WO2006134136A1 - Verfahren zur herstellung eines verbundstoffes aus steinen und einem kunststoff - Google Patents

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WO2006134136A1
WO2006134136A1 PCT/EP2006/063230 EP2006063230W WO2006134136A1 WO 2006134136 A1 WO2006134136 A1 WO 2006134136A1 EP 2006063230 W EP2006063230 W EP 2006063230W WO 2006134136 A1 WO2006134136 A1 WO 2006134136A1
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Hans-Jürgen Reese
Hans Ulrich Schmidt
Johann Leitner
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Basf Aktiengesellschaft
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite of stones, in particular ballast, and a plastic, in particular a compact polyurethane, which are used in particular in the attachment of banks or at least partially in moving waters structures, such as support and construction elements can.
  • DE 35 02 997 describes a method for solidifying geological formations in mining by polyurethane foams.
  • boreholes are introduced into the formation to be consolidated, which are filled with the mixture of liquid components for the polyurethane reaction and then sealed.
  • the polyurethane foams and spreads through the cracks of the rock formation.
  • the subsequent curing of the polyurethane foam results in formation of the formation consolidates.
  • such a method is not applicable in the rehabilitation of embankments, in particular river bank, since foaming is not desirable there, since the penetration of water into the foam over time would cause the foam to be destroyed.
  • moldings are produced by placing rock, preferably ballast, in a mold and then applying the polyurethane system, including the liquid reaction mixture of the starting components of the polyurethane.
  • the moldings produced after hardening can be placed on the embankment.
  • the object of the invention was to find a simple method for fixing banks, in which a high strength of the bank can be achieved and in which the fortified shore withstands high mechanical stress.
  • the object could be achieved by mixing the liquid starting components of a plastic with stones in a first step in a mixing device and, in a second step, mixing this mixture onto the bank section to be fastened or to the structures, at least partially in moving waters, such as and structural elements are applied or placed in a mold where the plastic hardens.
  • the invention accordingly provides a method for producing a composite from a plastic and loose stones, comprising the steps
  • the plastics may, for example, be polyurethanes, epoxy resins, unsaturated polyester resins, acrylates and methacrylates. Preference is given to using polyurethane.
  • the loose stones are preferably gravel, particularly preferably granite gravel.
  • the stones have a size of 1 to 50 cm, preferably from 1 to 20 cm, particularly preferably from 2 to 15 cm, in particular from 2.5 to 6.5 cm.
  • mixers for the mixing of loose stones with the starting components of the plastic
  • all types of mixers can be used with which a substantially complete wetting of the stones with the liquid starting components of the plastic is possible.
  • Mixers have proven particularly suitable which consist of an open container, for example a drum, which is preferably provided with internals. For mixing, either the drum can be rotated or the internals moved.
  • Such mixers are known and used for example in the construction industry for the production of concrete mixtures.
  • the mixture is applied directly to the surface to be fastened, it may be advantageous to attach the mixer to a vehicle such as a tractor, a front loader or a truck.
  • a vehicle such as a tractor, a front loader or a truck.
  • the mixture can each be transported to the place where it is to be applied. After emptying the mixer, the mixture can be distributed manually, for example by raking.
  • the mixture of the stones is carried out continuously with the liquid starting components of the plastic.
  • the stones and the liquid starting components of the plastic are continuously lent into the mixer and the wetted stones are discharged continuously.
  • care must be taken that the starting materials remain in the mixer for so long that sufficient wetting of the stones can take place.
  • such a mixing device can be moved along the sections to be fastened at such a speed that the stones wetted with the liquid starting components of the plastic are discharged from the mixer in such an amount as is needed for fastening. It is also possible to operate the continuous mixing device stationary and to transport the wetted stones discharged from the mixer to the desired location.
  • the mixer may be a rotating drum into which iich stones are introduced.
  • This drum is equipped with nozzles that continuously distribute the starting components of the plastic on the stones.
  • the rotation of the drum ensures a good mixing of plastic and stones.
  • the rotating drum can be inclined horizontally, but also at different angles to promote the discharge.
  • the stones are continuously transported on a conveyor belt which is driven through a tunnel. This has openings through which the starting materials of the plastic are continuously discharged onto the stones. At the end of the conveyor belt, the stones then fall into an open mixing drum, which discharges the composite at an adjustable conveying speed.
  • the thickness of the composite layer is preferably at least 10 cm since at lower thicknesses the mechanical stability is often insufficient.
  • the maximum thickness depends on the local conditions and can be up to 5 meters, for example.
  • the mixture of loose stones with the liquid starting components of the plastic is added after mixing in a preferably open-topped mold where the plastic cures.
  • the resulting composite body can be applied to the shore.
  • the shaped bodies preferably have a size of 100 + 50 ⁇ 100 + 50 ⁇ 15 + 10 cm.
  • the time for the mixture should be at least such that the stones are wetted as completely as possible with the liquid mixture and at most so long that the plastic is not yet cured.
  • the method according to the invention can be applied to the surface of the molding sand. So that the sand adheres to the surface, the application of the sand should take place before the complete curing of the plastic.
  • Any sands can be used. These may be natural sand or artificial sand, such as blastfurnace slag or schiackenbrechsand.
  • quartz sand is used.
  • the grain size of the sand can vary within wide limits.
  • the grain size is in the usual range between 0.002-2 mm.
  • Fine sand ie those with a particle size between 0.06-0.2 mm, middle sand with a particle size between 0.2-0.6 mm and / or coarse sand with a particle size between 0.6-2.0 mm, are preferably used ,
  • the amount of sand should be such that the surface of the moldings is substantially covered, but there is no clogging of the pores of the molded body.
  • the sand is applied in an amount of 2 to 4 kg / m 2 of the shaped body.
  • the sand improves the UV protection of the molding
  • the rough surface caused by the sand favors the settling of living things, such as plants and mosses on the applied moldings. This can be advantageous for example when applying the moldings in nature reserves.
  • the ratio of plastic to stone is chosen at least so that a sufficient strength of the composite is ensured.
  • the exact quantities also depend, for example, on the strength of the stress on the shaped bodies at the respective bank sections.
  • the stones according to the invention are essentially connected to one another at the contact surfaces, gaps are created and the composites are permeable to water. As a result, the energy with which the water impinges on the ballast composite, adsorbed by the escape of water into cavities better and does not lead to the destruction of the molding.
