DE2559147A1

DE2559147A1 - Verfahren und vorrichtung zum verfestigen von natursteinelementen, insbesondere von marmorbloecken

Info

Publication number: DE2559147A1
Application number: DE19752559147
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Marocco
Original assignee: Soberman Ets
Current assignee: Soberman Ets
Priority date: 1974-12-31
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1976-07-08
Also published as: YU332775A; ES443919A1; CA1056662A; FR2296600B1; FR2296600A1; JPS5839800B2; IT1027222B; US4013809A; DE2559147C2; JPS5190988A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F.¥eickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

SOBERMAN Establishment
Balzers, Liechtenstein

Verfahren und Vorrichtung zum Verfestigen von Natursteinelementen, insbesondere von Marmorblöcken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von Natursteinelementen, insbesondere von Blöcken, die mit dem Außenraum in Verbindung stehende Hohlräume aufweisen, bei dem das zu verfestigende Element in einen druckdichten Behälter eingeschlossen wird, bei dem sodann im Behälter ein Unterdruck erzeugt wird und das in dem Behälter befindliche zu verfestigende Element nach einer vorgegebenen Zeitspanne unter Beibehaltung des Unterdrucks in eine im flüssigen Zustand unhärtbare Harzverbindung eingetaucht wird, bei dem anschließend der Unterdruck beendet und das zu verfestigende Element dem atmosphärischen Druck oder einem Überdruck ausgesetzt wird, um die Harzverbindung tief in die Hohlräume des Blocken eindringen zu lassen und bei dem man schließlich die Harzverbindung in den

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Hohlräumen und um das in die Verbindung eingetauchte Element aushärten läßt.

Verfahren dieser Art sind zur Verfestigung von Bauelementen, beispielsweise Steinen und Ziegeln, bekannt. Hierbei dient der unterdruck, der vor dem Eindringen der Harzlösung erzeugt wird, dazu, aus den Elementen Feuchtigkeit abzuziehen. Außerdem bewirkt der Unterdruck eine Entgasung der flüssigen Harzlösung. Auf diese Weise, d.h. durch die Beseitigung der Gaseinschlüsse, die andernfalls in den Poren und im Innern der Harzlösung verbleiben wurden, erhält man gut verfestigte Elemente.

Wenn bei diesen bekannten Verfahren jedoch als Behälter für das zu verfestigende Element ein Gefäß mit starren und festen Wänden verwendet wird, das das aus der Harzlösung bestehende Bad enthält, in welchem das zu verfestigende Element während der Äushärtphase der Verbindung belassen wird, stellt sich der Nachteil ein, daß die ganze Harzlösung des Bades aushärtet, was einen sehr großen Verbrauch an Lösung für jedes Element bedeutet. Um diesen Nachteil zu beseitigen, könnte man einen Behälter oder ein Gefäß verwenden, dessen Form derjenigen des zu verfestigenden Elementes entspricht und dessen Abmessungen nur wenig größer sind als die des Elementes selbst. Für die Verfestigung großer Blöcke aus Naturstein, beispielsweise von Marmorblöcken, in der Form, in der sie aus den Steinbruch abgebaut werden, ist dies jedoch praktisch unmöglich, da solche Blöcke fast immer unregelmäßige und abweichende Formen und Dimensionen haben. Dies würde nämlich für jeden Block den Aufbau eines Behälters entsprechender Form voraussetzen.

In der DT-OS 2 254 146 ist ein Verfahren beschrieben, mittels dessen poröse Elemente, insbesondere Bausteine, verfestigt und gegen ungünstige Witterungsexnflüsse geschützt werden können. Hierbei wird das poröse Element zunächst einem Unterdruck ausgesetzt und sodann in ein Bad aus flüssigem, bei Wärme aushärtendem Imprägnierharz eingetaucht. Das Eindringen des Harzes in die Poren wird dadurch erreicht, daß das Element einem Druck oder überdruck

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ausgesetzt wird, während es aus dem Bad heraustritt, und daß dieser Druck oder Oberdruck während einer vorgegebenen Zeitspanne weiterhin auf das Element einwirkt, wenn es sich bereits außerhalb des Bades befindet und während es einer Erwärmung unterzogen wird, durch welche das Harz in den Poren ausgehärtet wird.

Dieses Verfahren erlaubt eine beträchtliche Einsparung an Härzmasse, weil nur dasjenige Harz tatsächlich verbraucht wird, das in den Poren verbleibt, während das in dem Bad befindliche Harz flüssig bleibt und für die Imprägnierung anderer Elemente wiederverwendet werden kann. Jedoch eignet auch dieses Verfahren sich nicht für die Verfestigung und Imprägnierung großer Marmor- oder anderer Natursteinblöcke, wie sie aus den Steinbrüchen abgebaut werden, weil diese Blöcke nicht nur geringe Porosität, sondern große Hohlräume unterschiedlicher Art, beispielsweise in Form von Rissen, Brüchen, Narben usw. besitzen, aus denen die flüssige Harzlösung infolge der Schwerkraft einfach abfließen würde, wenn der Block vor dem Aushärten der Lösung aus dem Bad herausgezogen wird. Falls die ' Hohlräume die Form durchgehender Kanäle haben, würde die Harzlösung tatsächlich völlig auslaufen.

