CS270584B2 - Mixture for stone buildings protection,maintenance and restoration - Google Patents

Description

Směs pro ochranu, sanování a restauro* vání kamenných staveb.

(57) Podstata řešení spočívá v tom, že . I ochrana, sanování nebo restaurování kamen- ] ných staveb se provádí směsí, která se j skládá z_vroztoku alifatického isokyanátu i s alespoň jedním vůči isokyanátu inertním í rozpouštědlem. Směs může obsahovat mine- : rální podíly, např. písek. Jako organické · rozpouštědlo jsou použity látky vybrané j ze skupiny zahrnující xylen, methylisobu- i tylketon, solventnaftu, toluen, ethylace*' j tát, aceton a methoxypropylacetát nebo je- > jich směsi. I

CS 270584 82

Vynález se týká směsi pro ochranu, sanování a restaurování kamenných staveb, pomníků a podobných objektů.

Kamenné stavby, pomníky a podobné objekty, které jsou nadále pro jednoduchost označovány jako kamenné stavby, jsou v průběhu let vystaveny stálému působení atmosferických vlivů. V ovzduší obsažené škodlivé látky, jako oxid uhličitý, oxid uhelnatý, oxid siřičitý a oxidy dusíku působí stále spolu a vlhkostí pocházející z deště a z mlhy na povrch staveb, špína se trvale ukládá v pórech a spolu s produkty látkové výměny mikroorganismů rozrušují kámen staveb a tak ovlivňují pomalejší nebo rychlejší rozrušování staveb podle druhu použitého kamene. To vede v průběhu let ke stále pokračujícímu rozrušování staveb.

Obzvláště v případě historických staveb, pomníků a podobných objektů je tento stálý proces rozrušování mimořádně nepříjemný, jelikož se jím ztrácejí navždy nenahraditelně hodnoty. .

Bylo již vynaloženo velké úsilí zastavit tento proces rozrušování staveb a sanovat již vzniklé škody.

К dosažení tohoto cíle se kamenné materiály ošetřují roztoky esterů kyseliny křemičité. Kameni se tedy tak dodává část jeho přirozeného pojidla. Tyto.známé způsoby založené na použití esterů kyseliny křemičité jsou proto pro vápnem pojené materiály jen omezeně použitelné. Nadto je dalším nedostatkem těchto způsobů skutečnost, že se póry v kamenném materiálu ve velké míře uzavírají, takže je přirozené dýchání kamenného materiálu po takovém ošetření nepříznivě ovlivněno.

Se zřetelem na tento známý stav techniky je tedy úkolem vynálezu vyvinout novou směs pro ochranu, sanování a restaurování kamenných staveb, pomníků a podobných objektů, která by byla použitelná pro všechny kamenné materiály a především by uchovávala kapilární prostory v kamenném materiálu. .

Toho bylo dosaženo a výše uvedené nedostatky byly odstraněny směsí pro ochranu, sanování a restaurování kamenných staveb podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že se skládá z roztoku tvořeného alifatickým isokyanátem v hmotnostní koncentraci 1 až 70 4 a alespoň jedním vůči isokyanátu inertním organickým rozpouštědlem o hmotnostní koncentraci 99 až 30 %. ‘

Směs s výhodou obsahuje minerální podíly, např. písek.

Jako organické rozpouštědlo obsahuje e výhodou látky vybrané ze skupiny zahrnující xylen, methylisobutylketon, solventnaftu, toluen, ethylacetát, aceton a methoxypropylacetát nebo jejich směsi. ·

Podle vynálezu se stavba ošetřuje roztokem, který sestává z alifatického isokyanátu a z Jednoho nebo z několika organických rozpouštědel, načež se isokyanát působením vlhkosti vytvrzuje, ’

V úvahu přicházející Isokyanát Je s výhodou polyisokyanátový předpolymer, který je obchodně dostupný například pod označením Dasmodur E. Takový polyisokyanátový předpolymer má reaktivní isokyanátové skupiny, které mohou reagovat se vzdušnou vlhkostí a vytvářet přitom polymery. Obsah reaktivních NCO-skupin je e výhodou 8,5 a ekviValentová hmotnost je s výhodou v oboru 500. Připomíná se však, že Je možno použít i jiných polyisokyanátových předpolymerů při způsobu podle vynálezu, které po nanesení do struktury kamene polymerují a tím se vytvrzují. :