  • shore can be understood in the present invention, the banks of streams, rivers or canals. It can also be shores of lakes, reservoirs or coastal sections of seas. These can be shallow banks, embankments, dams, groynes or dikes.
  • Another possible application of the method according to the invention is the protection of structures which are at least partially in moving water, before the so-called excavation.
  • This is understood to mean a local deepening of the bottom of the flowing waters, in particular the river bottom, mostly at strong water flow in narrow sections, often also at bridge piers, where infoige the congestion and the subsequent stronger gradient by rotating flow, the so-called water roller, the foundations are attacked.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously, since other types of application of the liquid structural components of the plastic would be disadvantageous in this application. If, for example, first introduce the stones and then apply the liquid structural components of the plastic, it could come due to the movement of water to a uniform distribution of the structural components on the stones.
  • the composite materials for preventing the outcrossing can be applied both directly to the structures and away from them.
  • the plastics are those made from liquid starting components that cure into solid plastics.
  • the plastics are compact, that is they contain virtually no pores.
  • compact plastics are characterized by greater mechanical stability. Bubbles within the plastic can occur and are mostly uncritical. However, they should be minimized as much as possible.
  • the plastics are hydrophobic. This suppresses degradation of the plastics by the water.
  • polyurethanes are the following:
  • constituent components of the polyurethanes are understood in general to be compounds having free isocyanate groups and compounds having groups which are reactive with isocyanate groups.
  • Groups which are reactive with isocyanate groups are usually hydroxyl groups or amino groups. Preference is given to hydroxyl groups, since the amino groups are very reactive and therefore the reaction mixture must be processed rapidly.
  • the products formed by reaction of these structural components are generally referred to below as polyurethanes.
  • polyurethanes the customary and known compounds of this type can be used. These materials are prepared by reacting polyisocyanates with compounds having at least two active hydrogen atoms. As polyisocyanates it is possible in principle to use all polyisocyanates which are liquid at room temperature, mixtures and prepolymers having at least two isocyanate groups.
  • aromatic polyisocyanates are used, particularly preferably isomers of tolylene diisocyanate (TDi) and diphenylmethane diisocyanate (MDI), in particular mixtures of MDI and Poiyphenylenpolymethylenpoiyisocya- naten (crude MDI).
  • the polyisocyanates may also be modified, for example by the incorporation of isocyanurate groups and in particular by the incorporation of urethane groups.
  • the latter compounds are prepared by reacting polyisocyanates with a deficit of compounds having at least two active hydrogen atoms and commonly referred to as NCO prepolymers , Their NCO content is usually in the range between 2 and 29 wt .-%.
  • polyfunctional alcohols so-called polyols, or, less preferably, polyfunctional amines, are generally used.
  • those having a hydrophobic finish are used as compact polyurethanes.
  • the hydrophobicity can be brought about in particular by adding hydroxyl-functional oleochemical components to at least one of the starting components of the polyurethane system, preferably to the polyoxy component.
  • hydroxyl functional fatty chemical components that can be used.
  • examples are castor oil, hydroxyl group-modified oils such as grapeseed oil, black cumin oil, pumpkin seed oil, borage seed oil, soybean oil, wheat germ oil, rapeseed oil, sunflower oil, peanut oil, apricot kernel oil, pistachioscale oil, almond oil, olive oil, macadamia nut oil, avocado oil, sea buckthorn oil, sesame oil, hazelnut oil, evening primrose oil, Rosehip oil, hemp oil, thistle oil, walnut oil, with hydroxyl-modified fatty acid esters based on myristoleic, palmitoleic, oleic, VaccenLitere, Petroselinklare, gadoleic, erucic, nervonic, linoleic, linolenic, stearidonic, arachidonic, timnodonic, cipanoic, cervonic, are preferably used here the castor oil,
  • Another preferred group of oleochemical polyols can be obtained by ring opening of epoxidized fatty acid esters at constant reaction with alcohols and optionally following further transesterification reactions.
  • the incorporation of hydroxyl groups in oils and fats is carried out mainly by epoxidation of the Oiefinischen double bond contained in these products followed by the reaction of the epoxide groups formed with a monohydric or polyhydric alcohol.
  • the epoxide ring becomes a hydroxyl group or, in the case of polyfunctional alcohols, a structure with a higher number of OH groups.
  • oils and fats are usually glycerol esters, parallel transesterification reactions take place in the reactions mentioned above.
  • the compounds thus obtained preferably have a molecular weight in the range between 500 and 1500 g / moi. Such products are offered for example by the company Henket.
  • a compact polyurethane which can be prepared by reacting polyisocyanates with compounds having at least two hydrogen atoms reactive with isocyanate groups, characterized in that the compounds fertilize with at least two reactive hydrogen atoms at least one fatty-chemical polyol and at least one phenol-modified aromatic KohSenwas- hydrogen resin, in particular an indene coumarone resin.
  • These polyurethanes and their components have such a high hydrophobicity that they can be cured in principle even under water.
  • a phenol-modified aromatic hydrocarbon resins having a terminal phenolic group are preferably phenol! modified inden-coumarone resins, particularly preferably used technical mixtures of aromatic hydrocarbon resins, in particular those which are compounds of the general formulas as an essential component! (I)
  • n 2 to 28 included.
  • Rutgers VFT AG under the trade name NOVARES ®.
  • the phenol-modified aromatic hydrocarbon resins in particular the phenol-modified ionene-coumarone resins, usually have an OH content of between 0.5 and 5.0% by weight.
  • the fatty chemical polyol and the phenol-modified aromatic hydrocarbon resin, especially the indene coumarone resin are used in a weight ratio of 100: 1 to 100: 50.
  • polyether alcohols are preferred. These are prepared by customary and known processes, usually by addition of alkylene oxides onto H-functional starter starting compounds.
  • the polyether alcohols used have preferably a functionality of at least 3 and a hydroxyl number of at least 400 mgKOH / g, preferably at least 600 mgKOH / g, in particular in the range of 400 to 1000 mgKOH / g. They are prepared in the usual way by reaction of at least trifunctional starting substances with alkylene oxides.
  • alcohols having at least three hydroxyl groups in the molecule for example glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose.