In der US-PS 3 532 575 ist ein Verfahren zur Herstellung laminierter Materialien, insbesondere von Isoliermaterialien für elektrische Kondensatoren, beschrieben, bei dem eine Rolle von Folienmaterial mit einem Kunstharz imprägniert wird. Die Imprägnierung der Rolle erfolgt in einer Hülle aus thermoplastischer Folie, die hermetisch verschlossen ist und die über zwei Röhren mit einer Vakuumpumpe bzw. mit einem Vorratsbehälter für flüssiges Imprägnierharz verbunden ist. Die Hülle wird vollständig in eine Flüssigkeit eingetaucht gehalten, die sich in einem dichten Behälter befindet. Nachdem das Iraprägnierharz in die Hülle und um die Rolle durch den von der Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck hineingesaugt worden ist und nachdem das Harz zur Entgasung für eine gewisse Zeitspanne dem Vakuum ausgesetzt war, wird die äußere Flüssigkeit unter Druck gesetzt. Dieser Druck bewirkt, daß das Harz tief in die in der Hülle befindliche Rolle eindringt. Da das thermoplastische Material der Hülle zwar flüssigkeitsdicht, nicht jedoch auch hinreichend gasdicht ist, muß die

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Flüssigkeit getrennt entgast werden, bevor sie in den dichten Behälter eingeführt wird.

Mit einem Verfahren dieser Art könnten auch kleine Elemente aus Naturstein, und zwar auch solche mit unregelmäßiger Form, imprägniert und verfestigt werden. Dank der Tatsache, daß die Hülle durch das Vakuum gegen das Element gedrückt wird, würde die Menge der Harzlösung, die auf der äußeren Oberfläche des Elements verbleibt, äußerst gering sein. Für die Imprägnierung von großen Natursteinblöcken, beispielsweise Marmorblöcken, in der Form, wie sie in den Steinbrüchen abgebaut werden, wäre das Verfahren jedoch nicht geeignet: Abgesehen von der Schwierigkeit, um einen großen unregelmäßig geformten Elock eine hermetisch dichte Hülle aus Folienmaterial anzubringen, würde auch das große Volumen des Druckbehälters zur Aufnahme des Blockes und seiner Hülle eine außerordentlich große Flüssigkeitsmenge zur Druckerzeugung erfordern, und diese ganze Flüssigkeitsmenge müßte zuvor getrennt entgast werden, was eine beträchtliche Komplizierung der Vorrichtung mit sich bringen würde.

Durch den Stand der Technik ist also kein Verfahren bekannt, mittels dessen große Marmor- oder andere Natursteinblöcke in der Form verfestigt werden können, in der sie in den Steinbrüchen abgebaut werden. Dabei wäre ein solches Verfahren außerordentlich nützlich, da mit seiner Hilfe auch solche Blöcke für eine gefahrlose Weiterverarbeitung, beispielsweise für das Zerschneiden in Platten und ähnliche Arbeiten, tauglich gemacht werden könnten, die nach den normalen Bewertungskriterien wegen der Wahrscheinlichkeit, daß sie nur eine geringe Anzahl einwandfreier Platten oder gar nur Bruchstücke ergeben würden, als Abfall betrachtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich zur Verfestigung auch solcher Marmor- oder ähnlicher Natursteinblöcke eignet, die extrem fehlerhaft sind und sehr unregelmäßige Form haben. Dabei sollen die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile vermieden werden. Ferner soll für jeden Block nur die unbedingt nötige Menge an Harz-

