PROCESS FOR INCREASING THE STRENGTH OF A POROUS ARTICLE

Abstract: 1. A process for increasing the strength of a porous article and its resistivity to weathering, wherein gases and moisture are first removed from the article in a container to be evacuated, the container is filled with an impregnating liquid which can be polymerized by means of a hardener or by the supply of energy, and the article is fully immersed and retained under excess pressure in the impregnating liquid until the impregnating liquid has penetrated deeply enough into the article, whereafter the impregnating liquid is discharged, more particularly while maintaining the excess pressure, and the hardening of the impregnating liquid absorbed by the article is initiated inside the container, characterized in that during hardening the article is surrounded by an inert gas.

Description: Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers und dessen Widerstandsfähigkeit gegen Verwitterung, bei dem zunächst dem Körper in einem unter Vakuum zu setzenden Behälter Gase und Feuchtigkeit entzogen, der Behälter mit einer härtbaren Tränkflüssigkeit gefüllt, der Körper völlig eingetaucht und in der Tränkflüssigkeit so lange unter Überdruck gehalten wird bis die Tränkflüssigkeit ausreichend tief in den Körper eingedrungen ist, worauf die Tränkflüssigkeit insbesondere unter Beibehaltung des Überdrucks abgelassen und das Aushärten der vom Körper aufgenommenen Tränkflüssigkeit innerhalb des Behälters eingeleitet wird. Aus dem deutschen Patent 22 54 l46 ist es bekannt, poröse Körper insbesondere Naturstein vor Verwitterung dadurch dauerhaft zu schützen, dass der Körper vollständig mit einem organischen Harz, insbesondere Methylmethacrylat getränkt und anschliessend polymerisiert wird. Sollen hierbei morbide Körper bis in die aller äussersten Randzonen gehärtet werden, ist es erforderlich, an der Oberfläche möglichst wenig an Tränkflüssigkeit zu verlieren um hierdurch die witterungsbeständige Zone bis zur Oberfläche hin zu haben. Während der ersten Phase des Polymerisierens verdampft aber aus der Oberfläche eine bestimmte Menge des organischen Harzes, so dass eine äussere Schicht von 1 bis 3 mm Tiefe nur schwach konserviert ist. Um dies zu vermeiden, wurde bei dem bekannten Verfahren eine Übermenge Härter der Tränkflüssigkeit zugesetzt um möglichst schnell zumindest ein Angelieren in der äussersten Schicht und in der Oberfläche zu erreichen. Durch diese Überdosis an Härter erfolgt aber auch eine sehr schnelle Polymerisation der gesamten Tränkflüssigkeit, so dass das erhärtete Material sehr spröde wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass das erhärtete Harz gleichmässig bis in die äusserste Schicht des Körpers reicht ohne eine Übermenge an Härter zuvor beigeben zu müssen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass während des Aushärtens der Körper von einem Inertgas umgeben ist. Das Inertgas sorgt während der Überdruckphase und Aushärtungsphase innerhalb des Behälters dafür, dass die Inhibierung in der äusseren Schicht des getränkten Körpers, wie sie normalerweise in der äusseren Schicht durch den Sauerstoff erfolgt, unterbleibt und dadurch die Reaktion nicht durch eine Zusatzmenge von Härter und durch einen schnellen Anstieg der Temperatur überfahren werden muss. Hierdurch kann die Härtermenge wesentlich reduziert, insbesondere auf das normale Mass gebracht werden, so dass ein langsames, mildes polymerisieren des eingebrachten Harzes, z. B. Acrylharz, möglich ist. Hierdurch werden sehr hochwertige langkettige PMMA in dem Objekt erreicht, so dass die schützende Wirkung des Harzes bis zur äussersten Oberfläche des Körpers reicht. Als besonders günstiges Inertgas hat sich Stickstoff erwiesen. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird im folgenden näher beschrieben. Ein poröser Stein, der verfestigt und gegen Verwitterung widerstandsfähig gemacht werden soll, wird nach der völligen Austrocknung in einen Behälter eingebracht, der unter Vakuum gesetzt wird. Das Vakuum soll möglichst hoch sein. Dabei wird der Stein entgast. Anschliessend wird unter Aufrechterhaltung des Vakuums die Tränkflüssigkeit in den Behälter gegeben, so dass der Stein vollständig in die Tränkflüssigkeit eingetaucht ist. Das Vakuum kann dabei so hoch sein, dass die Tränkflüssigkeit gerade noch nicht siedet. Als Tränkflüssigkeit eignen sich lösungsmittelfreie Reaktionsharzsysteme, z.B. Acrylate, Polyester, Epoxyharze, Silicon-Kautschukharze, die einen Härter enthalten, der bis zu einer bestimmten Temperatur, insbesondere der Raumtemperatur, stabil ist, damit die Tränkflüssigkeit unterhalb dieser Temperatur nicht erhärtet und der bei Überschreiten, insbesondere. starkem Überschreite der bestimmten Temperatur, die Reaktion der Reaktionsharzsysteme und damit deren Aushärten einleitet. Nachdem der Stein vollständig in der Tränkflüssigkeit liegt, wird der Behälter unter Überdruck, z. B. unter 15 atü, gesetzt. Dieser Überdruck bewirkt, dass die Tränkflüssigkeit schneller und tiefer in den porösen Körper ein dringt als es mit Atmosphärendruck möglich wäre. Da der Stein vorher entgast war und unter Vakuum in die Tränkflüssigkeit eingetaucht wurde, würde Atmosphärendruck nur ein mässiges tiefes und langsames Eindringen in die Poren des Steines bewirken. Der Überdruck wird mit Inertgas, insbesondere durch Stickstoff oder ein Edelgas aufgebaut und für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten, die ein genügend tiefes Eindringen der Tränkflüssigkeit in den Stein ermöglicht. Danach wird die Tränkflüssigkeit abgelassen, wobei aber der Überdruck im Behälter aufrechterhalten wird. Das Aufrechterhalten des Überdrucks ist notwendig, um die vom Stein aufgenommene Tränkflüssigkeit nicht aus den Poren des Steines austreten zu lassen. Danach wird die Temperatur des Gases im Behälter derart erhöht, dass das Aushärten eingeleitet wird. Statt die Temperatur im Behälter zu erhöhen, kann auch eine Flüssigkeit, die unter Aufrechterhaltung des Überdrucks im Behälter in den Behälter eingelassen worden ist, soweit erwärmt werden, bis die Reaktion der Tränkflüssigkeit und damit deren Aushärtung eingeleitet ist. Während des Aushärtens muss ebenfalls der Überdruck aus demselben Grunde aufrechterhalten werden. Eine erfindungsgemäss ausreichende Differenz zwischen der normalen Behandlungstemperatur und der Temperatur für das Einleiten des Aushärtens beträgt etwa 800 C. Nach beendeter oder nahezu beendetem Aushärten kann der Behälter vom Überdruck entlastet werden. Der auf diese Weise behandelte, poröse und brüchige Stein ist fest geworden und geschützt gegen aggressive Stoffe, insbesondere gegen Verwitterung. Da die abgelassene Tränkflüssigkeit von selbst nicht aushärtet, kann sie über beliebig lange Zeit zum Tränken poröser Körper ohne Verlust an Wirksamkeit verwendet werden.

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit eines porösen Körpers und dessen Widerstandsfähigkeit gegen Verwitterung, bei dem zunächst dem Körper in einem unter Vakuum zu setzenden Behälter Gase und Feuchtigkeit entzogen, der Behälter mit einer härtbaren Tränkflüssigkeit gefüllt, der Körper völlig eingetaucht und in der Tränkflüssigkeit so lange unter Überdruck gehalten wird bis die Tränkflüssigkeit ausreichend tief in den Körper eingedrungen ist, worauf die Tränk flüssigkeit insbesondere unter Beibehaltung des Überdrucks abgelassen und das Aushärten der vom Körper aufgenommenen Tränkflüssigkeit innerhalb des Behälters eingeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass während des Aushärtens der Körper von einem Inertgas umgeben ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Inertgas Stickstoff verwendet wird.

Inventors: IBACH, HERMANN WOLF
Applicants: IBACH STEINKONSERVIERUNG GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: C04B41
IPC codes: C04B41