantel zu bilden, der den Block 1 mit einem gegen Flüssigkeiten und Gas auf fünf Seiten undurchlässigen Behälter umhüllt, wird eine Materialwulst 9 durch zum Beispiel "hot melt" (Heißverschmelzung) längs der Verbindungskante zwischen vertikaler Verkleidungsfolie 4 und Grundfolie 2 gebildet.
Daraufhin wird in die betreffenden einzelnen oder paarweisen Gewindebohrungen 12, die sich außerhalb der maximalen Grundfläche des größten bearbeitbaren Blockes 1 befinden, eine entsprechende Anzahl von festen Halterungen 5 mit T- oder U-förmigen Querschnitt und mit geeigneter Länge auf 90° positioniert, die auf der Plattform 11 aufliegen und die durch Ösen oder seitlich mit Bolzen in den Bohrlöchern 12 befestigt werden, nachdem die flache Grundfläche des Profils gegen die Blockwand gedrückt wurde, die bereits mit der Folie 4 verkleidet ist.
Die festen Halterungen 5 haben die gleiche Höhe des Blocks 1 oder sind größer, und sind mit einer geeigneten Abflussvorrichtung versehen, um nicht die Verbindungswulst 9 zwischen Grundfolie 2 und Umfangsverkleidung 4 zu behindern, und können aus Metall oder verstärktem Kunststoff sein.
Für eine andere, in 4 beschriebene Version, werden die Befestigungslöcher der festen Halterung 5, die zur Verstärkung der Oberflächen auf den Längsseiten des Blocks 1 dienen, auf einem Längsende der Plattform 11 mit einem Achsenabstand zwischen den Endstücken positioniert, der wenigstens um einige zehn cm die maximale Länge des bearbeitbaren Blockes 1 überschreitet, wobei die Halterungen 5 dazu dienen, um eine feste und leichte Platte 20 geeigneter Stärke gegen den Block zu drücken, zum Beispiel ein Paneel mit Wabenstruktur aus Aluminium von wenigstens 5 oder 6 cm Stärke, das außen mit einer Haut aus imprägnierten Gewebe oder Aluminiumfolie versehen ist, oder auch mehrere Paneele kleinerer Stärke aus dem gleichen Material, die eventuell mechanisch oder durch Verklebung miteinander verbunden wurden.
Für die Begrenzung des hydrostatischen Druckes gegen die Kopfflächen des Blocks 1 wird in gleicher Weise mit festen und leichten Paneelstrukturen 22 vorgegangen, wobei eventuell verschieden breite Paneele zur Verfügung stehen sollten, um die seitlichen Verbindungen mit der festen Halterungsfläche zu minimieren, deren Widerstand gegen hydrostatischen Druck nur durch die Dichtfolie 4 gegeben ist.
Die Plattform 11, auf der sich der Block 1 befindet, wird dann in die Autoklav (nicht dargestellt) transportiert, in der eine Öffnung für die Einfüllung des Harzes und vorzugsweise ein oberes Schaufenster für die Kontrolle des Vorganges vorhanden ist, wobei sicher zu stellen ist, dass der Steinblock 1 nivelliert ist.
Die in der Autoklav enthaltene Luft wird bis zum Vakuum abgelassen und in dieser Phase erfolgt die schnelle und vollständige Trocknung des Blocks 1 und aller internen Brüche und Hohlräume, die mit einer der sechs Seiten des Blockes in Verbindung sind. Diese Trocknungsmethode wird durch die vorherige Erwärmung des Blockes 1 und die reduzierte Spannung des Wasserdampfes begünstigt, die progressiv mit der Abnahme des Druckes in der Autoklav abnimmt.
Zur Beschleunigung der Trocknungsphase und um zu vermeiden, dass das im Block 1 enthaltene Wasser durch die Vakuumpumpe entfernt werden muss, ein Vorgang, der die Methode verlangsamen und die Erreichung des optimalen Vakuumniveaus in annehmbarer Zeit verhindern würde, empfiehlt es sich, in das Innere der Autoklav eine Kühlspirale zu stellen, auf der sich der freiwerdende Dampf in Form von Eis absetzen kann.