  • Alkyienoxid preferably propylene oxide is used.
  • Further customary constituents may be added to the reaction mixture, for example catalysts and conventional additives and additives, in particular drying agents, for example zeolites, should be added to the reaction mixture in order to avoid the accumulation of water in the components and thus foaming of the polyurethanes.
  • drying agents for example zeolites
  • the addition of these substances is preferably carried out to the compounds having at least two hydrogen atoms reactive with isocyanate groups.
  • This blend is often referred to in the art as a polyol component.
  • anti-microbial agents In addition, the addition of UV stabilizers is advantageous in order to avoid embrittlement of the moldings.
  • the polyurethanes used can in principle be prepared without the presence of catalysts.
  • catalysts can be used.
  • catalysts should preferably be selected those which cause the longest possible reaction time. This makes it possible for the reaction mixture to be liquid for a long time. In principle, as described, it is possible to work without a catalyst.
  • the combination of the polyisocyanates with the compounds having at least two hydrogen atoms reactive with isocyanate groups should be effected in such a ratio that a stoichiometric excess of isocyanate groups, preferably of at least 5%, in particular in the range between 5 and 60%, is present.
  • the preferably used hydrophobic polyurethanes are characterized by a particularly good processability.
  • these polyurethanes show a particularly good adhesion, especially on moist substrates such as wet rock, in particular granite gravel.
  • the curing of the polyurethanes is practically compact despite the presence of water.
  • the compact polyurethanes used show a completely compact curing even with thin layers.
  • the polyurethanes preferably used are excellent for fixing Uferböschungen, especially dams and dykes suitable.
  • the bond between rock and polyurethane is very strong.
  • the polyisocyanates are preferably mixed with the compounds having at least two active hydrogen atoms and this mixture is mixed with the stones.
  • both starting components of the polyurethane could be separately added to the stones and mixed together with them. In this case, however, it can uniform mixing and thus come to insufficient mechanical properties of the polyurethane.
  • the mixing of the starting components of the polyurethane can be carried out in a known manner.
  • the components in the desired ratio in a vessel, such as a bucket, given mixed by simple stirring and then mixed in the mixing device with the stones.
  • a vessel such as a bucket
  • mixing organ customary in polyurethane chemistry for example a mixing head
  • a mixing unit type "Fliegel Duplex mixing bucket", consisting of a large mixing drum with mixing arms therein
  • a mixing unit type "Fliegel Duplex mixing bucket", consisting of a large mixing drum with mixing arms therein
  • about 1200 kg or about 0.5 m 3 gravel with a mean rock size of about 2 to 10 cm were registered 18 kg of a separately prepared liquid polyurethane reaction mixture were added, this reaction mixture being prepared from 12 kg of a polyolefin called polyol component and 6 kg of a polyisocyanate called isocyanate component
  • the mixture of ballast and liquid polyurethane reaction mixture was intensively mixed in the mixing drum for about 2 to 3 minutes, so that the entire surface of the ballast stones was wetted with the Poiyurethanre
  • the mixing drum was placed with contents so that the contents could be spread directly to the bank area to be fortified.
  • this mixture of crushed stone and polyurethane reaction mixture located on its surface could be distributed in such a way that, after hardening, a uniform, approximately 30 cm thick, solid, but water-permeable composite was formed. The composite resisted the stresses caused by the water waves and thus strengthened the bank area.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Hersteilung eines Verbundes aus einem Kunststoff und losen Steinen, umfassend die Schritte a) Mischung der losen Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs in einem Mischer b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer, c) Aushärten des Kunststoffs.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffes aus Steinen und einem Kunststoff
Beschreibung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffes aus Steinen, insbesondere Schotter, und einem Kunststoff, insbesondere einem kompakten Polyurethan, der insbesondere bei der Befestigung von Ufern oder von zumindest teilweise in bewegten Gewässern befindlichen Bauwerken, wie Stütz- und Konstruktionselementen, eingesetzt werden kann.
Die Befestigung von Ufern, insbesondere von Uferböschungen, ist für die Regulierung von fließenden Gewässern häufig notwendig. Auch beim Neubau und insbesondere bei der Sanierung von Wasserstraßen und Deichen muss zumeist eine Befestigung von Bereichen des Ufers erfolgen,
Bisher wurden für solche Art Sanierungszwecke Verbundkörper aus Schotter und hochwertigem Beton vorgefertigt und am Einsatzort platziert. Bei diesem Verfahren ist jedoch eine Sanierung von beschädigten Bereichen des Ufers an Ort und Stelle nicht möglich. Außerdem haben die Bauteile zumeist ein sehr hohes Gewicht. Ein weiterer Nachteil von Beton ist die fehlende Elastizität. Dies führt dazu, dass der Beton keine Spannungen verkraftet und sich diese Verbünde leicht lösen.
Eine Möglichkeit der Sanierung von beschädigten Bereichen des Ufers an Ort und Stelle besteht in der Verwendung von härtenden Teerformulierungen oder Flüssigbetonen oder Flüssigmörteln, die über den zu verfestigenden Gesteinsschotter der Uferböschungen ausgetragen wurden. Mit diesem Verfahren kann für eine gewisse Zeit eine Verfestigung der Uferböschungen erreicht werden. Es tritt jedoch vor allem der ökologische Nachteil auf, dass im Laufe der Zeit phenolische oder andere umweltschädliche Verbindungen aus dem Teer freigesetzt werden können. Weiterhin entstehen bei die- sen Verfahrensweisen im wesentlichen vollständig lückenlose Strukturen. Eventuell im Innern enthaltende Hohlräume im Uferbereich werden dabei ausgefüllt.
Die Verwendung von Polyurethanen zur Herstellung von Formkörpern mit mineralischen Inhaitsstoffen sowie zur Befestigung von Gesteinsschichten, insbesondere im Bergbau, ist ebenfalls bekannt.
So beschreibt DE 35 02 997 ein Verfahren zur Verfestigung von geologischen Formationen im Bergbau durch Polyurethanschaumstoffe. Hierbei werden in die zu verfestigende Formation Bohrlöcher eingebracht, die mit dem Gemisch der flüssigen Kompo- nenten für die Polyurethan reaktion gefüllt und danach verschlossen werden. Das Polyurethan schäumt auf und verteilt sich dadurch in den Ritzen der Gesteinsformation. Durch das nachfolgende Aushärten des Polyurethanschaumes wird die Formation ver- festigt. Ein derartiges Verfahren ist jedoch bei der Sanierung von Böschungen, insbesondere Uferböschungen, nicht anwendbar, da eine Verschäumung dort nicht erwünscht ist, da das Eindringen von Wasser in den Schaum mit der Zeit eine Zerstörung des Schaums bewirken würde.