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lösung verbraucht v/erden. Außerdem soll eine vorherige getrennte. Flüssigkeitsentgasung entfallen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Block vor dem Einschließen in den Behälter in einen aus flüssigkextsdxchter f LeχLb-ler Folie bestehenden Sack eingeführt wird, dessen Öffnung offen gehalten wird, daß der den Block enthaltende Sack mit unverschiossener nach der Oberseite des Blocks gerichteter Öffnung in den Behälter eingeführt wird, daß der Behälter anschließend druckdicht verschlossen und in seinem Innenraum der Unterdruck erzeugt wird, daß danach in den Behälter unter Beibehaltung des Unterdrucks außerhalb des Sackes bis zu einem unterhalb der unverschlossenen öffnung des Sackes liegenden Niveau eine Flüssigkeit eingebracht wird, daß anschließend unter weiterer Beibehaltung des Unterdrucks in den Behälter und zwar durch die unverschlossene Öffnung des Sackes in dessen Innenraum die Harzlösung eingeführt wird und daß man schließlich, während der Block in dem von der Flüssigkeit umgebenden Sack verbleibt, im Innern des Behälters den atmosphärischen Druck oder Überdruck herstellt und die Harzlösung aushärten läßt.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung erfolgt die Entgasung der Flüssigkeit direkt in dem Behälter und zwar unter der Wirkung des gleichen Unterdrucks, dem auch der Block ausgesetzt wird. Außerdem sind die Harzlösung und die Flüssigkeit stets dem gleichen Druck oder Unterdruck ausgesetzt, da sie sich gemeinsam in der gleichen Umgebung befinden/ so daß eine Druckdifferenz, die den etwaigen Übergang von in der Flüssigkeit enthaltenem Gas durch die Wandungen des Sackes zu der Harzlösung hervorrufen könnte, nicht existiert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Eintauchen des Blockes in die in dem Sack befindliche Harzlösung und während des Eindringens dieser Harzlösung in die Hohlräume de:; Blockes das Niveau der um den Sack herum befindlichen Flüssigkeit in der Weise reguliert, daß das Niveau der Harzlösung ständig oberhalb des Blockes liegt.

Auf diese Weise kann das Niveau der Harzlösung derart reguliert v/erden, daß auch auf der nach oben weisenden Oberfläche des Blockes

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eine Schicht der Harzlösung verbleibt, die eine solche Stärke besitzt, daß auch die Füllung der mit dieser Oberfläche in Verbindung stehenden Hohlräume gewährleistet ist.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird der in dem Behälter vorhandene Wasserdampf einschließlich des aus dem Block austretenden Wasserdampfes in Form von Eis im Innern des Behälters selbst kondensiert.

Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Flüssigkeit im Innern des Behälters schnell und ohne Zuhilfenahme leistungsfähiger Saugpumpen beseitigt werden kann.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Behälter zur Aufnahme des in dem Sack befindlichen Blockes auf der Innenseite einer beweglichen Wand wenigstens eine Kühlfläche besitzt.

Eine Vorrichtung dieser Art hat den Vorteil, daß die Kühlfläche bzw. die Kühlflächen leicht zugänglich sind und das Eis jedesmal leicht entfernt werden kann, wenn ein Block aus dem Behälter herausgezogen wird. Man kann das Eis auch abtauen lassen und das Schmelzwasser an eine Stelle außerhalb des Behälters abtropfen lassen.

Als Behälter verwendet man vorteilhafterweise eine mittels eines oberen Deckels verschließbare dichte Wanne. In diesem Fall wird die Kühlfläche bzw. die Kühlflächen von der Innenseite des Deckels getragen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch in teilweise geschnittener Darstellung eine Vorrichtung dar, die als Ausführungsbeispiel die Erfindung bildet.

Die Vorrichtung umfaßt als wesentlichen Bestandteil eine Wanne in Form eines eingegrabenen Schachtes, dessen Wände beispielsweise

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aus undurchlässigem Beton bestehen. Selbstverständlich kann auch ein beliebiger anderer Behälter Verwendung finden, der die weiter unten beschriebenen Funktionen erfüllt. Der Schacht 1o ist mittels eines Deckels 11 hermetisch verschließbar. An dem Deckel 11 sind Tragösen 12 angebracht. Auf der linken Seite der Zeichnung ist ein Marmor- oder ähnlicher Natursteinblock B dargestellt, der beispielsweise aus einer (nicht dargestellten) Wärmekammer kommt, in welcher er zum Zwecke der Trocknung durch und durch erwärmt wurde. Mittels einer Schlinge 13, die an dem Haken 14 eines geeigneten Hebezeuges, beispielsweise eines (nicht dargestellten) Laufkrans, wird der Block B in einen Sack 15 herabgelassen, der aus flexiblem und flüssigkeitsdichtem Material, beispielsweise aus einem Plastikfilm, besteht.

Nachdem der Block B in den Sack 15 eingebracht ist, wird er zusammen mit diesem zu dem Schacht 1o transportiert. Dieser Transport kann beispielsweise mittels des erwähnten Laufkrans erfolgen. Dabei ist die Schlinge 13 jedoch außerhalb des Sackes 15 geführt. Außerdem sind zwischen dem Sack 15 und der Schlinge 13 Schutzelemente eingebracht, damit der Sack nicht beschädigt wird. Der in dem Sack 15 enthaltene Block B wird in den offenen Schacht 1o herabgelassen und auf Stützen 16 aufgelegt, die sich am Boden des Schachtes befinden. Es ist auch denkbar, derartige Abstandsstücke bereits im Boden des Sackes 15 vorzusehen, bevor der Block B in ihn herabgelassen wird. Die Stützen bzw. Abstandsstücke sorgen dafür, daß zwischen der Unterseite des Blockes und der unteren Innenfläche des Sackes ein Zwischenraum verbleibt.