Používaná rozpouštědla mají být se zřet.elem na polyisokyanátový předpolymer inertními rozpouštědly. Tomuto požadavku vyhovují četná rozpouštědla. Výhodná rozpouštědla se volí podle hledisek Jako Jeou například nízká toxicita, snášenlivost, dobré rozpouštěcí vlastnosti, dobré smáčení kamenného materiálu. Jakožto výhodná rozpouštědla se uvádějí xylen, methylisobutylketon, solventnafta, toluen, ethylacetát, isobutylacetát, aceton a methoxypropylacetát.

Pro ošetřování alifatickým isokyanátem se mohou samozřejmě také používat směsi rozpouštědel.

Jakožto výhodné směsi rozpouštědel se příkladně uvádějí:

1) 30 hmotnostních dílů xylenu, 100 hmotnostních dílů methylisobutylketonu.

2) 250 hmotnostních dílů Isobutylacetátu, 180 hmotnostních dílů xylenu, 350 hmotnostních dílů solventnaf ty .,

3) 250 hmotnostních dílů methylisobutylketonu, 180 hmotnostních dílů xylenu, 350 hmotnostních dílů solventnafty. ' ’ · . i * ·’·

4) 30 hmotnostních dílů xylenu, 80 hmotnostních dílů acetonu, 80 hmotnostních dílů isobutylacetátu.

5) 100 hmotnostních dílů ethylaoetátu, 70 hmotnostních dílů toluenu, 30 hmotnostních dílů acetonu.-

6) 100 hmotnostních· dílů toluenu, 30 hmotnostních dílů acetonu, 30 hmotnostních dílů methoxypropylacetátu.

Způsob podle vynálezu pro ošetřování staveb se může rozdělit na způsoby, které jsou určeny výhradně na ochranu nepoškozených staveb, dále na způsoby sanování již poškozených staveb a na způsoby restaurování silně poškozených staveb.

V souhlasu s tímto jemnějším rozdělením zahrnuje způsob podle vynálezu tak zvanou hydrofobaci staveb, při kterém se stavby povrchově hydrofobují nanášením roztoku 1 až 10 hmotnostních dílů alifatického isokyanátu a 99 až 90 hmotnostních dílů s isokyanátem inertního rozpouštědla nebo s isokyanátem inertní směsi rozpouštědel. Při tomto ošetření proniká roztok isokyanátu několik milimetrů do kamenného materiálu. Rozpouštědlo se odpaří a isokyanát reaguje s vlhkostí za vytvoření polymerního filmu, který povlékne povrch kame^ ne a celého kapilárního systému, totiž stěn kapilár do uvedené hloubky. Kapiláry samotné zůstanou při tom otevřeny a tak zůstává ve velké míře zachována schopnost kamenného materiálu propouštět páru.

Tímto způsobem se dosáhne hydrofobace povrchu, která působí, že kámen odpuzuje vodu. Déšt a s ním zanášená špína od kamene tedy odperlují a samotná špína se na kámen neukládá. Tím se také nevytváří Životní prostředí pro mikroorganismy, které působí svými produkty látkové výměny první narušení kamene a předpoklady pro další pronikání vlhkosti a další pronikání špíny a zprostředkovávají narušování škodlivými látkami obsaženými v ovzduší.

Pro hydrofobování potřebná koncentrace isokyanátu v rozpouštědle závisí na rozsahu kapilárního systému kamenného materiálu. Zcela hrubá struktura kamene vyžaduje podstatně vyšší podíl isokyanátu v roztoku než jemná kapilární struktura. Koncentrace roztoku se < * proto účelně určuje empirickými pokusy. *

К sanování již narušených staveb se při způsobu podle vynálezu nanáší roztok obsahující 3 až 15 4 hmotnostních alifatického isokyanátu a 97 až 85 % hmotnostních s isokyanátem inertního rozpouštědla nebo к isokyanátu inertní směsi rozpouštědel. Tento roztok proniká do pórů, povléká stěny kapilár polymerním filmem a zpevňuje tak již narušenou strukturu kamene. Kapiláry samotné však zůstávají nedotčeny a umožňují další difúzi vlhkosti kamene.

