DK163284B - Fremgangsmaade til fremstilling af et roerstykke - Google Patents

Description

i

DK 163284 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et rørstykke med flere lag af plastmateriale med forstærknings- eller fyldmaterialer og mindst 5 ét centrallag af uorganisk materiale, hvilket rørstykke fremstilles ved på hinanden følgende indføring af de pågældende materialer i en roterende tromle.

Fremstillingen af rørformede emner, ved hvilke anvendelsen af metalliske materialer undgås, har udviklet 10 sig i stort omfang. Herved må der skelnes mellem forskellige udførelsesmåder, idet der ved alle udførelsesmåder forudsættes anvendelse i det mindste for en del af ét eller flere plastmaterialer. Foruden de rørledningsdele, der består af et enkelt plastmateriale, og hvis fremstilling 15 er problemfrit mulig f.eks. ved hjælp af en ekstruder, kendes der til udførelse af større rørdiametre fremstillingsfremgangsmåder, ved hvilke plastmaterialet er armeret med tilsætninger. Bekendt er forstærkningen af plastmaterialer til sådanne rørledningsdele ved hjælp af fibermateria-20 ler af kul, glas, bor og lignende materialer.

Ved rørledningsdele, navnlig ved sådanne med større diametre, er det ofte ønskeligt, at disse dele har en større formstivhed, end der kan opnås med plastmaterialet alene. Det er således kendt at formindske fleksibili-2^ teten af den af plastmateriale fremstillede rørledningsdel ved, at der med plastmaterialet kombineres andre artsfremmede materialer, f.eks. fibre (US-PS 4 171 626) . Endvidere kendes byggematerialer, f.eks. formlegemer (DE-OS 2 352 843), der består af flere lag af forskellige materia-ler. Hertil tilbyder sig uorganiske materialer med passende bindemidler, f.eks. mørtel eller beton. Formlegemerne af disse materialer udviser ganske vist den Ønskede formsti vhed, og desuden foreligger yderligere den fordel, at disse materialer i almindelighed er prisgunstigere end de 35 · hertil egnede plastmaterialer, men imidlertid kan en pålidelig forbindelse af mørtelen eller betonen med plastmaterialet ikke eller kun ufuldkomment opnås.

2

DK 163284 B

Til fresmtilling af formstive, rørformede dele af fiberforstærket plastmateriale er det kendt at anvende en roterende tromle, der har den ønskede diameter, og i 5 hvilken plastmaterialet med den iblandede fibertilsætning indføres i flydende tilstand. Den af det indfyldte plastmateriale ved tromlens drejning udøvede centrifugalvirkning fører til en ensartet materialefordeling, så at der fremkommer et rørformet materiale med samme formstiv-10 hed og samme styrke. Herved er imidlertid forbruget af plastmateriale og dermed omkostningen til sådanne rørdele betydelig.

Formålet for den foreliggende opfindelse er at udforme en fremgangsmåde af den indledningsvis beskrevne 15 art således, at rørformede emner kan fremstilles i formstiv og omkostningsgunstig udførelse.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der til begge sider af et centrallag af eksempelvis mørtel eller beton hvert sted dannes et sig til dette sluttende forbindelseslag 20 af tilslagsfrit plastmateriale og et sig dertil sluttende armeringslag af med forstærknings- eller fyldmateriale sammenblandet plastmateriale.

Yderligere foretrukne foranstaltninger i forbindelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i de uselv-25 stændige krav.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et længdesnit gennem en del af et kompositrør, 30 ' fig. 2 et længdesnit gennem et kompositrør med en ved dets ende påformet muffe, og fig. 3 et længdesnit gennem et som kompositrør udformet ledningsrør.

35 3

DK 163284 B

O

Opfindelsen går ud fra den overvejelse, at anvendelsen af en roterende formtromle er særlig egnet til fremstilling af rørformede emner, således som den allerede anvendes til fremstilling af fiberforstærkede plastmateriale-5 rør. Med en sådan tromle har det hidtil kun været muligt at fremstilile rørformede emner, der udelukkende består af plastmaterialer, idet formstivheden opnås ved tilsætning af en fiberforstærkning.

Ved den foreliggende opfindelse skal der 10 imidlertid ikke kun kunne fremstilles et formstift, rørformet emne, men selve fremstillingen skal ogås være omkostningsgunstig. Dette er beskrevet i det efterstående.

I fig. 1 er vist et i lodret snit gengivet 15 udsnit af et kompositrør 1, som kan fremstilles i en roterende tromle til trods for, at det i sin opbygning afviger fuldstændig fra de rørformede emner af fiberforstærket plastmateriale, der ellers kan fremstilles i tromlen.