Nach Erreichung eines Vakuums möglichst nahe Null in der Autoklav, in jedem Fall nicht höher als 10 torr Rest, wird das Harz progressiv in die Autoklav eingegeben, durch das Vakuum in der Autoklav oder durch eine Pumpe angesaugt, und verteilt sich auf der freien Oberfläche des Blockes 1 bis zur Erreichung eines vorgegebenen Flüssigkeitsstandes, der für das Ausfüllen aller inneren Defekte im Block 1 ausreichend ist.
Alternativ wird das zuvor entgaste Harz an der Grundfläche des Blockes 1 eingegeben und steigt dann nach oben, um den Ausgang der noch im Block 1 verbliebenen Luft zu erleichtern, wobei aber auch hier ein ausreichender Flüssigkeitsstand auf der Oberfläche des Blocks 1 vorzusehen ist.
Die Übermenge wird auf Grund der Erfahrung auf statistischer Basis berechnet, unter Berücksichtigung des zu sanierenden Steintyps und in jedem Fall mit einer leichten Zugabe, um zu vermeiden, dass durch einen offenen Schlitz Luft in das Innere des Blocks 1 eindringen kann, wodurch der Imprägnierungsvorgang fehlschlagen würde.
Das Harz kann gefärbt sein, so dass die Reparatur nur wenig oder gar nicht auf den Platten und Fabrikanten, die später hergestellt werden, sichtbar ist: hierzu wird ein Dosierer mit konzentrierter und mit Harz verdünnter Farbe dem Harzfluss für die ganze Dauer der Harzeinfüllung in volumetrischen Proportionen oder Gewichtsprozenten beigesetzt.
Das Harz wird auf den Block 1 gegossen und beginnt in die Spalte mit größerer, Öffnung und in den Zwischenraum der dichten Außenwand, die durch die Folie 4 und den Block 1 gebildet wird, einzufließen und erreicht auch den Zwischenraum zwischen dichter Grundfläche 2 und dem Block 1, wobei stets der Flüssigkeitsstand über dem Block 1 ausreichend sein muss, um alle Defekte des Blockes 1 in den darauffolgenden Phasen aufzufüllen.
Daraufhin wird die Autoklav mit der äußeren Umgebung in Verbindung gesetzt und die erneut eintretende Luft wirkt wie ein Kolben auf die Oberfläche des flüssigen Harzes auf dem Block 1 in der Art Wanne, die am Umfang durch die Folie 4 gebildet wird, und forciert den Eintritt in den Block 1 mit einem verfügbaren Differential von ca. 1 kg/cm² zwischen Innerem und Äußerem des Blockes 1.
Der Aufbau des normalen Luftdrucks in der Autoklav bewirkt einen positiven Druck, um das Harz auch in die Mikrospalten des Blockes 1 einzupressen.
Der Wert des Überdruckes kann je nach behandeltem Steintyp von mindestens 0,5 Atmosphären auf 5 Atmosphären oder mehr verändert werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass je kleiner der zu sanierende Spalt ist, desto größer der Druck sein muss, damit ihn das Harz erreicht und ausfüllt.
Nachdem die Autoklav für die Zeit unter Überdruck belassen wurde, die notwendig ist, damit der Druck das Harz in die Spalte und die strukturellen Räume des Blockes 1 nach Überwindung des vom Harz angetroffenen Widerstandes forcierte, wird in der Autoklav der normale Luftdruck hergestellt, die Autoklav kann geöffnet und der Block 1 herausgenommen werden.