Při ošetření způsobem podle vynálezu nevzniká Žádná uzavřená povrchová vrstva a také nedochází к žádné chemické reakci se samotným materiálem kamene. Nedochází к vytvoření krusty. Ke zpevnění při způsobu podle vynálezu dochází toliko proniknutím do kapilár a povlečením stěn kapilár polymerním filmem, takže se při provádění způsobu podle vynálezu nemusí vůbec dbát na druh kamene a na rozdíl od známých způsobů ze stavu techniky, založených na použití esteru kyseliny křemičité, nepředstavuje druh kamene pro způsob podle vynálezu žádné omezení.

Restaurování silné poškozených staveb se způsobem podle vynálezu provádí nanášením tvarovatelné hmoty, sestávající z roztoku obsahujícího 3 až 70 % hmotnostních alifatického isokyanátu a 97 až 30 4 hmotnostních к němu inertního rozpouštědla nebo к němu inertní směsi rozpouštědel, a z minerálních podílů. Výhodný obor koncentrace je 8 až 30 4 hmotnostních isokyanátů a 92 až 70 % hmotnostních rozpouětědlové směsi.

L taktu nanesené tvorovatelné hrnuty nuhruzujíoí kámen ee rozpouštědlu udptiří u zbylý isokyanát se vytvrzuje za vlivu přítomné vlhkosti a vytvrzená hmota pak nahrazuje již ztracenou kamennou hmotu, přičemž se dbá vhodnou volbou tvarovatelné hmoty se zřetelem na minerální podíly na dosahování stejného vzhledu jako měly nahrazované části kamene.

Pro nanášení roztoků se při způsobu podle vynálezu může používat o sobě známých technik. IlydrufulH)vrtní on tlčolnd provádí nootříkáním, nonáěoníni Štětcem nebo poléváním· Pru ruinování Již poěkozených objektů přichází v úvahu napouštění v roztoku, nebo v případech, kdy to oěetřovaný předmět nedovoluje pro svoji velikost, opakované nanášení štětcem nebo nastříkání nebo polévání.

Následující příklady praktického provedení vynález objasňují. Zároveň se porovnávají vzorky kamene ošetřené způsobem podle vynálezu s neošetřenými vzorky a zkoušejí se jejich vlastnosti,

Příklad 1

Claims (1)

1. Zkoušky mechanického lámání

   Pro zkoušky lámání se z měkkého lomového vápence Soskuter vyřezají hranolky

   4 x 4 x 16 cm. Zkušební tělíska se nasytí nasáním z vrstvy rozpouětědla v důsledku kapilární aktivity a po ošetření se zkoušejí ve srovnání s neošetřenými vzorky. Získány tyto výsledky;

   Zkouška lomového kamene Soskuter

   Neošetřený Ošetřeno roztokem pólyisokyanátového předpolymeru ve směsi 50 vzorek nostních xylenu a 50 % hmotnostních methylisobutylketonu Koncentrace roztoku v procentech hmotnostních VzrŮBt v procentuch (/ d <4 d Z d 0,1 32,5 10 30,2 47,6 273 46 Lomový kámen z povrchové vrstvy kamenolomu Soskuter Neošetřený Ošetřeno roztokem polyisokyanátového předpolymeru vzorek Koncentrace roztoku v procentech hmotnostních Vzrůst v procentech f d c4 <3 ť d 8,0 30 10 30 48 300 60

   cT tuhost v tahu při ohybu MPa (5 mez pevnosti v tlaku MPa

   Příklad 2

   Bohmoya zkouška odolnosti proti opotřebení oděrem zvětralého lomového měkkého vápence

   Přířezy lomového kamene se na povrchu napustí 12 % roztokem polyieokyanátového předpolymeru ve směsi 50 % hmotnostních xylenu a 50 % hmotnostních methylisobutylketonu, přičemž se roztok působením kapilární aktivity natáhne do kamene.