In der DE 102 41 293 wird ein Verfahren zur Befestigung von Ufern beschrieben. Dabei wird ein stark hydrophobes kompaktes Polyurethan auf den Teii des Ufers, der befestigt werden soll, aufgetragen. Dies setzt jedoch eine gleichmäßige Oberfläche des entsprechenden Uferabschnitts voraus.
In einer anderen Ausführungsform dieses Verfahrens werden Formkörper hergestellt, indem Gestein, vorzugsweise Schotter in eine Form eingebracht und darauf das Polyurethansystem, darunter versteht man das flüssige Reaktionsgemisch der Ausgangskomponenten des Polyurethans, aufgebracht wird. Die nach dem Aushärten entste- henden Formkörper können auf der Uferböschung platziert werden.
In beiden Fällen ist jedoch eine gleichmäßige Verteilung des Polyurethans auf dem Gestein kaum zu bewerkstelligen. Beim Ausbringen des Systems auf die Uferböschung kann es außerdem, insbesondere bei einem ungleichmäßigen Untergrund, zu einer ungenügenden Verfestigung der Böschung kommen.
Aufgabe der Erfindung war es, ein einfaches Verfahren zur Befestigung von Ufern zu finden, bei dem eine hohe Festigkeit des Ufers erreicht werden kann und bei dem das befestigte Ufer auch einer hohen mechanischen Belastung standhält.
Die Aufgabe konnte gelöst werden, indem in einem ersten Schritt in einer Mischvorrich- tung die flüssigen Ausgangskomponenten eines Kunststoffs mit Steinen vermischt und in einem zweiten Schritt diese Mischung auf den zu befestigenden Uferabschnitt oder an die zumindest teilweise in bewegten Gewässern befindlichen Bauwerke, wie Stütz- und Konstruktionselemente ausgebracht oder in eine Form gegeben wird, wo der Kunststoff aushärtet.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einem Kunststoff und losen Steinen, umfassend die Schritte
a) Mischung der losen Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs in einem Mischer
b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer,
c) Aushärten des Kunststoffs. Bei den Kunststoffen kann es sich beispielsweise um Polyurethane, Epoxyharze, ungesättigte Polyesterharze, Acrylate und Methacryiate handein. Bevorzugt eingesetzt wird Polyurethan.
Bei den losen Steinen handelt es sich bevorzugt um Schotter, besonders bevorzugt um Granitschotter. Die Steine haben eine Größe von 1 bis 50 cm, bevorzugt von 1 bis 20 cm, besonders bevorzugt von 2 bis 15 cm, insbesondere von 2,5 bis 6,5 cm.
Als Mischer für die Vermischung der losen Steine mit den Ausgangskomponenten des Kunststoffs können prinzipiell alle Arten von Mischern eingesetzt werden, mit denen eine weitgehend vollständige Benetzung der Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs möglich ist. Als besonders geeignet haben sich Mischer erwiesen, die aus einem offenen Behälter, beispielsweise einer Trommel, die vorzugsweise mit Einbauten versehen ist, bestehen. Zur Vermischung kann entweder die Trommel in Drehung versetzt oder die Einbauten bewegt werden.
Derartige Mischer sind bekannt und werden beispielsweise in der Bauindustrie zur Herstellung von Betonmischungen eingesetzt.
Wenn die Mischung direkt auf die zu befestigende Fläche aufgebracht wird, kann es vorteilhaft sein, den Mischer an einem Fahrzeug, beispielsweise einem Traktor, einem Frontlader oder einem LKW anzubringen. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Mischung jeweils zu dem Platz transportiert werden, an dem sie aufgebracht werden soll. Nach dem Entleeren des Mischers kann die Mi- schung manuell, beispielsweise mittels Harken, verteilt werden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Mischung der Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs kontinuierlich. Dazu werden die Steine und die flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs kontinuier- lieh in den Mischer eingetragen und die benetzten Steine kontinuierlich ausgetragen. Bei dieser Verfahrensweise muss darauf geachtet werden, dass die Einsatzstoffe so lange im Mischer verbleiben, dass eine ausreichende Benetzung der Steine erfolgen kann. Zweckmäßigerweise kann eine solche Mischvorrichtung in einer solchen Geschwindigkeit an den zu befestigenden Abschnitten entlang bewegt werden, dass die mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs benetzten Steine in einer solchen Menge aus dem Mischer ausgetragen werden, wie sie zur Befestigung benötigt werden. Es ist auch möglich, die kontinuierliche Mischeinrichtung stationär zu betreiben und die aus dem Mischer ausgetragenen benetzten Steine zu dem gewünschten Ort zu transportieren.
in einer wetteren Ausführungsform der kontinuierlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Mischer eine rotierende Trommel sein, in die kontinuier- iich Steine eingebracht werden. Diese TrommeS ist mit Düsen bestückt, die kontinuierlich die Ausgangskomponenten des Kunststoffes auf den Steinen verteilen. Die Rotation der Trommel sorgt hierbei für eine gute Durchmischung von Kunststoff und Steinen. Durch eine Öffnung am Ende der Trommei werden dann kontinuieriich Kunststoff/ Stein-Verbunde ausgetragen. Die rotierende Trommei kann dabei horizontal, aber auch in verschiedenen Winkein geneigt sein, um den Austrag zu fördern.
In einer weiteren Ausführungsform des kontinuierlichen Verfahrens werden die Steine kontinuierlich auf einem Förderband, weiches durch einen Tunnel gefahren wird, trans- portiert. Dieser verfügt über Öffnungen, über die kontinuierlich die Ausgangsstoffe des Kunststoffes auf die Steine ausgetragen werden. Am Ende des Förderbandes fallen die Steine dann in eine offene Mischtrommel, die mit einstellbarer Fördergeschwindigkeit den Verbund austrägt.