Je nach Art der benutzten Anlage, der Förderleistung des Pumpentyps für die Vakuumerzeugung, die Einfüllungsart des Harzes in die Autoklav, die benutzte Technik für den Aufbau des Überdruckes und dessen Niveau, des verwandten Harztyps, des zu behandelnden Steintyps und der Abmessung des Blockes 1, kann der ganze Imprägnierungszyklus in der Autoklav von 30 bis 60 Minuten dauern, wodurch der Anlage eine beträchtliche Produktivität garantiert wird.
Nach Herausnähme des Blockes 1 aus der Autoklav muss das Harz in natürlicher Weise oder mit dem System aushärten, das für den betreffenden Harztyp vorgesehen ist. Bei Epoxyd- oder Polyurethanharzen mit Mono- oder Doppelkomponente zum Beispiel kann der Aushärtungsprozess durch Erwärmung des Blockes 1 beschleunigt werden, bei anderen Harzen kann zum Beispiel das Aushärten durch Ultraviolettbestrahlung veranlasst werden.
Nach Aushärtung wird der Block 1 von den für den Vorgang verwandten Strukturen befreit und ist für den Sägevorgang bereit.
Die oben beschriebene Methode ist einfach, benutzt für die Abdichtung gegen Flüssigkeiten und Gas einen Mantel, der von der Grundfläche des Blockes bis zum vertikalen Umfang mit der kleinstmöglichen Anzahl von Verbindungen geht, es sind keine Verklebungen zwischen Block und Mantel vorgesehen, für die Begrenzung des vom Harz ausgeübten, hydrostatischen Druckes werden feste Halterungsstrukturen, möglichst leicht und einfach zu bewegen, verwandt, ohne von ihnen Funktionen hinsichtlich der Dichtigkeit gegen Flüssigkeiten und Gas zu verlangen, wodurch die Montage und Demontage, Reinigung und Auswechseln der Dichtungen vermieden wird, die für eine feste Verschalung mit veränderlicher Geometrie notwendig wäre: Es wird dem Block 1 die Aufgabe überlassen, dem starken Druck von außen gegen das Innere zu widerstehen, der sich aufbaut, wenn der Block 1 in der Autoklav dem Ausgleich auf den Luftdruck bzw. dem in der Autoklav aufgebauten Überdruck ausgesetzt wird.
Weiterhin sind Einwegteile nicht sehr kostspielig, der Verbrauch an Harz pro behandelter Volumeneinheit wurde kompatibel mit dem vollständigem Ausfüllen der strukturellen Räume im Block auf das zumindest Notwendige reduziert, die Zyklusvorgänge sind einfach und ohne Unsicherheiten für die Ergebnisse, die Zykluszeiten sind kurz und die Methode ist wirtschaftlich und rentabel.
Die Methode dieser Erfindung sieht weiterhin vor, dass der Harzverbrauch bei der Imprägnierung durch eine (nicht dargestellte) Struktur reduziert wird, die über dem Block 1 nach dem Aufbau positioniert wird: diese Struktur besteht aus einem Material, dessen spezifisches Gewicht größer als dasjenige des Harzes ist und das substantiell genügend schwer ist, um den hydrostatischen Druck des Harzes zu überwinden. Diese Struktur wurde mit einer ausreichenden Stärke gebaut, damit das Harz nicht ihren oberen Teil bedecken kann, weiterhin besteht die Struktur aus einem Material, auf dem das Harz nicht haftet, oder ist lackiert oder mit einem, anderen Schutz versehen, auf dem sich das Harz nicht absetzt. Die Struktur besteht in ihrer Gesamtheit aus einem zentralen, quadratischen oder rechteckigen Teil, wobei dieser zentrale Teil herausgenommen und präzise auf den Block gesetzt werden kann, durch Aufhängen an Anschlussteilen, eventuelle zusätzliche Verlängerungen in Längs-, Querrichtung oder im Winkel, mit dem Zweck, den Hauptteil der oberen Oberfläche des Blockes 1 abzudecken. Diese Struktur wird so vorgesehen, dass ihre mit dem Block in Berührung stehende Unterfläche Vorsprünge hat, die mit der oberen Seite des Blockes 1 in Kontakt sind. Dieser Vorsprung soll einen Durchflusskanal für das Harz mit einer stark reduzierten Höhe enthalten und die Struktur zwingt das eingefüllte Harz, sich in gleicher Stärke zu verteilen und für mehrere