Nachdem der Schacht 1o druckdicht verschlossen ist, wird in seinem Innenraum ein Unterdruck erzeugt. Hierzu dient eine Vakuumpumpe 24, deren Ansaugstutzen über eine Röhre 25, die mit einer Dichtung durch den Deckel 11 verläuft, mit dem Schachtinnern in Verbindung steht. Die Pumpe 24 kann auf dem Deckel 11 installiert sein.

Durch den im Innern des Schachtes 1o erzeugten Unterdruck wird zunächst wegen der Reduzierung des Wasserdampfdrucks die Verdunstung

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des Wassers eingeleitet oder stark beschleunigt, das sich noch in den mit dem Außenraum in Verbindung stehenden Hohlräumen (Spalten, Brüche, Karben usw.) des Blockes B befindet. Die Verdunstung eines Teiles des in den Hohlräumen vorhandenen Wassers fand bereits bei der ggfs. vorangehenden Erwärmung des Blockes statt.

Der Unterdruck, dem der Block B ausgesetzt wird, sowie die Wärme, die zuvor ggfs. in der Wärmekammer an ihn abgegeben wurde, bewirken also, daß er vollständig trocken ist, wenn die Harzlösung in der weiter unten beschriebenen Weise eingebracht wird. Dies gewährleistet eine perfekte Haftung des Harzes an dem Material des Blockes B und damit eine höchst wirksame Klebung der einzelnen Teile des Blockes, die durch Spalte, Brüche und dergleichen getrennt sein können. Ein weiterer Vorteil der vorangehenden Erwärmung des Blockes B besteht darin, daß er die ihm durch die Verdunstung entzogene Wärme ständig liefern kann, was die Eisbildung in seinen Hohlräumen verhindert.

um zu verhindern, daß der freie Wasserdampf in dem Schacht 1o allzu langsam durch die Vakuumpumpe 24 eliminiert wird, sind im Innern des Schachtes 1o eine oder mehrere Kühlwände vorgesehen, von denen die Kühlwand 26 schematisch angedeutet ist. Auf der Kühlfläche 26, die mit einer Kältemaschine in Verbindung steht und auf dem Deckel 11 befestigt ist, kondensiert der von dem Block B abgegebene Wasserdampf vorzugsweise in Form von Eis, ohne daß er aus dem Schacht 1o abgezogen werden muß. Am Ende des Prozesses nach der Entfernung des Deckels 11 besteht leichter Zugang zu der Kühlfläche 26, so daß die Eisschicht mühelos entfernt werden kann»

Es wurde ermittelt, daß man eine vollkommene Trocknung eines Marmorblocks erzielt, wenn er bei einer Temperatur von etwa 5o° C für eine Zeit von 1/2 bis 2 Stunden einem Unterdruck von etwa 6oo mm Hg (bezogen auf Atmosphärendruck) unterworfen ist, oder aber bei einer Temperatur von etwa 25° C und einem Unterdruck von etwa 7oo mm Hg. (bezogen auf Atmosphärendruck). Man sieht, daß die Erwärmungstemperaturen des Blockes nicht sehr hoch sind. Dabei muß man jedoch bedenken, daß die hier beschriebene Vorrichtung für die Verwendung im Freien oder in einer nicht geheizten Umgebung vorgesehen ist

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und daß die zu behandelnden Blöcke für gewöhnlich aus einem im Freien liegenden Lager stammen und vor der Behandlung auch Temperaturen von weniger als 0° C haben können.

Um für die Erwärmung des Blockes keine allzu große Heizleistung aufwenden zu müssen, kann man den Block auch für eine Zeit von etwa 8 Stunden, beispielsweise von abends bis morgens, in der Wärmekammer einer Batterie von Infrarotlampen aussetzen. Um eine gleichmäßigere und schnellere Erwärmung zu erzielen, ist es auch möglich, eine Hochfrequenz-Heizvorrichtung großer Leistungsfähigkeit zu verwenden.

Wenn der Block B getrocknet ist und während in dem Schacht 1o Unterdruck herrscht, wird in den Schacht eine Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, eingebracht, die mittels einer Pumpe 18 aus einem Vorratsbehälter 17 entnommen wird. Zwischen der Pumpe 18 und dem Behälter 17 befindet sich eine Leitung 19. Eine weitere Leitung 2o führt von der Pumpe 18 zu einer Innenseite des Behälters 1o. Die Pumpe 18 ist mit den Leitungen 19 und 2o über ein geeignetes Verteilerventil 21 verbunden. Dieses erlaubt es, die Strömungsrichtung der Flüssigkeit umzukehren und sie aus dem Schacht 1o in den Vorratsbehälter 17 zurückzubefördern. Die in den Schacht 1o geförderte Flüssigkeit bildet hierin ein Bad 22. Dieses dient dazu, einerVerformung des Sackes 15 Widerstand entgegenzusetzen, wenn in diesen in der unten beschriebenen Weise ein flüssiges Harz eingegossen wird. Der Flüssigkeitsspiegel des Bads 22 darf selbstverständlich das Niveau der Sacköffnung 23 nicht übersteigen.