Die Dicke der Schicht aus dem Verbundstoff liegt vorzugsweise bei mindestens 10 cm, da bei geringeren Dicken die mechanische Stabiiität häufig nicht ausreichend ist. Die maximale Dicke ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und kann beispielsweise bis zu 5 Metern betragen.
Bei der Herstellung von Formkörpern wird die Mischung der losen Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs nach dem Vermischen in eine vorzugsweise nach oben offene Form gegeben, wo der Kunststoff aushärtet. Der so entstandene Verbundkörper kann auf das Ufer aufgebracht werden. Die Formkörper haben vorzugsweise eine Größe von 100 + 50 x 100 + 50 x 15 + 10 cm.
Die Zeit für die Mischung sollte mindestens so bemessen sein, dass die Steine möglichst vollständig mit der flüssigen Mischung benetzt sind und höchstens so lange, dass der Kunststoff noch nicht ausgehärtet ist.
Es ist prinzipiell auch möglich, die losen Steine in der gewünschten Dicke auf den zu befestigenden Uferabschnitt aufzubringen und darauf mittels einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer Sprühpistole, die flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs aufzubringen, wo sie sich verteilen und aushärten. Gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren hat diese Verfahrensweise jedoch den Nachteil, dass hier die Verteilung des Kunststoffs ungleichmäßiger ist und Fehlstellen, an denen sich kein Kunststoff befindet, nicht ausgeschlossen werden können. Weiterhin kann es beim Vorhandensein von lose haftenden Verunreinigungen, wie Sand oder Erde, zu Problemen bei der Haftung der Steine aneinander und somit bei der Stabilität des Verbundstoffs geben.
Demgegenüber ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch solche Steine zu verwenden, die an ihrer Oberfläche lose haftende Verunreinigungen aufwei- sen. Durch die mechanische Beanspruchung beim Mischvorgang werden diese Verunreinigungen von der Oberfläche der Steine entfernt und können somit nicht mehr die Haftung der Steine aneinander beeinträchtigen.
in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf die Oberfläche des Formkörpers Sand aufgebracht werden. Damit der Sand auf der Oberfläche haftet, sollte das Aufbringen des Sandes vor der vollständigen Aushärtung des Kunststoffs erfolgen.
Es können beliebige Sande eingesetzt werden. Dabei kann es sich um natürlichen Sand oder künstlichen Sand, wie Hüttensand oder Schiackenbrechsand handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Quarzsand eingesetzt.
Die Korngröße des Sandes kann in weiten Grenzen variieren. Bevorzugt liegt die Korngröße im üblichen Bereich zwischen 0,002-2 mm. Bevorzugt eingesetzt werden Feinsand, das heißt solcher mit einer Korngröße zwischen 0,06-0,2 mm, Mitteisand mit einer Korngröße zwischen 0,2-0,6 mm und/oder Grobsand mit einer Korngröße zwischen 0,6-2,0 mm.
Die Menge des Sandes sollte so bemessen sein, dass die Oberfläche der Formkörper im wesentlichen bedeckt ist, es jedoch nicht zu einer Verstopfung der Poren des Formkörpers kommt. Vorzugsweise wird der Sand in einer Menge von 2 bis 4 kg /m2 des Formkörpers aufgebracht.
Durch den Sand kommt es zu einer Verstärkung der Kontaktpunkte zwischen den Steinen. Ferner verbessert der Sand den UV-Schutz des Formkörpers,
Die durch den Sand bewirkte raue Oberfläche begünstigt die Ansiediung von Lebewe- sen, wie Pflanzen und Moosen auf den ausgebrachten Formkörpern. Dies kann beispielsweise beim Ausbringen der Formkörper in Naturschutzgebieten vorteilhaft sein.
Das Mengenverhältnis von Kunststoff zu Stein wird mindestens so gewählt, dass eine ausreichende Festigkeit des Verbunds gewährleistet ist. Die genauen Mengen hängen beispielsweise auch von der Stärke der Beanspruchung der Formkörper an den jeweiligen Uferabschnitten ab.
Da bei den erfindungsgemäßen Verbunden die Steine im wesentlichen an den Berührungsflächen miteinander verbunden sind, entstehen Lücken, und die Verbünde sind wasserdurchlässig. Dadurch wird die Energie, mit der das Wasser auf den Schotterverbund auftrifft, durch das Ausweichen des Wassers in Hohlräume besser adsorbiert und führt nicht zur Zerstörung des Formkörpers. Unter Ufer können bei der vorliegenden Erfindung die Ufer von Bächen, Flüssen oder Kanälen verstanden werden. Weiterhin kann es sich um Ufer von Seen, Stauseen oder Küstenabschnitte von Meeren handein. Dabei kann es sich um flache Ufer, Böschun- gen, Dämme, Buhnen oder Deiche handeln.
Eine weitere Anwendungsmögiichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Schutz von Bauwerken, die sich zumindest teilweise in bewegtem Wasser befinden, vor der sogenannten Auskolkung. Darunter versteht man eine Örtliche Vertiefung des Grunds der strömenden Gewässer, insbesondere der Flusssohle zumeist bei starker Wasserströmung in Engstrecken, häufig auch an Brückenpfeilern, wo infoige des Staus und des nachfolgenden stärkeren Gefälles durch rotierende Strömung, die sogenannte Wasserwalze, die Fundamente angegriffen werden. Der gleiche Effekt findet sich beispielsweise bei Stütz- oder Brückenpfeilern von See-, Wasser- und/oder Schiffsbrü- cken, Hafenanlagen, wie schwimmenden, festen Molen, Bootsanlegern, oder Auswasserungsanlagen, bei Kaianlagen, Bootshäusern, Ufermauern, Bohrinseln, Off-Shore- Aniagen, wie Windenergieaniagen, Seezeichen, Leuchttürmen, oder Messplattformen, Wasserkraftwerken, Tunneln oder Pfählungen.
Hierbei lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft anwenden, da andere Ausbringungsarten der flüssigen Aufbaukomponenten des Kunststoffs bei diesem Anwendungsfall nachteilig wären. Wenn man beispielsweise zunächst die Steine einbringen und danach auf diese die flüssigen Aufbaukomponenten des Kunststoffs aufbringen würde, könnte es auf Grund der Wasserbewegung zu keiner gleichmäßigen Verteilung der Aufbaukomponenten auf den Steinen kommen.