Zentimeter in einen Umfangskorridor einzudringen, der durch seinen ebenen Raum und den Umfang innerhalb der Dichtfolie gebildet und durch die strukturellen Begrenzungspaneele begrenzt und abgestützt wird. Die Struktur enthält weiterhin ein zentrales Durchflussloch mit Bezugsmarke für den Stand des Harzes. Diese Bezugsmarke ermöglicht die Sichtkontrolle des betreffenden Standes durch ein Kontrollfenster und erlaubt, durch eine Steuerung oder manuellen Vorgang, die Einfüllung von mehr Harz, um zu vermeiden, dass die Oberfläche des Blockes 1 unbedeckt ist, wodurch Luft in das Blockinnere eintreten und der Imprägnierungsprozess fehlschlagen würde. Die Kontrolle des Harzstandes erfolgt automatisch und demzufolge wird auch das Pumpen des Harzes automatisch kontrolliert, wenn der Stand unter das Sicherheitsniveau absinkt, wobei der Stand durch einen Schwimmer und der Schwimmer durch einen Näherungsschalter oder ähnlichem kontrolliert wird. Dieser Schwimmer befindet sich in einer zentralen Öffnung oder, um Turbolenzstörungen zu vermeiden, ganz besonders dann, wenn das Harz von oben eingefüllt wird, in einer zweiten Öffnung, die nahe der Oberfläche des Blockes 1 mit dem zentralen Hauptdistanzloch in Verbindung steht, durch das eventuell das Harz eingefüllt wird.

Claims

Methode für die Reparatur und Verstärkung von substantiell quaderförmigen-Natursteinblöcken (1) mit Brüchen und strukturellen Unterbrechungen im Inneren, die zumindest mit einer der sechs Seiten des Blockes (1) in Verbindung sind. Die besagte Methode umfasst folgende Phasen: – Anbringung einer Verkleidung (2, 4) um den betreffenden Block (1), wobei diese Verkleidung (2, 4) längs dem vertikalen Umfang des Blockes (1) und darunter verläuft und über die Blockhöhe (1) übersteht. Die besagte Verkleidung (2, 4) verläuft auf Grund von Distanzstücken mit einem bestimmten Abstand vom Block (1) und zwar bildet die besagte Verkleidung (2, 4) einen gegen Flüssigkeit und Gas undurchlässigen Mantel und erlaubt das Fliessen des Harzes gegen den Block (1). Die Elemente der Verkleidung (2, 4) sind miteinander durch eine Dichtwulst (9) verbunden; – die vorherige Trocknung des Blockkerns (1) oder Erwärmung des besagten Blockes (1) für vollständige Trocknung unter Vakuum; – die Imprägnierung des besagten Blockes (1) unter Vakuum in der Autoklav mit aushärtbaren Harzen, wobei die besagten Harze im flüssigen Zustand auf die freie obere Fläche des Blocks (1) nach Aufbau des Vakuums gegossen werden, wodurch der untere Teil des Blockes (1) und sein Umfang in einen gegen Flüssigkeiten und Gas dichten Mantel eingeschlossen ist; und – das Eindringen des Harzes in die Brüche und Hohlräume des Steins zufolge der Zuschaltung des Luftdrückes, der als eine Art Kolben auf das flüssige Harz wirkt, das sich in dem Raum über der freien Oberfläche des Blocks (1) befindet, wodurch das Harz in die strukturalen Defektes des Blockes (1) darunter eingespritzt wird; gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die besagten Distanzstücke auch aus Gewebe sein können, das gegen den Harzfluss dicht ist, und durch die Tatsache, dass die Einschränkung der hydrostatischen Drücke des Harzes, die aus dem Inneren des Blockes (1) nach Außen gerichtet sind, und die Kontrolle des Harzverbrauches durch eine äußere Verschalung erfolgt, die aus der besagten Verkleidung (2, 4) besteht, die durch robuste Strukturen (5) abgestützt wird, wobei die besagten Strukturen (5) durch Verschraubung oder andere Befestigungsmittel an der Plattform (11) für die Halterung und den Transport des Blockes (1) befestigt sind.