Während in dem Schacht 1o weiter Unterdruck herrscht, wird schließlich eine aus einem oder mehreren aushärtbaren Harzen bestehende flüssige Lösung durch die öffnung 23 in den Sack 15 eingegossen. Durch den Deckel 11 des Schachtes 1o führt abgedichtet eine flexible Eingußröhre 28, die oberhalb der öffnung 23 des Sackes 15 mündet. Wenn man den einfachsten Fall betrachtet, bei dem nur ein Harz eingegossen wird, befindet sich dieses in flüssigem Zustand in einem Behälter 29, in dem Atmosphärendruck herrscht. In diesen Behälter führt eine Entnahmeleitung 3o, die über ein geeignetes Ventil 31 oder ein anderes Absperrmittel mit dem flexiblen Eingußrohr 28

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verbunden ist. Während in dem Schacht 1o Unterdruck herrscht, wird die Leitung 3o beispielsweise über die Öffnung des Ventils mit der Einlaufröhre 28 verbunden. Dadurch saugt der in dem Schacht 1o herrschende Unterdruck das Harz aus dem Behälter 29 an. Das Harz läuft auf den Block B und füllt im Innern des Sackes 15 den Zwischenraum unter dem Block B und auf den Seitenflächen und bedeckt dank der Tatsache, daß die Öffnung 23 des Sackes 15 über der oberen Seite des Blocks B liegt, schließlich auch diese Seite. In diesem Äugenblick wird das Eingießen beispielsweise durch Verschließen des Ventils 31 unterbrochen und der Block B ist vollständig von flüssigem Harz umgeben.

Der im Innern des Schachts 1o herrschende Unterdruck wirkt sowohl auf das flüssige Harz als auch auf die Flüssigkeit des Bades 22 und bewirkt eine Entgasung dieser beiden Medien.

Das Harz, von dem der Block B umgeben ist, beginnt, in dessen Hohlräume einzudringen, die mit dem Außenraum in Verbindung stehen. Es handelt sich um Schlitze, Brüche, Narben usw. Dabei wird es dem flüssigen Harz jedoch kaum gelingen, diese Hohlräume, die sich sehr tief in den Block erstrecken können, vollständig und bis auf den Grund zu füllen. Um eine solche vollständige und bis auf den Grund gehende Füllung der Hohlräume durch das Harz zu erreichen, wird sodann der Unterdruck im Innern des Schachtes Io aufgehoben, indem dieser Innenraum beispielsweise durch die öffnung eines Ventils 32 mit der Atmosphäre verbunden wird. Das Ventil 32 befindet sich in einer Leitung 33, die mit der Leitung 25 verbunden ist. Infolge des Druckunterschieds zwischen den Atmosphärendruck, der von außen auf das Harz einwirkt und dem Unterdruck, der von der vorangehenden Phase her in den Hohlräumen des Blockes B herrscht, dringt das Harz nunmehr tief in diese Hohlräume ein und füllt sie vollständig aus. Es sei hier erwähnt, daß auch etwaige im Innern des Blockes existierende geschlossene Hohlräume mit dem Außenraum verbunden werden können, indem man vor dem Beginn der Behandlung einige Bohrungen in dem Block anbringt, die tief in sein Inneres reichen.

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Während der vorangehend beschriebenen Vorgänge steht die Flüssigkeit des Bades 22 außerhalb des Sackes 15 stets unter dem gleichen Druck wie das flüssige Harz im Innern des Sackes. Deshalb herrscht in keinem Zeitpunkt eine Druckdifferenz, die den etwaigen Übergang von vorher nicht eliminierten Gasresten aus der Flüssigkeit in das Harz durch die Wände des Sackes 15 bewirken könnte. Dies ist deshalb wichtig, weil die Wände des Sackes 15 zwar flüssigkeitsdicht, nicht jedoch unbedingt auch gasdicht sind.