20 I fig. 1 er det færdige kompositrør 1 anbragt i en kun delvis gengivet tromle 2. I denne opbygges komposit-røret 1 lagvis, indtil den i fig. 1 gengivne sluttilstand opnås. De enkelte lag er imidlertid ikke gengivet målestoksrigtigt, da tegningen ellers ville blive uoverskue-25 lig, men de enkelte lag er dels gengivet større og dels mindre.

Til fremstilling af et kompositrør 1 sættes tromlen 2 i rotation, hvorved der ved indervæggen 3 af tromlen 2 opnås omkredshastigheder på 20 m/sek og mere.

30 Dernæst påføres der et beskyttelseslag 4 på indervæggen 3. Hertil tilføres et plastmateriale i flydende tilstand og indføres gennem den åbne ende af tromlen 2 ved hjælp af en forskydelig doseringsarm i det indre af tromlen og fordeles ensartet over længden af kompositrøret 1, som skal frem-35 stilles, så at der fremkommer en ensartet lagtykkelse på 0,7 - 1,2 mm. Som materiale anvendes en umættet polyester- 4

O

DK 163284 B

harpiks uden fiberforstærkning. Beskyttelseslaget 4 skal danne en beskyttelse for de indre lag og må derfor hærde færdigt, før det næste lag påføres. Hærdningen af beskyttelseslaget 4 sker på grund af tilsætning af hærdemidler c indenfor få minutter.

O

Efter hærdning af beskyttelseslaget 4 påføres et armeringslag 5. Det består af en blanding af en polyesterharpiks med en fiberandel. Harpiksen indføres i flydende tilstand i den roterende tromle, idet der efter blandingen 10 af et hærdemiddel opnås en temperatur på ca. 80 °C eller endog mere. Mens den flydende harpiks strømmer ind, iblandes fibrene, fortrinsvis glasfibre, Iblandingen sker f.eks. umiddelbart før harpiksen rammer beskyttelseslaget 4.

Glasfibrene leveres i spoler og tilføres en på chargerings-15 armen monteret skæreindretning, som afskærer spolefibrene til korte fiberstykker på ca. 4,5 cm's længde, som umiddelbart derpå iblandes den indstrømmende harpiks. Vægtykkelsen af armeringslaget kan tilpasses efter det pågældende anvendelsesformål for det rørformede emne og andrager 2Q 1,5 til 6,0 mm. Ligeledes kan andelen af fibre vælges svarende til anvendelsesformålet og ligger i området fra 10 til 50 vægtprocent. En større andel af glasfibermateriale har vist sig ugunstige. For at glasfibrene skal udvise en bedre alkalibestandighed, gennemføres en overfladebehandling f.eks. med Silan. Som det næste påføres et forbindelses-lag 6 på armeringslaget 5, men først efter at armeringslaget 5 er begyndt at hærde.

Forbindelseslaget 6 består ligeledes af en polyesterharpiks, som iblandes vand og aluminiumhydroxyd 30 samt et hærdemiddel. Der iblandes imidlertid ingen slags tilslag navnlig ingen fibre som forstærkningsmateriale. Dette er væsentligt, idet forbindelseslaget 6 har til opgave at sikre en uklanderlig forbindelse mellem armeringslaget 5 og et efterfølgende centrallag 7. Ved sammensætningen 35 af harpiksblandingen og fraværet af tilslag eller forstærkningsmaterialer sikres det, at harpiksen påføres praktisk talt blærefri og ensartet med en lagtykkelse mellem 5

DK 163284 B

O

0,5 og 2,0 mm på armeringslaget 5. Blandingen med hærde-midlet foretages umiddelbart før påføringen i et sprøjtehoved, hvormed det opnås, at færdighærdetiden kan afpasses meget kort.

5 Så snart forbindelseslaget 6 er dejagtigt, dvs.

endnu kan indtrykkes med fingeren, påføres centrallaget 7.

Her drejer det sig om en cementmørtel med eller uden mineralsk fyldmateriale eller en beton. En egnet beton udviser eksempelvis eksempelvis: 25 vægtprocent sand med 10 kornstørrelse 1-4 mm, 10 vægtprocent cement og 46 vægtprocent vand i forhold til cementvægtandelen. Der kan, navnlig ved større rørdiametre, arbejdes med større kornstørrelser, der må betegnes som støbesand. Sandet og cementen føres sammen og blandes umiddelbart før chargerings-15 armen, mens vandet først iblandes umiddelbart før støbningen. Betonen er imidlertid endnu ikke afbundet i denne tilstand.

Før betonen er færdigafbundet, påføres der på centrallaget 7 et andet forbindelseslag 8. Dette stemmer i 20 sin sammensætning fuldstændig overens med det første forbindelseslag 6.

Så snart forbindelseslaget 8 er blevet dejagtigt, påføres et andet armeringslag 9. Dette svarer i sammensætning og tykkelse i det væsentlige til det nævnte første 25 arneringslag 5, men kan imidlertid også have en større lagtykkelse mellem 3,5 og 6 mm. Lagtykkelsen af det andet armeringslag 8 kan alt efter anvendelse og påvirkning varieres indenfor de nævnte rammer.