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß Beanspruchung 1, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass sie in folgender Reihenfolge die nachstehenden Phasen umfasst: – die Vorbereitung des Blockes (1) durch eventuelles Abvieren und Rückbildung mit den bevorzugten Füllmassen der Kanten oder anderer Oberflächenbereiche des Blockes (1) mit Aussparungen oder Anhäufungen; – die perfekte Trocknung des Blockkerns (1); – die Positionierung des zu reparierenden Blockes (1) auf eine feste und ebene Plattform (11), die für die Aufnahme und den Transport des Blockes (1) geeignet ist, wobei die besagte Plattform (11) mit Gewindebohrungen (12) oder ähnlichen mechanischen oder magnetischen Rückhaltemitteln versehen ist, mit Zwischenlage einer Grundfolie (2), die gegen Flüssigkeiten und Gas auch dann dicht ist, wenn der auf die Außenseite der Folie (2) ausgeübte Druck um einige Atmosphären größer ist, als der gegen die Oberfläche der Folie (2) gegen den Block (1) ausgeübte. Diese Folie (2) hat eine größere Abmessung als die Grundfläche des Blockes (1), und auf die besagte Folie (2) werden Distanzstücke oder ein Gewebe aufgelegt, welches das Gleiten des Harzes zwischen der oberen Fläche der Folie (2) und der Grundfläche des Blockes (1) erleichtert; – Anbringung auf dem vertikalen Umfang des Blockes (1) von einer oder mehreren, kontinuierlichen Folien (3) aus Gewebe oder Vlies, wobei diese Folien (3) über die Blockhöhe (1) herausragen und das Fliessen des Harzes, besonders in vertikaler Richtung, erleichtern sollen; – Anbringung auf dem Blockumfang (1) außerhalb der Folie (3) einer gegen Flüssigkeiten und Gas auch dann dichten Folie (4), wenn der Druck auf die Außenseite der Folie (3) um einige Atmosphären höher als der Druck ist, der auf die Innenseite der Folie (3) gegen den Block (1) ausgeübt wird. Diese Folie (4) ragt über die Blockhöhe (1) heraus und bildet so eine Art Wanne für die Aufnahme des Harzes, wobei die besagte Folie (4) an beiden Enden hochgezogen wird und am Umfang des Blockes (1) anliegt, und dann durch Verschweißung oder eine andere Verbindungsart, die eine gegen Flüssigkeiten und Gas dichte Verbindung erlaubt, (in 18) versiegelt wird; – Verbindung der vertikalen Folie (4) und der Grundfolie (2) mit der besagten, dichten Wulst (9), die aus einem strukturellen, gegen Flüssigkeiten und Gas dichten Klebstoff besteht; – Anordnung von mehreren festen Abstützungen (5) um den Block (1), wobei diese festen Abstützungen (5) gegen die abgedichtete Verkleidung stoßen, die aus der Folie (4) besteht, und an der festen Plattform (11) durch Verschraubung der Befestigungsmittel in den Gewindebohrungen (12) befestigt sind. Die besagten, festen Abstützungen (5) werden mit einem berechneten Abstand untereinander so angeordnet, dass sie dem hydrostatischen Druck des Harzes widerstehen, der sich im Blockinneren (1) aufbaut, ohne dass die Folie (4) reißt oder sich zu stark verformt, wodurch sich der Harzverbrauch vergrößern würde; – Eingabe des Blocks (1) in die Autoklav und Herstellung des Vakuums; – Ausgießen des Harzes auf die obere Blockfläche (1), die zuvor nivelliert wurde, in einer Menge, welche die Ausfüllung der strukturellen Defekte und der Hohlräume im Block (1) in den darauffolgenden Phasen der Methode garantiert, wobei ein Zutagekommen der Blockoberfläche (1) zu vermeiden ist, was den Eintritt von Luft in den Block (1) und das Scheitern des Sanierungsvorganges bedeuten würde; – Abbau des Vakuums in der Autoklav und zwar so, dass das Harz, das frei in die seitlichen Kanäle und Brüche des Blockes (1) einfloss, jetzt forciert in alle strukturellen Defekte mit einem Druck von 1 kg/cm² eingepresst wird; – Verbindung des Inneren der Autoklav mit der Umwelt, um den Luftdruck wieder herzustellen; – Öffnung der Autoklav, Herausnähme des Blocks (1) und dann das Harz aushärten lassen oder die Aushärtung des Harzes mit anderen Mitteln verursachen; – Den Block (1) von der Verschalung befreien, wodurch er für den darauffolgenden Schnitt in Platten verfügbar ist.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) laut der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die gegen Flüssigkeiten und Gas dichten Folien (2, 4) aus einer doppel- oder mehrschichtigen Folie aus Plastik- oder Metallmaterial bestehen, wobei diese Schichten untereinander so verbunden sind, dass die sich ergebende Verbundfolie widerstandsfähiger und weniger dehnbar wird und dass ein eventuelles Loch oder
