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Die
Erfindung betrifft Reaktionsharze auf Methacrylatbasis ohne Schrumpf
und mit guter Nasshaftung sowie deren Verwendung.
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Kanalsysteme
(z. B. Abwasser, Frischwasser) mit unterschiedlichen Nennweiten
und verschiedenen Schadensbildern erfordern verschiedene Arten der
Sanierung. Nach der Definition der DIN EN 752-5 umfasst der Begriff
Sanierung alle Maßnahmen-zur
Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässeungsanlagen
(DIN EN 752-5 Ausgabe: 1997-11, Entwässerungssysteme außerhalb
von Gebäuden – Teil 5: Sanierung).
Sie kann prinzipiell in drei Gruppen eingeteilt werden. Renovierung,
Reparatur, Erneuerung. Diese Gruppen lassen sich wiederum in mehrere
Verfahren (z.B. Beschichtungsverfahren, Auskleidungsverfahren) unterteilen.
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Eine
Möglichkeit
zur Sanierung lokaler Schäden
an nicht begehbaren Kanalrohren ist die Reparatur mit einem Abdichtungsverfahren,
das so genannte Kurzschläuche
(auch Partielle Inliner, Partliner, Kurzliner, Shortliner genannt)
einsetzt. Kurzschläuche
bestehen aus reaktionsharzgetränkten
Trägermaterialien,
die durch Aushärten
an der Schadensstelle eine mit der Kanalwandung fest verklebten
Innenschale entstehen lassen.
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Als
Reaktionsharz werden vornehmlich kalthärtende Epoxidharze, Methacrylate,
Organomineralharze oder Polyurethane eingesetzt. Bisweilen werden
auch warm- und lichthärtende Systeme
eingesetzt. Insoweit bestehen Ähnlichkeiten
mit dem Renovierungsverfahren „Schlauchlining", andererseits aber
ein grundlegender Unterschied; während
beim Kurzschlauch Form- und Kraftschluss mit dem Altrohr zwingende
Bedingungen für
den Erfolg der Reparatur sind, ist dies beim Schlauchlining nur
bedingt (Formschluss), bzw. überhaupt nicht
(Kraftschluss) gewollt bzw. erforderlich. Ein Kurzschlauch ist also
kein kurzes Stück
Schlauchliner. Kurzschläuche
sollen vorrangig die Abdichtung und die Stabilisierung der Standsicherheit
von Kanalabschnitten begrenzter Länge bewirken.
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Die
häufigsten
Schadensbilder, die zur Sanierung anstehen, sind: Längsrisse,
Radialrisse, Scherbenbildung, Löcher,
undichte Rohrverbindungen. Weiterhin gibt es: Muffenversatz (bis
maximal Rohrwandstärke und
axiale Lageabweichungen), Wurzeleinwuchs, Verschließen nicht
mehr benötigter
Anschlüsse.
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Besonders
schwierig ist die Sanierung von nicht begehbaren Kanälen. Häufig sind
es Kreisprofile DN 150 bis max. DN 800. Im Hausanschlussbereich
werden teilweise auch Rohrdurchmesser kleiner DN 150 mm repariert.
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Nach
den einschlägigen
Merkblättern
muss nach einer Inspektion der zu reparierende Rohrabschnitt mit
Hochdruckspülgeräten gereinigt
werden und anschließend
eine Untergrundvorbereitung, z. B. durch Schleifen oder Fräsen, erfolgen.
Während
der Reparatur soll der Kanal wasser-/abwasserfrei sein. Bei der
Reparatur wird ein mit Reaktionsharz getränktes Glasfasergewebe oder
Polyesternadelvlies mit einem Packer, das ist ein aufblasbarer Gummizylinder,
an der Schadensstelle positioniert (von Hand oder mit mechanischen Hilfsmitteln).
Durch Aufblasen des Packers mit Druckluft wird das Laminat an die
Kanalwand gepresst und erhärtet
dort. Die Aushärtung
erfolgt bei Umgebungstemperatur, durch Beheizung oder (seltener)
durch UV-Bestrahlung. Bei Verwendung von Durchflusspackern oder
Hohlpackern darf erst während
der Aushärtephase (also
nach dem Setzen des Packers) der Kanal freigegeben werden.