   Takto ošetřené vzorky kamene se spolu s neošetřenými vzorky kamene podrobí Bohmově zkoušce odolnosti proti opotřebení oděrem. Získány tyto výsledky:

   CS 270504 B2

   Před zkouškou Po zkoušce Rozdíl Vzrůst % Hmotnost g Tlouštka mm Hmotnost g Tloušťka mm Hmotnost g Tlouštka mm neošetřeno ošetřeno 382,7 332,4 41,3 40,6 285,8 275,В 31,2 34,0 96,9 56,6 10,1 6,6 35

   Příklad 3 • Zkouška difúze páry lomového měkkého vápence Sóskuter

   Při zkoušce se stanovuje vázání vlhkosti ze vzduchu chloridem vápenatým, přičemž _R vzduch difunduje kotoučovitými vzorky o průměru 7 cm. Koncentrace pro úpravu vzorků používaného roztoku polyisokyanátového předpolymeru ve směsi 50 % hmotnostních xylenu a 50 % hmotnostních methylisobutylkětonu je 15 hmotnostních. Kotoučky lomového kamene nasály roztok v důsledku kapilární aktivity. Získány tyto výsledky:

   Pai doba rametr tlouštka Vzrůst hmotnosti množství chloridu vápenatého g Pokles difúze páry % h cm neošetřeno ošetřeno 984 984 2,20 2,23 19,5 15,9 18,5

   Příklad 4

   Zkoušení odolnosti proti působení mrazu

   Z lomového měkkého vápence Sóskuter zhotoveny hranolky 4 x 4 x 16 cm a pro zkoušky materiálu nahrazujícího kámen zhotoveny podobné zkušební hranolky. Pro ošetření použitý roztok polyisokyanátového předpolymeru ve směsi 50 % hmotnostních xylenu a 50 % hmotnostních methylisobutylkětonu byl 12 % a zkušební hranolky ho nasály z roztoku působením kapilární aktivity.

   Provádění zkoušky:

   Zkoušen počet cyklů mezi zmrazením na -20 °C a roztáním při teplotě +20 °C vody. Porovná* ván počet cyklů, který zkušební vzorek vydržel bez poškození.

   Vzrůst odolnosti proti působení mrazu měkkého vápence Sóskuter při ošetření způsobem _B podle vynálezu je 60 4,

   Příklad 5

   Zkouška přijímání vody

   Vždy 5 stejně velkých přiříznutých kousků pískovce z Ihrle a pískovce z Udelfanger se podrobuje zkoušce uložení do vody v neošetřeném stavu a po napuštění podle vynálezu hmotnostně 6 % roztokem polyisokyanátového předpolymeru ve směsi 50 % hmotnostních xylenu a 50 % hmotnostních methylisobutylkětonu. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

   Pískovec z naleziště Ihrler (neošetřený)

   Vzorek číslo Hmotnost (g) Uložení do vody (dny) po uschnutí Rozměry (mm) délka výška šířka 5 6 7 8 1 314,33 314,40 314,54 314,54 294,10 52 52 52 2 312,63 312,73 312,82 312,82 292,05 52 • 52 51 3 310,98 311,09 311,22 311,22 290,73 51 51 , 52 4 310,17 310,33 310,39 310,39 289,51 51 51 52 5 309,47 309,66 309,78 309,78 289,58 51 51 52

   Vzorek číslo Hmotnost g Surová hustota kg/dm³ Příjem·vody suchý nasycený vodou příjem vody ^Wa 4 hmot. % objem. 1 294,10 314,54 20,44 2,09 6,95 14,54 2 292,05 312,82 20,77 2,12 7,11 15,06 3 290,73 311,22 20,49 2,15 7,05 15,15 4 289,51 310,39 20,88 2,14 7,21 15,44 5 289,58 309,78 20,20 2,14 6,98 14,94