Ein vorteilhaftes Verfahren besteht darin, den Schacht 1o vor dem Eingießen des Harzes bis zu einem Niveau mit Flüssigkeit zu füllen, das im wesentlichen dem Niveau der oberen Begrenzungsfläche des Blockes B entspricht oder um ein weniges über diesem liegt. Das Harz wird in den Zwischenraum zwischen Sack 15 und Block B in einer vorbestimmten festen Menge eingegossen, die sich aus Erfahrungswerten ergibt. Auf diese Weise wird lediglich die Harzmenge verbraucht, die für eine bestmögliche Imprägnierung des Blockes sowie für seine vollständige Umhüllung unbedingt notwendig ist. Im allgemeinen wird die verwendete Harzmenge so groß sein, daß ihr Niveau nach dem Eingießen tiefer liegen wird als die obere Begrenzungsfläche des Blockes. Da die verwendeten Harze im allgemeinen ein spezifisches Gewicht haben, das größer als das spezifische Gewicht des Öles oder einer anderen für das Bad 22 verwendeten Flüssigkeit ist, wird das Niveau des Harzes unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Bades 22 liegen. Um nun zu erreichen, daß das Harz den Block vollständig bedeckt und um einen Höhenunterschied überragt, daß dessen obere Begrenzungsfläche auch dann nicht wieder auftaucht, wenn Harz in die Hohlräume eindringt, bringt man weitere Flüssigkeit in den Schacht 1o ein, so daß das Niveau des Bades 22 und damit infolge des Druckes, den das Bad 22 über die flexiblen Wände des Sackes 15 auf das in diesem befindliche Harz ausübt, auch das Niveau des Harzes steigt. Der gewünschte Flüssigkeitsspiegel des Harzes über dem Block B kann mittels eines Meßstabes 34 kontrolliert werden, der durch ein Fenster 35 im Deckel 11 beobachtet werden kann. Mitunter stellt man nach dem Eingießen des Harzes oder

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wäiirend es in die Hohlräume eindringt, fest, daß die oberhalb des Blockes B stehende Harzschicht zu groß ist. Es ist immer möglich, den Flüssigkeitsspiegel des Bades 22 abzusenken, indem ein Teil der Flüssigkeit über die I'umpe 18 in den Behälter 17 zurückbefördert wird. Mit dem Niveau des Bades sinkt auch der Spiegel des Harzes.

Man erkennt, daß die vorangehend beschriebene Vorrichtung den großen Vorteil besitzt, daß das Verfahren auch bei vergleichsweise unförmigen Blöcken angewendet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Verbrauch an Imprägnierharzen auf ein Minimum beschränkt werden kann.

Das Imprägnierharz kann farblos und in ausgehärtetem Zustand transparent sein, so daß es mit der natürlichen Färbung des Blockes keinen Kontrast bildet. Mitunter kann es jedoch auch erwünscht sein, vorgefärbte Harze zu verwenden, so daß man im ausgehärteten Zustand «ine Farbgebung erreicht, die im wesentlichen der natürlichen Farbgebung des Blockes entspricht. Bei Materialien, die besonders viel Brüche, natürliche Schlitze längs der Sedimentationslinien und verschiedene Hohlräume besitzen, wie dies beispielsweise bei gewissen Onyx-Marmorarten der Fall ist, kann es auch reizvoll sein, unterschiedlich gefärbte Harze zu verwenden. Diese Hary.e können entweder mittels getrennter Einlaufsysteme einzeln eingegossen Wf-"rden, sie können jedoch auch nacheinander durch eine einzige Röhre x-T.le die Röhre 28 eingebracht werden. In diesem Fall mi'ssen die gef-irbten Harze so beschaffen sein, daß sin sich untereinander nicht mi sehen ο Zu diesem 55 weck können beispielsweise Harze unterschiedlicher Dichte Verwendung finden.

Günstiger ist jedoch die Verwendung eines Einlaufsystems, wie es in, der Zeichnung dargestellt ist. Bei diesem enthält der Behälter 29 ein farbloses oder neutral gefärbtes Basisharz. Auf der Einlaufröhre 35 ist eine Leitung 36 angebracht, die über Ventile 37, 38, 39 und 4ci, oder ähnliche Absperrmittel, fallweise mit entsprechenden Behältern 41, 4?., 4 3, 44 verbunden werden kann. In jedem dieser Behälter befindet sich pin anderer Farbstoff. Selbstverständlich

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kann die Anzahl, dieser Behälter und der zugeordneten Abspei rnu tte beliebig sein.

Um £ir die oben beschriebenen Zwecke unterschiedliche Färbungen des Harzes -«ju ei zielen, genügt es, die Behälter 11 bis 4 1, die ggfs. unter Druck stehen, fallweise mit der Leitung 2b zu veibi ndeii, v/ährenil das Basisharz einläuft. Damit v/erden die vers. hi edem η Farbstoffe dem Basisharz beigemischt und verleihen diesem die gewünschte Färbung. Es wurde festgestellt, daß die unterschiedl i ih gefärbten Schichten des in den Sack 15 eingebrachten Harter, sich praktisch nicht untereinander vermischen. Die geeignete Wahl der Farben und Bestimmung ihrer Position nach dem Eingießen den Hai/f.i können daher auch in diesem Fall echte und eigenartige Muster ergeben, welche die Farben, Schattierungen und die Anordnung .ler Äderungen sowie andere natürliche Zeichnungen des Materials imi tieren, das dieser Behandlung unterworfen wui.lt;.