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Die
zu beschichtenden Kanalrohrmaterialien sind vielfältig. Kanalrohrmaterialien
sind z. B. Beton- und Steinzeugrohre, Asbestzement, Stahlbeton,
Faserzement, Gusseisen, Polyvinylchlorid (PVC), high density Polyethylen
(HD-PE) und mit Glasfaser verstärkte
Kunststoffe (GFK).
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Es
gibt eine Vielzahl von Kurzschlauch-Systemen. Die Mehrzahl beruht
auf GFK und Organomineralharz bzw. GFK und Epoxidharzen. Das „3P-Inliner®"-System (JT Elektronik
GmbH, Lindau) besteht aus Natriumwasserglas und einem Isocyanat.
Das Isocyanat reagiert mit dem Wasser der Natrium-Silikat-Lösung zu Polyharnstoff
und Kohlendioxid und das Kohlendioxid setzt sich mit dem Wasserglas
zu Natriumcarbonat und polymerer Kieselsäure um.
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Ein
weiteres System „EasyPUR" (CarboTech Fosroc,
Essen) enthält
neben Natriumwasserglas und Diphenylmethanisocyanat einen Beschleuniger
und einen Vernetzer.
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Das
System „Alocan®" (Alocit Chemie GmbH,
Konstanz) basiert auf Hydroxyethylmethacrylat und Methylmethacrylat.
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Die
bekannten Systeme haben den Nachteil, dass das Harz nicht schnell
genug aushärtet.
Nach dem Entfernen des Packers hat das Reaktionsharz im Randbereich
noch nicht die mechanische Endhärte
erreicht, was zu Undichtigkeiten führt.
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Ein
weiterer Nachteil ist die bei einigen Produkten auftretende schlechte
Haftung auf feuchten Untergründen,
die Nasshaftung. Die zu reparierenden/sanierenden Kanalrohre werden
vor der Reparatur zumeist mit Wasser gespült, um Verunreinigungen zu
entfernen. Die Reparatur erfolgt dann in den feuchten Kanalrohren.
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Ein
weiterer Nachteil ist die relativ starke Schrumpfung. Dies tritt
vor allem bei Methacrylat-Reaktionsharzen auf. Hierbei handelt es
sich um die Schwindung in alle Raumrichtungen, ein bekanntes Phänomen bei Kunststoffen,
das auf die verschiedenen Dichten von Monomeren und Polymeren zurückzuführen ist.
Bei der Abdichtung von Kanalrohren kann dies zur Ablösung des
Reparaturmaterials von der Kanalwand, bei unzureichendem Haftverbund
während
des Aushärtevorgangs,
führen.
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Aufgabe
war es daher, schnell kalthärtende
Reaktionsharze ohne Schrumpf und mit guter Haftung auf nassen/feuchten
glasierten Steinzeug-Untergründen
zur Verfügung
zu stellen.
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Die
Aufgabe wurde gelöst
durch Reaktionsharze auf Methacrylatbasis, die anorganische Materialien enthalten,
die zu einer Volumenexpansion mit Wasser führen. Bevorzugt werden Reaktionsharze
auf Methacrylatbasis verwendet, die Calciumoxid (CaO), Magnesiumoxid
(MgO), Calciumsulfat (CaSo4) und/oder Ettringit
und gegebenenfalls auch Feinfüller,
enthalten.
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Methacrylate
sind besonders geeignet, weil sie eine hervorragende Witterungsbeständigkeit
aufweisen.
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Überraschend
wurde gefunden, dass bei der Zugabe von Calciumoxid der Schrumpf
völlig
eliminiert wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Reaktionsharze
auf Methacrylatbasis bei der Zugabe von geringen Mengen Calciumoxid
einen geringen Schrumpf vor und keinen Schrumpf nach dem Tempern (Temperung
simuliert Langzeitversuch) aufweisen. Calciumoxid kann in Mengen
von 1–20%,
bevorzugt 1–10%,
zugesetzt werden.
