Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnizem Füllmaterial hochsefültten Reaktivkunststoff-Formkörpern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer Matrix eines Reaktivkunststoffes, insbesondere Polyurethan, mit darin einge- schlossenem grobkörnigen Füllmaterial, wie Kies, Steinbruchmaterial, Schlacken, zerkleinerter Bauschutt, Schaumbeton, Kunststoffabfällen oder ähnlichem.

Es wurde bereits vorgeschlagen, synthetische Gesteinsblöcke dadurch herzustellen, daß Steinstücke in einer Mischvorrichtung unter Vakuum mit einem organischen Bindemittel vermischt werden und anschließend in einer Vakuumform nach Ver- dichtung durch Rütteln zu Blöcken gepreßt werden (DE-A 35 22 910). Im Rahmen eines solchen Verfahrens sind Reaktivkunststoffe, insbesondere solche mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit, als Binder nicht einsetzbar, da bereits während des Ver- mischens mit den Gesteinsstücken die Reaktion einsetzt.

Gemäß WO 91/18725 wurde vorgeschlagen, das Füllmaterial zunächst in die Form einzufüllen, und die Reaktivmischung in die geschlossene Form über Schläuche, die im Zuge des Füllens der in der Form verbliebenen Hohlräume aus der Form herausgezogen werden, einzubringen. Gemäß US-A 5 328 648 werden nach diesem Verfahren Verbindungselemente für betonummantelte Stahlrohre hergestellt. Dabei weisen die Stahlrohre ummantelungsfreie Enden auf, die miteinander verschweißt werden. Anschließend wird um die Verschweißungsstelle eine Manschette gelegt, in die die Zufuhrschläuche für das Bindemittel und Kies als Füllmaterial eingeführt werden. Danach wird eine Polyurethan-Reaktivmischung durch die Schläuche eingefüllt, wobei die Schläuche aus der Manschette in dem Maße entfernt werden, wie die Hohlräume zwischen dem Füllstoff mit Reaktivmischung aufgefüllt werden.

Nachteilig an diesem Verfahren ist einerseits, daß die zu entfernenden Zufuhr- schläuche für die Reaktivmischung Hohlräume hinterlassen, wodurch eine inhomo- gene Bindemittelverteilung zumindest im Bereich der ursprünglich vorhandenen Schläuche bedingt ist. Darüber hinaus weist der Formkörper ein über die Körper- geometrie verteiltes Alter des Binders auf. Der Teil des Formkörpers, der zuerst mit

Binder aufgefüllt ist, ist bei schnell reagierenden Reaktivkunststoffen bereits erstarrt, wenn der letzte Teil der Form mit Binder gefüllt wird. Hierdurch entstehen inhomogene Kräfte innerhalb des Formkörpers, die zur Verbrennung bzw. sogar zum Bruch führen können. Um dem entgegenzuwirken, wird gemäß US-A 5 328 648 vorgeschlagen, den Binder durch erhebliche Mengen an Plastifiziermitteln, wie orga- nischen Carbonaten, zu strecken.

Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial ge- füllten Formkörpem auf Basis schnell reagierender Reaktivkunststoffe dann ohne weiteres gelingt, wenn sich das Füllmaterial während des Einfüllens des Binders in die Form auf einer die Aushärtung des Binders beschleunigenden Temperatur von 60 bis 80°C befindet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von mit grobkörnigem Füllmaterial hochgefüllten Reaktivkunststoff-Formkörpern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Füllmaterial auf eine Temperatur von 60 bis 80°C aufgeheizt wird, das Füllmaterial anschließend in die Form eingefüllt und gegebenen- falls verdichtet wird und anschließend die Reaktivkunststoff-Mischung in die Form eingebracht wird. Vorzugsweise erfolgt das Einbringen der Reaktivkunststoff- Mischung vom Boden der Form her. Insbesondere bevorzugt wird die Reaktivkunst- stoff Mischung unmittelbar vor dem Einbringen in die Form in einer Gegenstrom- Hochdruck-Mischkammer erzeugt. Die Temperatur der Reaktivkunststoffrnischung kann zwischen 10 und 30°C, insbesondere Raumtemperatur, liegen.