Die Geometrie der gegen die Auskolkung angebrachten Verbünde richtet sich nach den jeweiligen Strömungsverhältnissen.
Die Verbundstoffe zur Verhinderung der Auskolkung können dabei, je nach den Strömungsverhältnissen, sowohl direkt an die Bauwerke als auch von diesen entfernt angebracht werden.
Durch das offene Lückensystem der Verbundkörper, das die hydrodynamische Energie aufnehmen kann, somit die Weilen-, Strömungsenergie bricht und infolge dessen zu deutlich geringerer Auskolkung führt, können Schäden an Bauwerken vermieden und die Tragfähigkeit von Stütz- und Konstruktionseiementen erhöht werden.
Ein weiterer Vorteil ist die einfache Möglichkeit, Reparaturen an den Verbunden vorzu- nehmen. Wie beschrieben, handelt es sich bei den Kunststoffen um solche, die aus flüssigen Ausgangskomponenten hergestellt werden, die zu festen Kunststoffen aushärten. Vorzugsweise sind die Kunststoffe kompakt, das heißt, sie enthalten praktisch keine Poren. Gegenüber zelügen Kunststoffen zeichnen sich kompakte Kunststoffe durch eine größere mechanische Stabilität aus. Blasen innerhalb des Kunststoffs können auftreten und sind zumeist unkritisch. Sie sollten jedoch möglichst minimiert werden.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Kunststoffe hydrophob sind. Damit wird ein Abbau der Kunststoffe durch das Wasser unterdrückt.
Zu den bevorzugt verwendeten Polyurethanen ist folgendes zu sagen,
Ais Aufbaukomponenten der Polyurethane im Sinne der vorliegenden Erfindung werden ganz allgemein Verbindungen mit freien Isocyanatgruppen und Verbindungen mit Gruppen, die mit isocyanatgruppen reaktiv sind, verstanden. Gruppen, die mit Isocyanatgruppen reaktiv sind, sind zumeist Hydroxylgruppen oder Aminogruppen. Bevorzugt sind Hydroxylgruppen, da die Aminogruppen sehr reaktiv sind und das Reaktionsgemisch daher rasch verarbeitet werden muss. Die durch Umsetzung dieser Aufbaukomponenten gebildeten Produkte werden im folgenden allgemein als Polyurethane be- zeichnet.
Bei beiden Verfahrensvarianten ist es nicht erforderlich, dass die Steine trocken vorliegen. Überraschenderweise gelingt es auch bei Vorliegen von nassen Steinen und sogar unter Wasser, eine gute Haftung zwischen dem Polyurethan und den Steinen zu erhalten.
Als Polyurethane können die üblichen und bekannten Verbindungen dieses Typs eingesetzt werden. Die Herstellung dieser Materialien erfolgt durch Umsetzung von PoIy- isocyanaten mit Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen. Als Polyisocyanate können prinzipiell alie bei Raumtemperatur flüssigen Polyisocyanate, Mischungen und Prepotymere mit mindestens zwei Isocyanatgruppen eingesetzt werden.
Vorzugsweise kommen aromatische Polyisocyanate zum Einsatz, besonders bevor- zugt Isomere des Toluylendiisocyanats (TDi) und des Diphenylmethandiisocyanats (MDI), insbesondere Mischungen aus MDI und Poiyphenylenpolymethylenpoiyisocya- naten (Roh-MDI). Die Polyisocyanate können auch modifiziert sein, beispielsweise durch den Einbau von Isocyanuratgruppen und insbesondere durch den Einbau von Urethangruppen, Die letztgenannten Verbindungen werden durch Umsetzung von Po- lyisocyanaten mit einem Unterschuss an mit Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen hergestellt und üblicherweise als NCO-Prepolymere bezeichnet. Ihr NCO-Gehalt liegt zumeist im Bereich zwischen 2 und 29 Gew.-%. Als Verbindungen mit mindestens zwei mit Ssocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen werden zumeist mehrfunktionelle Alkohole, sogenannte Poiyole, oder, weniger bevorzugt, mehrfunktionelle Amine eingesetzt.
in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als kompakte Polyurethane solche mit einer hydrophoben Ausrüstung eingesetzt. Die Hydrophobie kann insbesondere durch Zusatz von hydroxylfunktionellen fettchemischen Komponenten zu mindestens einer der Ausgangskomponenten des Poiyurethan- Systems, bevorzugt zur Polyoikomponente, bewirkt werden.
Es sind eine Reihe von hydroxylfunktioneHen fettchemischen Komponenten bekannt, die verwendet werden können. Beispiele sind Rizinusöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Öle wie Traubenkernöl, Schwarzkümmelö!, KürbiskernÖl, Borretschsamenöl, Sojaöl, Weizeπkeimöf, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Erdnussöl, Aprikosenkernöl, Pista- zienkemöl, Mandelöl, Olivenöl, Macadamianussöl, Avocadoöl, SanddornÖS, Sesamöl, Haselnussöl, Nachtkerzenöl, Wildrosenöl, Hanföl, Distelöl, Walnussöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Fettsäureester auf Basis von Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Vaccensäure, Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure, Stearidonsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Ciupano- donsäure, Cervonsäure, Bevorzugt eingesetzt werden hierbei das Rizinusöl und dessen Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden oder Keton-Formaldehyd-Harzen. Letztgenannte Verbindungen werden beispielsweise von der Bayer AG unter der Bezeichnung Desmophen® 1 150 vertrieben,
Eine weitere bevorzugt eingesetzte Gruppe von fettchemischen Polyoien kann durch Ringöffnung epoxidierter Fettsäureester bei gϊeichzeitiger Umsetzung mit Alkoholen und gegebenenfalls folgenden weiteren Umesterungsreaktionen gewonnen werden. Der Einbau von Hydroxylgruppen in Öle und Fette erfolgt in der Hauptsache durch Epoxydierung der in diesen Produkten enthaltenen oiefinischen Doppelbindung gefolgt von der Umsetzung der gebildeten Epoxidgruppen mit einem ein- oder mehrwertigen Alkohol. Dabei wird aus dem Epoxidring eine Hydroxylgruppe oder bei mehrfunktionel- len Alkoholen eine Struktur mit einer höheren Anzahl an OH-Gruppen. Da Öle und Fette meist Glyzerinester sind, laufen bei den oben genannten Reaktionen noch parallele Umesterungsreaktionen ab. Die so erhaltenen Verbindungen haben vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich zwischen 500 und 1500 g/moi. Derartige Produkte werden beispielsweise von der Firma Henket angeboten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als kompaktes Polyurethan ein solches eingesetzt, das herstellbar ist durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocya- natgruppen reaktiven Wasserstoffatomen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbin- düngen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen mindestens ein fettcherni- sches Polyol und mindestens ein mit Phenol modifiziertes aromatisches KohSenwas- serstoffharz, insbesondere ein Inden-Cumaron-Harz enthatten. Diese Polyurethane sowie ihre Aufbau komponenten weisen eine derart hohe Hydrophobie auf, dass sie prinzipiell sogar unter Wasser zu aushärten können.