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Durch
die Zugabe von Magnesiumoxid oder Calciumsulfat wird ebenfalls eine
Eliminierung des Schrumpfes erreicht. Diese Materialien sind in
der Lage, mit dem Wasser der Luftfeuchtigkeit zu ihren Hydroxiden
zu reagieren. Die Dichte der Oxide ist größer als die ihrer Hydroxide
(z. B. CaO: 3,4 g/cm3, Ca(OH)2:
2,23 g/cm3 oder MgO: 3,58 g/cm3,
Mg(OH)2: 2,40 g/cm3).
Wirken auf erhärteten
Beton sulfathaltige Lösungen
ein, so kommt es in Gegenwart von Calciumaluminat bzw. Calciumaluminathydraten
zur Bildung des sehr kristallwasserreichen Trisulfates (Ettringit),
das so genannte Sulfattreiben. Das Molvolumen vergrößert sich
teilweise auf das Achtfache. Damit wird das Materialgemisch expandiert,
was dem üblichen
Schrumpf entgegenwirkt.
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Es
ist bekannt, dass durch die Zugabe von Feinfüller (z.B. Zement) der Schrumpf
ebenfalls gesenkt werden kann (Bauchemie, 1/2000, S. 10–11). Feinfüller wird
in Mengen von 1–200%,
vorzugsweise 20–150%, zugegeben.
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Es
wurde gefunden, dass es zur Expansion des Materials kommt, wenn
es in direktem Kontakt mit Luftfeuchtigkeit oder Wasser steht. Die
Expansion fördert
eine optimale Abdeckung der schadhaften Stelle in einem Kanalrohr.
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Generell
können
Materialien verwendet werden, die aus Epoxiden, Urethanen, Organomineralien
oder Methacrylaten bestehen. Besonders bevorzugt werden Methacrylate
verwendet. Als Ausgangsgemisch wird ein marktübliches Reaktionsharz auf Methacrylatbasis
verwendet (Röhm
GmbH & Co KG,
Darmstadt). Es besteht vorzugsweise aus (Meth)acrylat ( 50–90%), einem
Polymeren bestehend aus (Meth)acrylaten und (Meth)acrylsäuren (10–40%), einem
Vernetzer auf Methacrylatbasis, wie z.B. bi- oder trifunktionelle (Meth)acrylate
(1–10%),
Amin-Beschleuniger
(0,1–3%),
Inhibitoren, wie z.B. 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol (0,01–0,05%),
Initiatoren, wie z.B.: Benzoylperoxid (0,5–5%) sowie andere Monomere
wie z.B. Styrol, gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan oder
Urethanmethacrylate (1–30%).
Die Schreibweise (Meth)acrylat bedeutet hier sowohl Methacrylat,
wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat usw., als auch Acrylat.
Die erfindungsgemäßen Zugaben
von anorganischen Materialien, die zu einer Volumenexpansion mit
Wasser führen,
vorzugsweise CaO, MgO, CaSO4, Ettringit
und gegebenenfalls Feinfüller
(z.B. Zement) wird auf die bestehende Rezeptur addiert (100% Reaktionsharz
+ Zusätze).
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
stellt ein Verbund aus Glasfasergewebe, vorzugsweise E-CR-Glas (gegen
Schwefelsäure
beständig),
oder anderen geeigneten Geweben, wie z.B. Polyesternadelvlies, mit
dem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis dar. Hierzu wird vorzugsweise
ein handelsübliches
Glasfasergewebe mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsharz getränkt und
anschließend
ausgehärtet.
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Ein
wichtiges Qualitätskriterium
für Reaktionsharze
und Verbunde, die zur Kanalsanierung verwendet werden, ist die Nasshaftung. Üblicherweise
wird bei der Sanierung das Reaktionsharz oder der Verbund auf nassen
Untergründen
appliziert. Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Reaktionsharze
bzw. der Verbund sehr gute Nasshaftung aufweist. Versuche haben
gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Reaktionsharze
sowohl auf gestrahlten und ungestrahlten trockenen und nassen Betonplatten,
als auch auf gestrahlten und ungestrahlten trockenen und nassen
Kanalrohren hervorragende Haftung aufweisen.