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß der Beanspruchung 5, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Trocknungsvorgang durch die Anwesenheit eines Kühlkörpers in der Autoklav beschleunigt wird, auf dem sich das Wasser in Form von Eis absetzt.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass das zuvor entgaste Harz an der Blockbasis (1) eingefüllt wird und dann nach oben ansteigt, den Austritt der restlichen im Block (1) vorhandenen Luft begünstigt und einen Flüssigkeitsspiegel auf der Oberfläche des Blockes (1) bildet.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass nach erneutem Aufbau des Luftdruckes ein Überdruck von 0,5 bis 5 Kg/cm² oder mehr in die Autoklav eingeführt wird, um das Eindringen des Harzes auch in die internsten und am schwierigsten zu erreichenden Räume und in die Mikrobrüche des besagten Blocks (1) zu forcieren.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass das imprägnierende Harz mit Farbstoffen und Pigmenten vermischt wurde, um die Reparaturen auch farblich dem Material anzupassen.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß einer der Beanspruchungen 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Block (1) in einer Lage imprägniert wird, die auch für das darauffolgende Sägen in Platten mit einem Vielfachklingengestell normal ist. Da der Block (1) unter dem Gestell um 90° gegenüber der Imprägnierungsstellung gedreht ist, wird vermieden, durch das Gestell die kontinuierliche, obere und untere Harzschicht zu Beschädigung einer der Schichten nicht die Dichtheit gegen Flüssigkeiten und Gas in Frage stellt.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblocks (1) gemäß der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Dichtigkeit gegen den hydrostatischen Druck des Harzes auf den Längsseiten des Blocks (1) durch feste und dichte Hauptstrukturen (20) gewährleistet ist, die an dem Block (1) anliegen, von wenigstens zwei festen Stützen (5), die sich an der festen Plattform (11) befinden, wo sie auch befestigt sind, und zwar auf der Außenseite der Maximallänge des verarbeitbaren Blockes, und auf den kurzen Blockseiten (1) durch feste und leichte Nebenstrukturen (22) mit kleinerer Breite als die Blockes (1) und die zumindest durch zwei feste Stützen (5) an den beiden Längsseiten der festen Plattform (11) innerhalb der längsseitigen Hauptstrukturen (20) befestigt sind. Diese Nebenstrukturen (22) sind dermaßen dimensioniert, dass die Seitenbereiche, in denen der hydrostatische Druck nur durch die Folie (4) abgestützt wird, auf ein Minimum begrenzt werden.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß der Beanspruchung 2, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Trocknungsvorgang durch das einfache Erwärmen des besagten Blocks (1) auf ca. 20°C intern erleichtert wird, ohne die Notwendigkeit einer kompletten Vortrocknung. Die besagte Trocknung des Kerns erfolgt unter Vakuum, das die Spannungen des Wasserdampfes auf progressiv abfallende Werte reduziert, wobei die Erwärmung des Blockes (1) eine Wärmemasse bildet, die bei der darauffolgenden Abkühlung mit schneller Verdampfung die Umformung des Wassers in Eis verhindert. schneidert, und die hergestellten Platten sind längs dem Umfang durch eine Schutzschicht gegen Stöße bei der Bewegung geschützt.