Ais mit Phenol modifizierte aromatisches Kohlenwasserstoffharze mit einer endständigen Phenoigruppe, werden vorzugsweise mit Pheno! modifizierte inden-Cumaron- Harze, besonders bevorzugt technische Gemische von aromatischen Kohlenwasser- stoffharzen verwendet, insbesondere solche, die als wesentlichen Bestandteil Verbindungen der allgemeinen Forme! (I)
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mit n von 2 bis 28 enthalten. Derartige Produkte sind handelsüblich und werden beispielsweise von der Firma Rütgers VFT AG unter dem Handelsnamen NOVARES® angeboten.
Die mit Phenol modifizierten aromatischen Kohlenwasserstoffharze, insbesondere die mit Phenol modifizierten Jnden-Cumaron-Harze, weisen zumeist einen OH-GehaSt zwischen 0,5 und 5,0 Gew.-% auf.
Vorzugsweise werden das fettchemtsche Polyol und das mit Phenol modifizierte aromatische Kohlenwasserstoffharz, insbesondere das Inden-Cumaron-Harz in einem Gewichtsverhältnis von 100 : 1 bis 100 : 50 eingesetzt.
Gemeinsam mit den genannten Verbindungen können weitere Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen eingesetzt werden. Auf Grund ährer hohen Hydrolysebeständigkeit sind Polyetheralkohole bevorzugt. Diese werden nach üblichen und bekannten Verfahren, zumeist durch Anlagerung von Alkylenoxiden an H-funktio- nelle Startsubsfanzen, hergestellt Die mitverwendeten Poiyetheralkohoie haben vorzugsweise eine Funktionalität von mindestens 3 und eine Hydroxylzahl von mindestens 400 mgKOH/g, vorzugsweise mindestens 600 mgKOH/g, insbesondere im Bereich von 400 bis 1000 mgKOH/g. Ihre Herstellung erfolgt auf üblichem Wege durch Umsetzung von mindestens dreifunktionellen Startsubstanzen mit Alkylenoxiden. Als Startsubstanzen können vorzugsweise Alkohole mit mindestens drei Hydroxylgruppen im Molekül eingesetzt werden, beispielsweise Glyzerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose. Als Alkyienoxid wird vorzugsweise Propylenoxid eingesetzt. Der Reaktionsmischung können weitere übliche Bestandteile zugesetzt werden, beispielsweise Katalysatoren und übüche Hufs- und Zusatzstoffe, insbesondere sollten der Reaktionsmischung Trockenmittel, beispielsweise Zeolithe, zugesetzt werden, um die Anreicherung von Wasser in den Komponenten und damit ein Aufschäumen der Polyu- rethane zu vermeiden. Der Zusatz dieser Stoffe erfolgt vorzugsweise zu den Verbindungen mit mindestens zwei mit Ssocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen. Diese Abmischung wird in der Technik häufig als Polyolkomponente bezeichnet. Zur Verbesserung der LangzeitstabiJität der Verbundstoffe ist es weiterhin vorteilhaft, Mittel gegen den Angriff von Kleinlebewesen zuzusetzen. Außerdem ist der Zusatz von UV- Stabilisatoren vorteilhaft, um eine Versprödung der Formkörper zu vermeiden.
Die eingesetzten Polyurethane können prinzipiell ohne die Anwesenheit von Katalysatoren hergestellt werden. Zur Verbesserung der Aushärtung können Katalysatoren mitverwendet werden. Als Katalysatoren sollten vorzugsweise solche ausgewählt werden, die eine möglichst lange Reaktionszeit bewirken. Dadurch ist es möglich, dass die Reaktionsmischung lange flüssig bieibt. Prinzipiell ist es, wie beschrieben, möglich, auch ganz ohne Katalysator zu arbeiten.
Die Kombination der Poiyisocyanate mit den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen sollte in einem solchen Verhältnis erfolgen, dass ein stöchiometrischer Überschuss an Isocyanatgruppen, vorzugsweise von mindestens 5 %, insbesondere im Bereich zwischen 5 und 60 % vorliegt.
Die bevorzugt eingesetzten hydrophoben Polyurethane zeichnen sich durch eine be- sonders gute Verarbeitbarkeit aus. So zeigen diese Polyurethane eine besonders gute Haftung, insbesondere auf feuchten Substraten wie nassem Gestein, insbesondere Granitschotter. Die Aushärtung der Polyurethane erfolgt trotz der Anwesenheit von Wasser praktisch kompakt. Die eingesetzten kompakten Polyurethane zeigen auch bei dünnen Schichten eine vollständig kompakte Aushärtung.
Damit sind die bevorzugt eingesetzten Polyurethane hervorragend zur Befestigung von Uferböschungen, insbesondere Dämmen und Deichen, geeignet. Der Verbund zwischen Gestein und Polyurethan ist sehr fest. Weiterhin kommt es, insbesondere bei Einsatz sehr hydrophober Polyurethane, zu praktische keinem hydrolytischen Abbau der Polyurethane und somit zu einer sehr langen Haltbarkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren befestigten Uferböschungen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise die PoIy- isocyanate mit den Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen gemischt und diese Mischung mit den Steinen vermischt. Prinzipiell könnten auch beide Ausgangskomponenten des Polyurethans getrennt den Steinen zugegeben und gemeinsam mit diesen vermischt werden. In diesem Falle kann es jedoch zu einer un- gleichmäßigen Vermischung und damit zu unzureichenden mechanischen Eigenschaften des Polyurethans kommen.