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Die
Aushärtung
geschieht im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von –10°C bis +45°C. Solche Harze
nennt man kalthärtend.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass das Aushärten bei Umgebungstemperatur
(0°C bis
+20°C) erfolgt.
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Neben
den angeführten
Kriterien sind jedoch auch weitere mechanische Eigenschaften, wie
z.B. die Shore Härte,
die Glastemperatur usw., für
die Eignungsprüfung
von Reaktionsharzen von Bedeutung.
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Das
erfindungsgemäße Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis kann als Reparaturmaterial für Kanalsanierungen
verwendet werden. Vorzugsweise wird es als Verbund mit Glasfasergewebe
zur Kanalsanierung verwendet.
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Außerdem kann
das Reaktionsharz auf Methacrylatbasis als Dübelharz verwendet werden. Dazu
werden dem erfindungsgemäßen Reaktionsharz
Bindemittel, das radikalisch nicht polymerisierbare Polymere, Reaktivverdünner, weiter
Polymere und nicht reaktive Lösungsmittel
enthält,
und ggf. noch weitere Füllstoffe
zugesetzt.
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Die
im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung
der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet,
die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.
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Beispiel 1
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Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10%
CaO und 40% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum
Aushärten
wird anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E1
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Beispiel 2
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Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E2
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Beispiel 3
-
Es
wird ein Gemisch aus 66,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin,
0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol sowie 5% gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan
hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels
eines Dissolvers zusätzlich
10% CaO und 40% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum
Aushärten
wird anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E3
-
Beispiel 4
-
Es
wird ein Gemisch aus 66,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin,
0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol sowie 5% gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan
hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels
eines Dissolvers zusätzlich
5% CaO und 80% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum
Aushärten
wird anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E12
-
Beispiel 5
-
Es
wird ein Gemisch aus 66,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin,
0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol sowie 5% gamma-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan
hergestellt. Diesem Reaktionsharz auf Methacrylatbasis werden mittels
eines Dissolvers zusätzlich
5% CaO und 100% Zement (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum
Aushärten
wird anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E13
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Vergleichsbeispiel 1
-
Das
Reaktionsharz 3P® (JT-Elektronik GmbH,
Lindau) wird verwendet.
Probe V1
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Vergleichsbeispiel 2
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Das
Reaktionsharz Easy Pur (CarboTech Fosroc, Essen) wird verwendet.
Probe
V2
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Vergleichsbeispiel 3
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Das
Reaktionsharz Alocan® (Alocit Chemie GmbH,
Konstanz) wird verwendet.
Probe V3
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Beispiel 9
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Schrumpfverhalten
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Das
Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz
und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in
1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die
Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils
mit 50 g Reaktionsharz gefüllt
und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf
gemessen. Anschließend
wird der Probekörper
auf 70°C
erwärmt
und 48 Stunden bei dieser Temperatur gelagert. Diese Temperung simuliert den
Alterungsprozess. Der Probekörper
wird wiederum vermessen.
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Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
Tabelle
1: Schrumpf nach Aushärtung
bei Raumtemperatur und nach Lagerung bei 70°C Schrumpf (-), * Schrumpf nach
48 h bei Raumtemperatur (RT)
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Die
erfindungsgemäßen Reaktionsharze
auf Methacrylatbasis (E1, E2, E3) zeigen nach 24 Stunden Lagerung
bei Raumtemperatur nur geringen bzw. keinen Schrumpf und nach der
Temperung keinen Schrumpf. Die erfindungsgemäßen Reaktionsharze auf Methacrylatbasis
mit 80% bzw. 100% Feinfüller
(E12, E13) zeigen nach 24 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur einen
etwas stärkeren
Schrumpf, der jedoch nach der Temperung abnimmt. Die Vergleichsversuche
zeigen, dass herkömmliche
Materialien zunehmend schrumpfen.
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Beispiel 10
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Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E4
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Beispiel 11
-
Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 5%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E5
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Beispiel 12
-
Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 3%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E6
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Beispiel 13
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Schrumpfverhalten bei
Raumtemperatur
-
Das
Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz
und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in
1 m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die
Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils
mit 50 g Reaktionsharz gefüllt
und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf
bzw. die Expansion gemessen. Anschließend wird der Probekörper weitere
5 Tage, 7 Tage, 10Tage bzw. 14 Tage unter normalen Umgebungsbedingungen
(bei Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit) gelagert. Der Probekörper wird
jeweils vermessen.