Erfindungsgemäß werden im wesentlichen spannungsfreie Formkörper erhalten. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die Reaktivkunststoff-Mischung an der Oberfläche des auf höherer Temperatur befindlichen Füllmaterials sehr schnell aushärtet, jedoch das Zwischenvolumen zwischen den Füllmaterialteilchen fließfähig bleibt und durch Nach- drängen des Bindermaterials in der Form weiter verteilt wird, wo es auf weiteren Füllmaterialoberflächen ausreagiert. Erfindungsgemäß wird demgemäß einerseits eine gleichmäßige Altersverteilung der Kunststoffreaktiv-Mischung bewirkt, indem die Oberflächen der Füllmaterialteilchen durch das zuerst eingefüllte Bindemittel belegt

werden und die Zwischenräume durch das zuletzt eingefüllte Bindemittel. Zum anderen wird bewirkt, daß die Aushärtung des Formkörpers jeweils von den Ober- flächen der Füllmaterialteilchen her in die Zwischenräume hinein erfolgt. Dadurch kann sich der Formkörper bis zur vollständen Aushärtung spannungsfrei der Form anpassen.

Als Reaktivkunststoff-Mischung wird vorzugsweise eine Polyurethan-Reaktiv- mischung eingesetzt. Grundsätzlich geeignete Bestandteile der Polyurethan-Reaktiv- mischung sind beispielsweise in der DE-A 1 694 138 offenbart. Vorzugsweise werden als Isocyanate solche auf Basis Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt. Bevorzugte Polyole sind Polyetherpolyole. Die Mischung kann ferner Treibmittel in solchen Mengen enthalten, daß eine Dichte des ausgehärteten Polyurethans zwischen 200 und 1 200 kg/m3, vorzugsweise 400 bis 800 kg/m3, resultiert. Bevorzugt wird als Treibmittel Wasser in Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, eingesetzt.

Vorzugsweise wird die Mischung in einem Injektionsmischkopf, dessen Auslauf unmittelbar in die Form fördert, erzeugt. Mischköpfe dieser Art sind in der Poly- urethan-Technik grundsätzlich bekannt. (Siehe Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Bd. 7 : Polyurethane, 1993, S. 177 S). Je nach Kompliziertheit des herzustellenden Formteils kann es erforderlich sein, mehrere Mischköpfe, die gleichzeitig in die Form fordern, vorzusehen, um eine über das Formvolumen gleichmäßige Verteilung der Reaktivmischung zu erreichen.

Vorteile der erfindungsgemäßen Formkörper gegenüber Beton oder konventionellem Polymerbeton sind die aufgrund der schnellen Aushärtung der Polyurethan-Reaktiv- mischung höhere Produktivität, eine bessere Chemikalienbeständigkeit und Abriebs- beständigkeit der Formkörper, eine bessere Zähigkeit und ein geringeres Gewicht.

Erfindungsgemäße Formkörper können hergestellt werden als Schallschutzwände, Abwasserkanäle. Abwasserrinnen, Schachtauskleidungen, Entwässerungssysteme, Maschinengestelle, Lagerelemente, Futtertröge oder auch Fettabscheider. Aufgrund

der hervorragenden Haftung der Polyurethan-Reaktivmischung an Beton ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Verbindung von Betonelementen im Hochbau oder bei Verlegung von Betonrohren hervorragend geeignet. Dabei werden die zu verbindenden Elemente mit Manschetten umgeben, die den Formhohlraum bilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 Erläutert prinzipiell die Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers.

Die Form 1 besteht vorzugsweise aus Formwandelementen, die über Schar- niere 2 geöffnet werden können. Vorzugsweise im Bodenraum der Form ist ein (gegebenenfalls auch mehrere) Injektionsmischkopf 3 angeordnet, dem, wie durch Pfeile 31 und 32 angedeutet, die Komponenten der Reaktiv- mischung zugeführt werden. Der auf die erforderliche Temperatur vorgeheizte grobkörnige Füllstoff, vorzugsweise mit Korngrößen von 5 bis 25 mm, wird über einen Trichter 4 in die Form eingefüllt. Anschließend wird die Form ge- schlossen und die Reaktivmischung injiziert. Innerhalb weniger Minuten, gegebenenfalls auch nach Bruchteilen von Minuten, kann das Formteil ent- formt werden.

Fig. 2 zeigt das SchliSbild eines aufgetrennten erfindungsgemäßen Formkörpers, der aus einer dichten Packung von Kieselsteinen 21 und einer Polyurethan- Schaummatrix 22 mit einer Dichte von 650 kg/m3 besteht.