Die Vermischung der Ausgangskomponenten des Polyurethans kann auf bekannte Weise erfolgen. Im einfachsten Falle können die Komponenten im gewünschten Mengenverhältnis in ein Gefäß, beispielsweise einen Eimer, gegeben, durch einfaches Umrühren gemischt und danach in der Mischeinrichtung mit den Steinen vermischt werden. Es ist auch möglich, die Ausgangskomponenten des Polyurethans in einem in der Polyurethanchemie üblichen Mischorgan, beispielsweise einem Mischkopf, zu mischen und diese Mischung mit den Steinen in Kontakt zu bringen.
Die Erfindung soil an den nachfolgenden Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1 :
(Herstellung eines Schotter/Poiyurethan- Verbundes durch maschinelle Vermischung)
In ein Mischaggregat (Typ „Fliegel Duplex Mischschaufel", bestehend aus einer großen Mischtrommel mit darin befindlichen Mischarmen) wurden ca. 1200 kg bzw. ca. 0,5 m3 Schotter mit einer mittleren Gesteinsgröße von ca. 2 bis 10 cm eingetragen. Zum Inhalt der Mischtromme! wurden 18 kg eines separat gefertigten flüssigen Poiyurethanreakti- onsgemisches gegeben, wobei dieses Reaktionsgemisch aus 12 kg eines als Polyol- komponente bezeichneten polyolischen Gemisches und 6 kg eines als Isocyanatkom- ponente bezeichneten PoSyisocyanafs gefertigt wurde. Das Gemisch aus Schotter und flüssigen Poiyurethanreaktionsgemisch wurde in der Mischtrommel ca. 2 bis 3 min intensiv vermischt, so dass die gesamte Oberfläche der Schottersteine mit dem Poiyurethanreaktionsgemisch benetzt war.
Die Mischtrommel wurde mit Inhalt so platziert, dass der Inhalt direkt an den zu befes- tigenden Uferbereich ausgebreitet werden konnte. Mit Harken ließ sich dieses Gemisch aus Schotter und an dessen Oberfläche befindlichen Polyurethan-Reaktionsgemisch so verteilen, dass nach der Aushärtung ein gleichmäßiger ca. 30 cm starker fester, jedoch wasserdurchlässiger Verbund entstand. Der Verbund widerstand den durch die Wasserwellen hervorgerufenen Belastungen und verfestigte damit den Uferbereich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einem Kunststoff und losen Steinen, umfassend die Schritte
a) Mischung der losen Steine mit den flüssigen Ausgangskomponenten des Kunststoffs in einem Mischer
b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer,
c) Aushärten des Kunststoffs.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren diskontinuierlich durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die losen Steine eine Größe von 1 bis 50 cm haben.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in Schritt b) auf eine zu sichernde beziehungsweise zu befestigende Fläche aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in Schritt b) in eine Form gegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Kunststoffs Sand aufgebracht ist.
8. Verfahren zur Befestigung und Sicherung von wie Ufern, Abhängen, Böschungen, und oder von zumindest teilweise in bewegten Gewässern befindlichen Bauwerken, wie Stütz- und Konstruktiσnselementen, umfassend die Schritte
a) Mischung von losen Steinen mit den flüssigen Ausgangskomponenten eines Kunststoffs in einem Mischer,
b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer auf die zu sichernde Fläche,
c) Aushärten des Kunststoffs.
9. Verfahren zur Befestigung und Sicherung von Flächen, wie Ufern, Abhängen, Böschungen, oder von zumindest teilweise in bewegten Gewässern befindlichen Bauwerken, wie Stütz- und KonstruktionseSementen, umfassend die Schritte,
a) Mischung von losen Steinen mit den flüssigen Ausgangskomponenten eines Kunststoffs in einem Mischer,
b) Ausbringen dieser Mischung aus dem Mischer in eine Form,
c) Aushärten des Kunststoffs,
d) Aufbringen des in Schritt c) erhaltenen Formkörpers auf Flächen, wie Ufer, Abhänge, Böschungen, oder an zumindest teilweise in bewegten Gewässern befindliche Bauwerken, wie Stütz- und Konstruktionseiementen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe, enthaltend Polyurethane, Epoxyharze, ungesättigte Polyesterharze, Acrylate und Methacryiate.
11. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyurethan ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan hydrophob ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan kompakt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das kompakte Po- lyurethan hersteilbar ist durch Umsetzung von
i) Polyisocyanaten mit
ii) Verbindungen mit mindestens zwei mit isocyanatgruppen reaktiven Was- serεtoffatomen und die Verbindungen mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen mindestens ein fettchemisches Potyol enthalten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ii) mindestens ein mit Phenoi modifiziertes aromatisches Kohlenwasserstoffharz enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ii) mindestens ein fettchemisches Polyol und mindestens ein mit Phenol modifiziertes aromatisches Kohlenwasserstoffharz enthält
17. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das fettchemische Polyot ausgewählt ist aus der Gruppe, enthaltend Rizinusöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Öle wie Traubenkemöl, Schwarzkümmelöl, Kürbiskernöl, Borretsch- samenöl, Sojaöl, Weizenkeimö), Rapsöl, Sonnenblumenöl, Erdnussöl, Apriko- senkernöi, Pistazienkernöl, Mandeiöi, Oiivenöi, Macadamianussöi, Avocadoöl, Sanddornöl, Sesamöl, Hanföl, Haselnussöl, Nachtkerzenöl, Wildrosenöl, Hanföl,
Distelöl, Walnussöl, mit Hydroxylgruppen modifizierte Fettsäureester auf Basis von Myristoleinsäure, Paimitoieinsäure, Ölsäure, Vaccensäure, Petroselinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure, Nervonsäure, Lsnolsäure, Linolensäure, Stearidon- säure, Arachidonsäure, Timπodonsäure, Clupanodonsäure, Cervonsäure, sowie Polyoie, die durch Ringöffnung epoxidierter Fettsäureester bei gleichzeitiger Umsetzung mit Alkoholen gewonnen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Phenol modifizierte aromatische Kohienwasserstoffharz ein mit Phenoi modifiziertes Inden-Cumaron-Harz ist.
19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Phenol modifizierte aromatische Kohlenwasserstoff harz einen OH-Gehait zwischen 0,5 und 5,0 Gew.-% aufweist.
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