Bei eiii'-:in Ein lauf sys tem, das zu Versuchs zwecken nach diesem i'ri.i.i}. realisiert wurde, fand als Einlaufröhre ein einfacher Gummisch i.m u Verwendung, in den die Farbstoffe fallweise mltttilij normaler lUit ι t ·.. η einges£>ritzt v;urden, dt-ren IUuU 1 ι α die l/and d,is Schlau.-lies ein^i führt v/di". Dabei ergab, u sich hervorragende Resultate.

Welches Eialaufsystein auch Verwendung findet, eint- aiiijtüues Auswah 1 dtir Farben, eine sorgfältige Auswahl, des Hui .;es oder iUi Harze und die Bestimmuag der Positionen der ein.itjliK-n uaterschitni lieh gefärbten Harze na^h dem Einlauf können ^#u echten uad eigenartigen Mustern führen, die die -Tönungen und die Anordnungen der Äderungen sowie andere natürliche Zeichnungen des d.ti Ik.-ii.miiluui) unterworfenen Materials nachbilden.

Bei dem Verfahren gemäß del Erfindung verwundet iii.m vortei lhal f ti weise wärmehärtende Harze mit einem Katalysator und einem Beschleuniger, so daß ihre Aushärtung Lei [JmgejHiiigsteiiiperat ur vonstattiin geht. Hervorragende Ergebnisse v/unieii «iit PolyesLejr harzen und mit Epoxydharzen erzielt.

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die Beschreibung des Verfahrens and der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung abgeschlossen wird, sei noch erwähnt, daß der Einlauf des Harzes statt durch Ansaugen auch durch Schwerkraft erfolgen kann. In diesem Fall können der Behälter bzw. die Behälter für das Harz im Innern des Schachtes 1o angeordnet sein. Dies begünstigt die Entgasung des Harzes bzw. der Harze vor ihrem Einbringen in den Sack 15. Die von den in dem Tank befindlichen Harzen abgegebenen Dämpfe würden in diesem Fall ebenfalls an der Kühlfläche 26 kondensieren, so wie sie es vorteilhafterweise auch während und nach dem Einlauf in den Sack 15 tun.

Obwohl nicht dargestellt, versteht es sich von selbst, daß das System zum Einbringen des Harzes bzw. der Harze Mittel aufweisen kann, durch die die Leitungen, Ventile, Behälter usw., beispielsweise mittels einer geeigneten Lösungsflüssigkeit, gereinigt v/erden kann.

Um das Einbringen der Harze in die Hohlräume des Blockes B zu verbessern, kann die Differenz zwischen dem im Innern dieser Hohlräume herrschenden restlichen Druck und dem außerhalb des Blockes herrschenden Druck vergrößert werden. Zu diesem Zweck genügt es, nach der Aufhebung des Unterdrucks mittels Luft oder eines anderen Gases einen über dem Atmosphärendruck liegenden Druck in dem Innern des Harzes zu erzeugen, bevor das Harz bzw. die Harze ausgehärtet werden. Dit: Größa dieses überatmosphärischen Drucks wird nur durch die Überdruckfestigkeit des Schachtes 1o und seines Deckels 11 begrenzt. In der Praxis wurden mit einem Überdruck von o,5 atü gute Resultate erzielt. Dieser Überdruck kann dadurch im Schachtinnern erzeugt werden, daß die Leitung 33, in der sich das Ventil 32 befindet, an einen (nicht dargestellten) Kompressor angeschlossen wird.

Zuletzt läßt man das Harz aushärten. Dabei bewirkt es nicht nur das isogenannte "Vergipsen" der Überflächenfehler des Blockes, sondern auch das Auffüllen und Verbinden der Brüche, Risse und anderer Unterbrechungen im Innern des Blockes, die mit seiner Oberfläche

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in Verbindung stehen. Das überschüssige Harz verbleibt an der äußeren Oberfläche des Blockes B und bildet um diesen und um die aus ihm gewonnenen Platten einen äußeren Verstärkungsring.

Nach der Aushärtung des Harzes wird das öl des Bades 22 in den Behäler 17 zurückgepumpt. Sodann wird der Deckel 11 abgehoben und der verfestigte Block B aus dem Schacht 1o herausgehoben, wozu beispielsweise wieder die Hebemittel 13 und 14 verwendet werden.

Die Entfernung des Deckels 11 erlaubt einen leichten Zugang zu der Kühlfläche 26 und die Entfernung des auf ihm vorhandenen Eises. Es ist auch möglich, dieses Eis abschmelzen zu lassen und das Tauwasser an einer Stelle außerhalb des Schachtes 1o abtropfen zu lassen. Im Innern des Schachtes 1o ist. Wasser nolbstvorständlich unerwünscht.