Som fakultativ foranstaltning kan der derpå på 30 det hærdede andet armeringslag 9 påføres et beskyttelseslag 10. Beskyttelseslaget 10 kan i mange tilfælde være udformet som korrosionsbeskyttelse og bestå eksempelvis af umættet eller isophtal-polysterharpiks, af en vinylester eller en anden kemisk bestandig specialharpiks. Vægtyk-35 kelsen af beskyttelseslaget 10 kan variere i området fra ca. 0,7 - 1,8 mm, og denne lagtykkelse retter sig efter 6

O

DK 163284 B

produktets anvendelsesformål. Ved forskellige anvendelser kan man imidlertid overhovedet se bort fra beskyttelseslaget 10, hvorfor det i fig. 1 kun er gengivet punkteret.

Ved den beskrevne opbygning af det rørformede 5 emne 1 opnås dels den ønskede formstivhed og dels en tilstrækkelig styrke og korrosionsbestandighed. Formstivheden sikres af centrallaget 7, hvis tykkelse kan varieres indenfor et forholdsvis bredt område, f.eks. mellem 8-300 mm og mere. Den nødvendige trækstyrke sikres ved de to 10 armeringslag 5 og 9, idet lagtykkelsen kun må vælges så stor, at de til enhver tid optrædende påvirkninger kan optages dermed. Forbruget af plastmateriale er imidlertid forholdsvis lavt, som det er anført i det foranstående.

Fremstillingen af et rørformet legeme 1 i den 15 roterende tromle 2 er forholdsvis simpel. Den ensartede fordeling af de pågældende .lagmaterialer og doseringen kan beherskes problemfrit. Det væsentlige problem består imidlertid i pålideligt at opnå forbindelsen mellem de to armeringslag 5 og 9, der sikrer styrken, og centrallaget 20 7. Dette løses på overraskende simpel måde ved, at de to forbindelseslag 6 og 8 påføres uden fyldmateriale- eller fibermaterialetilsætning. Den hertil anvendte kunstharpiks er af lignende art som den i armeringslagene 5 og 9 anvendte kunstharpiks og udviser desuden egenskaber som 25 et klæbemiddel, der fordeler sig porefrit på den ru overflade af centrallaget 7 og, så længe det er dejagtigt, indgriber inderligt med ruhederne i overfladerne på centrallaget 7. Ved afbinding af cementmørtelen eller betonen i centrallaget 7 opvarmes laget til ca. 30 °C, 30 mens de tilliggende plastmaterialelag opnår en udhærdnings-temperatur på ca. 80 °C og mere. Det har på overraskende måde vist sig, at der derved opnås en uklandelig forbindelse mellem de styrken af det rørformede legeme 1 sikrende to armeringslag 5 og 9 og det formstivheden sikrende 35 centrallag 7. Dermed er det muligt at fremstille rør med meget store diametre, f.eks. på 4 m og mere, med forbeholdsvis små omkostninger.

O

7

DK 163284 B

I fig. 2 og 3 er gengivet to anvendelser for det beskrevne rørformede legeme 1.

I fig. 2 er vist et rørformet legeme 1 med den beskrevne lagopbygning, på hvilket der er påformet en 5 muffe 11. Fremstillingen af et sådant mufferør kan ske på samme måde, som er beskrevet for det i fig. 1 viste rørformede legeme. I dette tilfælde må formtromlen 2 være forsynet med en til muffen 11 svarende udsparing. Selve muffen'11 fremstilles med undtagelse af indervægs- og 10 ydervægsplastmaterialelagene hensigtsmæssigt af et andet materiale. Hertil egner sig eksempelvis en plastbeton 15, dvs. en beton, hvis bindemiddel ikke er et uorganisk bindemiddel men et plastmateriale, f.eks. en polyesterharpiks.

Efter påføring af ydervægsplastmaterialelaget 15 fremstilles først muffen 11, hvorpå det rørformede legeme 1 så fremstilles på den beskrevne måde. Herved fremkommer der en inderlig forbindelse mellem materialet i muffen 11 og kunstharpikserne i det rørformede legeme 1. I fig. 2 er lagopbygningen af det rørformede legeme 1 kun skematisk 20 gengivet ved to punkterede linier. Opbygningen af legemet 1 sker imidlertid på den i forbindelse med fig. 1 beskrevne måde.