Methode für die Reparatur und Verfestigung eines Natursteinblockes (1) gemäß einer der vorherigen Beanspruchungen, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Verbrauch des imprägnierenden Harzes durch eine Struktur eingeschränkt wird, die sich nach Beendigung des Aufbaus oberhalb des Blockes (1) befindet. Diese Struktur besteht aus einem Material, dessen spezifisches Gewicht größer als das spezifische Gewicht des Harzes ist, und die im Ganzen genügend schwer ist, um dem hydrostatischen Druck des Harzes zu widerstehen. Die Struktur wurde in genügender Stärke vorgesehen, damit das Harz nicht ihren oberen Teil bedecken kann. Die besagte Struktur besteht aus einem Material, an dem das Harz nicht haftet, oder wurde lackiert oder mit einem anderen Schutz versehen, an dem das Harz nicht haftet. Die Struktur in ihrem Ganzen enthält einen quadratischen oder rechteckigen Mittelteil, der in der Lage ist, durch Aufhängungsvorrichtungen an eventuellen Längs- oder Querverlängerungen angehoben und genau auf den Block transportiert zu werden, mit dem Zweck, den Großteil der Blockoberfläche (1) zu bedecken. Die besagte Struktur ist dermaßen zusammengesetzt, dass ihre untere Fläche, die mit dem Block in Berührung ist, über die Blockoberfläche (1) hervorragt. Dieser Überhang bilden einen Durchflusskanal für das Harz mit einer sehr reduzierten Höhe, wodurch die besagte Struktur das eingegebene Harz zwingt, sich mit gleicher Stärke zu verteilen und für mehrere Zentimeter in einen umfänglichen Kanal einzudringen, der durch seinen flachen Raum und dem Innenumfang der Dichtfolie gebildet wird, die sich innerhalb von Halterungsplatten befindet und dadurch abgestützt wird. Die besagte Struktur enthält weiterhin ein mittleres, durchgehendes Loch, das mit Marken für den Harzstand versehen ist. Diese Standmarken ermöglichen die Sichtkontrolle des Harzstandes durch ein Kontrollfenster und das Nachfüllen von mehr Harz über eine Steuerung oder durch manuelle Eingabe, um zu vermeiden, dass der Oberflächenbereich des Blockes (1) unbedeckt ist, wodurch Luft in das Blockinnere eintreten könnte und der Imprägnierungsvorgang fehlschlagen würde.
Methode gemäß der Beanspruchung 11, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Standkontrolle des Harzes automatisch erfolgt und das Einpumpen des Harzes ebenfalls automatisch kontrolliert wird, wenn die Flüssigkeit unter das Sicherheitsniveau abfällt. Dieser Füllstand wird durch einen Schwimmer kontrolliert, der einen Näherungsschalter oder gleichwertige Mittel aktiviert. Der besagte Schwimmer befindet sich in der mittleren Bohrung, oder – um Turbolenzstörungen zu vermeiden, ganz besonders dann, wenn das Harz von oben eingefüllt wird – in einer zweiten dedizierten Bohrung, die nahe der Blockoberfläche (1) mit dem mittleren Hauptdistanzloch verbunden ist, das eventuell für die Harzeinfüllung benutzt wird.