(Probe E4–E6)
Tabelle
2: Schrumpf (-) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur
-
In
Abhängigkeit
vom CaO-Gehalt ist der Schrumpf nach 24 Stunden verschieden stark.
Die Probekörper
expandieren über
die Zeit. Spätestens
nach 14 Tagen sind alle Probekörper
länger,
als anfangs hergestellt.
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Beispiel 14
-
Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 10%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E7
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Beispiel 15
-
Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 5%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E8
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Beispiel 16
-
Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 3%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E9
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Beispiel 17
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Schrumpfverhalten in Wasser
-
Ein
Anwendungsgebiet für
diese Materialien sind Kanalrohre. Die Bedingungen werden über die
Lagerung der Materialien in VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) nachgestellt.
Die Untersuchungen mit VE-Wasser sind auf Abwässer übertragbar. Das Schrumpfverhalten
wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung
von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in 1 m langen Schrumpfrinnen
(Schenkellänge
der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt.
Die Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils mit
50 g Reaktionsharz gefüllt
und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf
bzw. die Expansion gemessen.
-
Anschließend werden
die Probekörper
5 Tage, 7 Tage, 10 Tage bzw. 14 Tage in VE-Wasser gelagert. Die Probekörper werden
jeweils vermessen.
(Probekörper
E7–E9)
Tabelle
3: Schrumpf (-) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur
und in VE-Wasser RT: Raumtemperatur W: VE-Wasser
-
Der
anfängliche
Schrumpf bei 24-stündiger
Lagerung bei Raumtemperatur wird durch die Lagerung in Wasser kompensiert.
Nach 5 Tagen sind bereits alle Proben expandiert, so dass sie länger als
direkt nach ihrer Herstellung sind.
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Beispiel 18
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Es
wird ein Gemisch aus 71,27% Methylmethacrylat, 25% eines Polymeren,
bestehend aus Methylmethacrylat-co-Methacrylsäure und 2-Ethylhexylacrylat,
3% Triethylenglycoldimethacrylat, 0,3% N,N-bis(2-hydroxypropyl)-p-toluidin,
0,4% N,N-dimethyl-p-toluidin
und 0,03% 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol hergestellt. Diesem Reaktionsharz
auf Methacrylatbasis werden mittels eines Dissolvers zusätzlich 20%
CaO (bezogen auf 100% Reaktionsharz) zugegeben. Zum Aushärten wird
anschließend
1% Benzoylperoxid zugefügt.
Probe
E10
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Beispiel 19
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Schrumpfverhalten in Wasser
(Langzeit)
-
Zur
Simulation des dauerhaften Kontaktes mit Wasser wurden Langzeitversuche
durchgeführt.
Das Schrumpfverhalten wurde entsprechend der Richtlinie für Schutz
und Instandsetzung von Betonbauteilen, Teil 4, Ausgabe 1992, in
1m langen Schrumpfrinnen (Schenkellänge der Rinne ca. 3 cm) durchgeführt. Die
Versuche werden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Rinne wird jeweils
mit 50 g Reaktionsharz gefüllt
und bei Raumtemperatur gelagert. Nach 24 Stunden wird der Schrumpf
bzw. die Expansion gemessen. Anschließend wird der Probekörper 7 Tage,
14 Tage (nicht bei E12 und E13 gemessen), 21 Tage bzw. 35 Tage in
VE-Wasser gelagert.
Der Probekörper
wird jeweils vermessen.
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Die
Versuche werden mit folgenden Harzen durchgeführt:
Probe E10 entspricht
der Zusammensetzung von Beispiel 18
Probe E12 entspricht der
Zusammensetzung von Beispiel 4
Probe E13 entspricht der Zusammensetzung
von Beispiel 5
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Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
Tabelle
4: Schrumpf (-) bzw. Expansion (+) bei Lagerung bei Raumtemperatur
und in VE-Wasser RT: Raumtemperatur W: VE-Wasser
-
Der
anfängliche
Schrumpf bei 24-stündiger
Lagerung bei Raumtemperatur wird durch die Lagerung in Wasser kompensiert.