Fig. 3 viser et ledningsrør, hvis rørformede legeme 1 er fremstillet med den beskrevne lagopbygning, der imidler-25 tid kun er gengivet ved to punkterede linier, idet der til endepartierne også her anvendes plastbeton 15, f.eks. polyesterbeton. Også i dette tilfælde afviger formtromlen fra den glatte, cylindriske form og har ved den ene rørende et fremspring, ved hjælp af hvilket der i røret 1 indformes 30 en indhalsning 13. Ved den anden ende er en metallisk ring 14 fast forbundet med røret 1. Ringen 14 indlægges før begyndelsen af rørfremstillingen i formtromlen, hvorpå røret 1 opbygges med den beskrevne lagopbygning. En del af ringen 14 bliver herved ikke belagt med lagene i røret 35 1, så at indhalsningen 13 kan indstikkes i ringen 14 på det

O

8

DK 163284 B

næstfølgende rør. På denne måde er det muligt at lægge rør som det i fig. 3 viste på nøjagtig samme måde som metalliske rør.

Fremstillingen af det beskrevne rørstykke skal 5 endvidere beskrives i forbindelse med et eksempel på et glat rør med en diameter D = 1100 mm og længde L = 4 m, som det anvendes til bygning af kloakledninger.

I formtromlen indføres samtlige materialer i flydende form. Det drejer sig således om en vådfremgangs-10 måde. Røret udviste følgende opbygning:

Beskyttelseslag 4: Lagtykkelse 0,9 mm.

Materiale: Umættet polyesterharpiks .

15 Første armeringslag 5: Lagtykkelse 2,0 mm.

Harpiksandel 65 vægtprocent. Glasfiberandel 35 vægtprocent.

20 Første forbindelseslag 6: Lagtykkelse 1,5 mm.

Centrallag 7: Lagtykkelse 50 mm.

Sammensætning: 25 vægtprocent sand, kom- 25 størrelse 1 - 4 mm.

10 vægtprocent cement.

46 vægtprocent vand i forhold til cement.

30 Andet forbindelseslag 8: Lagtykkelse 1,5 mm.

Andet armeringslag 9: Lagtykkelse 4,0 mm.

Harpiksandel 65 vægtprocent.

Glasfiberandel 35 vægtprocent.

Bestyttelseslag 10: Lagtykkelse 1,0 mm.

Materiale: Umættet polyesterharpiks .

35

O

9

DK 163284 B

Forbindelseslagene 6 og 8 er blandet af to komponenter. Den ene komponent med 40 vasgtprocent vand, 55 vægtprocent aluminiumhydroxyd og 5 vægtprocent BP-hærder, og den anden komponent med 50 vægtprocent polyesterharpiks 5 UP 292 og 50 vægtprocent polyesterharpiks UP 130.

Indføringen af materialerne i formtromlen sker ved en omkredshastighed af formtromlen på 20 m/sek. Røret udtoges af formen efter 100 minutter og havde dermed opnået sin endegyldige form. Den nævnte fremstillingstid kan 10 afkortes, når ydelsen af cementblanderen og pumperne til tilførsel af plastmaterialerne vælges større.

15 20 25 30 35

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et rørstykke (1) med flere , lag af plastmateriale med forstærknings- eller fyldmaterialer, og mindst ét centrallag (7) af uorganisk 5 materiale, hvilket rørstykke (1) fremstilles ved på hinanden følgende indføring af de pågældende materialer i en roterende tromle (2), kendetegnet ved, at der til begge sider af et centrallag (7) af eksempelvis mørtel eller beton hvert sted dannes et sig til dette sluttende forbindelseslag 10 (6, 8) af tilslagsfrit plastmateriale og et sig dertil slut tende armeringslag (5,9) af med forstærknings- eller fyldmateriale sammenblandet plastmateriale.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, følgende trin: 15. indføring af et beskyttelseslag (4) af støbedygtigt plastmateriale og delvis polymerisering eller udhærdning af dette. - påføring af et første armeringslag (5) af et flydedygtigt, fiberforstærket plastmateriale og hærdning af dette, 20. påføring på det første armeringslag (5) af et første flydedygtigt forbindelseslag (6) af et plastmateriale og begyndende hærdning af dette, - påføring af centrallaget (7) af mørtel med eller uden mineralsk fyldmateriale eller beton på det endnu dejagtige 25 første forbindelseslag (6), - påføring på centrallaget (7) af et andet forbindelseslag (8) af et plastmateriale og begyndende hærdning af dette, - påføring af et andet armeringslag (9) af et flydedygtigt, fiberforstærket plastmateriale og hærdning af dette, 30 0g - færdighærdning af rørstykket (1) i den roterende tromle (2) .

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der på det andet armeringslag (9) påføres et beskyttel- 35 seslag (10) af plastmateriale. 11 DK 163284 B o

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at fibrene i de fiberforstærkede armeringslag (5;9) findeles og iblandes plastmaterialet før påføring af laget.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at centrallaget (7) i fugtig tilstand påføres på det delvis hærdede første forbindelseslag (6). 10 15 20 i 25 30 35