Es ist auch möglich, in dem Schacht 1o einen absetzbaren Behälter vorzusehen, der zur Aufnahme des Öles und den Blockes mit dem ihn umgebenden Sack dient. In diesem Fall könnte dieser Behälter· mit seinem gesamten Inhalt aus dem Schacht herausgehoben werden, nachdem das Harz in den Block eingedrungen ist, und die Aushärtung des Harzes könnte an einer anderen Stelle stattfinden, wobei der Sack während der Aushärtung des Harzes immer noch von dem öl umgeben ist. In diesem Falle könnte die Vorrichtung unmittelbar noch dem Axasheben des Behälters zur Behandlung den nachfolgenden Blockes verwendet werden.

Wenn der Block in der vorangehend beschriebenen Weise verfestigt ist, wird er nach einem der üblichen Verfahren zu Platten zerschnitten. Diese Platten können entweder so verwendet werden, wie sie sind oder es können aus ihnen Elemente von kleineren Abmessungen, beispielsweise Fliesen, hergestellt v/erden.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Verfestigen von Natursteinelernenten, insbesondere von Blöcken, die mit dem Außenraum in Verbindung stehende Hohlräume aufweisen, bei dem das zu verfestigende Element in einen druckdichten Behälter eingeschlossen wird, bei dem sodann im Behälter ein Unterdruck erzeugt wird und das in dem Behälter befindliche zu verfestigende Element nach einer vorgegebenen Zeitspanne unter Beibehaltung des Unterdrucks in eine im flüssigen Zustand unhärtbare Harzverbindung eingetaucht wird, bei dem anschließend der Unterdruck beendet und das zu verfestigende Element dem atmosphärischen Druck oder einem Überdruck ausgesetzt wird, um die Harzverbindung tief in die Hohlräume des Blockes eindringen zu lassen und bei dem man schließlich die Harzverbindung in den Hohlräumen und um das in die Verbindung eingetauchte Element aushärten läßt, dadurch gekennzeichnet , daß der Block (B) vor dem Einschließen in den Behälter (1o) in einen aus flüssigkeitsdichter flexibler Folie bestehenden Sack (15) eingeführt wird, dessen Öffnung (23) offen gehalten wird, daß der den Block (B) enthaltende Sack (15) sodann mit unverschlossener nach der Oberseite des Blockes (B) gerichteter Öffnung (23) in den Behälter (1o) eingeführt wird, daß der behälter (1o) anschließend druckdicht verschlossen und in seinem Innenraum der Unterdruck erzeugt wird, daß danach in den Behälter (1o) unter Beibehaltung des Unterdrucks außerhalb des Sackes (15) bis zu einem unterhalb der unverschlossenen Öffnung (23) des Sackes (15) liegenden Niveau eine Flüssigkeit (22) eingebracht wird, daß anschließend unter weiterer Beibehaltung des Unterdrucks in den Behälter (1o) und zwar durch die unverschlossene Öffnung (23)- des Sackes (15) in dessen Innenraum die Harzlösung eingeführt wird und daß man

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schließlich während der Block (B) in dem von der Flüssigkeit (22) umgebenen Sack (15) verbleibt, im Innern des Behälters

(10) den atmosphärischen Druck oder Überdruck herstellt und die Harzlösung aushärten läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Eintauchen des Blockes (B) in die flüssige Harzlösung in dem Sack (15) und während des Eindringens der Harzlösung in die Hohlräume des Blockes (B) das Niveau der um den Sack herum befindlichen Flüssigkeit (22) in der Weise reguliert wird, daß das Niveau der Harzlösung konstant über dem Block

(B) gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet , daß der in dem Behälter(1o) befindliche Wasserdampf einschließlich des aus dem Block (B) austretenden Wasserdampfs im Innern des Behälters selbst in Form von Eis kondensiert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zur Aufnahme des in dem Sack (15) befindlichen Blockes (B) dienende Behälter (1o) auf der Innenseite einer beweglichen Wand (11) mit wenigstens einer Kühlfläche (26) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als eine durch einen oberen Deckel

(11) druckdicht verschließbare Wanne (1o) ausgebildet ist und daß die Kühlfläche (26) und etwaige weitere Kühlflächen von der Innenseite des Deckels (11) getragen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der druckdicht verschließbaren Wanne ein entfernbarer auf seiner Oberseite offener Hilfsbehälter mit flüssigkeitsdichten Wänden zur Aufnahme des in dem Sack be-

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findlichen Blockes und der um den Sack vorhandenen Flüssigkeit vorgesehen ist«
7. Aus Marmor oder ähnlichem Naturstein bestehender Block, dadurch gekennzeichnet _r daß er nach dem in einem der Ansprüche 1 bis 3 beschriebenen Verfahren verfestigt ist.
8. Platte oder ähnliches Element, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Block geschnitten ist/ der nach dem in einem der Ansprüche 1 bis 3 beschriebenen Verfahren verfestigt ist.

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