Nach 5–10
Tagen sind die Probekörper
länger
als direkt nach ihrer Herstellung. Die Expansion verlangsamt sich
mit der Zeit.
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Beispiel 20
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Nasshaftung
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Eine
Betonplatte der Qualität
B55 wird 10 Tage bei Raumtemperatur in Wasser gelagert. Nach der
Entnahme wird das Wasser nur abgetupft und eine Silikonbegrenzung
zur Reaktionsharzauftragung um die Betonplatte verwendet. Anschließend werden
500–600
g Harz pro m2 mit einem Spatel auf der Platte
gleichmäßig verteilt.
Zum Aushärten
wird die Platte ca. 1 Stunde bei Raumtemperatur gelagert. Es wird
eine Ringnut mit einem Durchmesser von d=50 mm ca. 8 mm tief in
die Platte gebohrt. Der Haftzugsstempel wird aufgeklebt. Nach 1
Stunde wird die Zugprüfung
mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 N/s (F10D ISIM2000, Fa. Freundl,
Wennigsen) durchgeführt.
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Zusätzlich wird
die Nasshaftung in glasierten Steinzeugrohren, wie sie üblicherweise
in Kanalrohren eingesetzt werden, getestet. Dazu wird das Kanalrohr
mit einem nassen Tuch befeuchtet. Anschließend werden 500–600 g Harz
pro m2 mit einem Spatel auf dem Kanalrohr
gleichmäßig verteilt.
Zum Aushärten
wird das Kanalrohr mit dem Reaktionsharz ca. 1 Stunde bei Raumtemperatur
gelagert. Es wird eine Ringnut mit einem Durchmesser von d=50 mm
ca. 8 mm tief in das Werkstück
gebohrt. Der Haftzugsstempel wird aufgeklebt. Nach 1 Stunde wird
die Zugprüfung
mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 100 N/s (F10D ISIM2000, Fa. Freundl,
Wennigsen) durchgeführt.
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Die
Versuche werden mit folgenden Harzen durchgeführt:
Probe E1 entspricht
der Zusammensetzung von Beispiel 1
Probe E3 entspricht der
Zusammensetzung von Beispiel 3
Probe V1 entspricht der Zusammensetzung
von Vergleichsbeispiel 1
Probe V2 entspricht der Zusammensetzung
von Vergleichsbeispiel 2
Probe E11 entspricht der Zusammensetzung
von Beispiel 3, jedoch ohne Zusatz von 40% Zement
Probe E13
entspricht der Zusammensetzung von Beispiel 5
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Die
Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
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Tabelle
5: 0: keine Haftung BB: Betonbruch KB: Klebestellen-Bruch
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Die
erfindungsgemäßen Reaktionsharze
zeigen auf der Betonplatte der Qualität B55 sehr gute Nasshaftung,
während
die handelsüblichen
Reaktionsharze (V1 und V2) keine Nasshaftung aufweisen. Die erfindungsgemäßen Reaktionsharze
mit 10% CaO (E11), mit 10% CaO und 40% Zement (E3) bzw. mit 100%
Zement (E13) zeigen sehr gute Nasshaftung auf glasiertem Steinzeug
(Kanalrohr), während
die handelsüblichen Reaktionsharze
(V1 und V2) keine Nasshaftung aufweisen. Die Angabe BB bedeutet,
dass nicht die Klebestelle Beton-Reaktionsharz, sondern das Rohrmaterial
Beton gebrochen ist. Für
die Klebestelle Beton-Reaktionsharz sind somit weitaus höhere Werte
möglich.
Dies trifft für
die Mehrzahl der Versuche zu. Lediglich Versuchsergebnis E11 (Haftung
auf Kanalrohr) zeigt, dass die Klebestelle zwischen Prüfstempel
und Reaktionsharz (KB) die Bruchstelle darstellt. Für die Klebestelle
Beton-Reaktionsharz sind somit weitaus höhere Werte möglich. Bei
dem Haftversuch (E1) im Kanalrohr war die Haftung zwischen Reaktionsharz
und Beton unzureichend.