Die Erfindung betrifft offenporige Formteile für den Baustoffbe¬ reich auf der Basis eines duromeren Polyurethans als Bindemittel für körniges Material sowie seine Herstellung nach dem Gießverfah¬ ren und seine Verwendung als Baustoff.

In der Zeitschrift "ADAC Motorwelt" werden im Heft 2 von 1993 auf den Seiten 6, 7 und 8 Pflastersteine beschrieben, die den Regen durchlassen. Insbesondere wird auch über einen "Filterstein" aus zusammengesetzten kleinen Kieselsteinen berichtet, der wie ein durchlässiger Schwamm Regenwasser genau dort versickern läßt, wo es fällt. Er eignet sich nicht nur für Parkplätze, sondern auch für Geh- und Radwege.

Es sollte ein derartiger wasserdurchlässiger Stein oder - allge¬ meiner ausgedrückt - ein Formteil für den Bausektor entwikkelt wer¬ den, der auf einfache Weise herzustellen und zu verlegen ist, sowie eine hohe Qualität sowohl bezüglich der mechanischen Eigenschaften als auch bezüglich seines Umweltverhaltens aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung ist den Patentansprüchen zu entnehmen. Sie besteht im wesentlichen in der Auswahl eines geeigneten Isocya- nat-Reaktionsharzes als Bindemittel für ein körniges Material, wel¬ ches trotz eines Staubanteiles noch gut benetzt wird, so daß letzt¬ lich nach dem Aushärten des Isocyanat-Reaktionsharzes zu einem du¬ romeren Polyurethan ein offenporiges Formteil erhalten wird, das ein Porenvolumen von 30 bis 50 Vol.-% und eine hohe Wasserdurch¬ lässigkeit hat, wobei das Wasser nach einer Kontaktzeit von 7 Tagen nicht oder nicht nennenswert verändert wird.

Das duro ere Polyurethan entsteht also durch Härtung eines Isocya- nat-Reaktivharzes. Dieses besteht zumindest aus den Komponenten Polyol, Polyisocyanat, Katalysator und Thixotropiermittel. Darüber hinaus können auch noch weitere Additive zugesetzt werden, z.B. Füllstoffe, Adsorbentien, oberflächenaktive Stoffe, Pigmente, Flammschutzmittel, Stabilisatoren usw..

Prinzipiell sind alle Polyole, die bereits zur Polyurethanherstel¬ lung bekannt sind, auch für die vorliegende Erfindung geeignet. In Betracht kommen insbesondere die an sich bekannten Polyhydroxy-Po- lyether des Molekulargewichtsbereiches von 60 bis 10000, vorzugs¬ weise 70 bis 6000, mit 2 bis 10 Hydroxylgruppen pro Molekül. Der¬ artige Polyhydroxypolyether werden in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung von geeigneten Startermolekülen erhalten, z.B. von Wasser, Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Sorbit, Rohr¬ zucker usw.. Geeignete Alkoxylierungsmittel sind insbesondere Pro- pylenoxid und eventuell auch Ethylenoxid. Ein weiterer Polyhydroxy-Polyether ist das Polytetrahydrofuran.

Es kommen aber auch die üblichen Polyester-Polyole des Molekular¬ gewichts-Bereiches von 400 bis 10000 in Frage, wenn sie 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthalten. Das ist besonders dann der Fall, wenn es auf eine hervorragende Stabilität gegen Licht- und Wärmeeinwirkung ankommt. Geeignete Polyester-Polyole sind die an sich bekannten Umsetzungsprodukte von überschüssigen Mengen an mehrwertigen Alko¬ holen der als Startermoleküle bereits beispielhaft genannten Art mit mehrbasischen Säuren, wie beispielsweise Bernsteinsäure, Adi- pinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure oder beliebigen Gemischen derartiger Säuren. Verwendet werden können auch Ester und Partial- ester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit Polyhydroxy- verbindungen sowie deren ethoxylierte oder propoxylierte Derivate.

Bevorzugt wird ein Polyesterdiol aus Hexandiol und Adipinsäure. Schließlich können auch Prepolymere mit OH-Gruppen eingesetzt wer¬ den, also Oligomere aus Polyisocyanaten und Polyolen in starkem Überschuß, sowie Polyole auf der Basis von Polycarbonaten, Polyl- actonen und hydroxylterminierten Polybutadienen.

Als Polyisocyanate sind alle mehrwertigen aromatischen und alipha- tischen Isocyanate geeignet. Vorzugsweise enthalten sie im Mittel 2 bis höchstens 4 NCO-Gruppen. Beispielsweise seien als geeignete Isocyanate genannt: 1,5-Naphthylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethan- diisocyanat (MDI), hydriertes MDI (H12MDI), Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), 4,4'-Diphenyldime- thylmethandiisocyanat, Di- und Tetraalkyldiphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendi- isocyanat, die Isomeren des Toluylendiisocyanats (TDI), gegebenen¬ falls in Mischung, l-Methyl-2,4-diisocyanato-cyclohexan, 1,6-Diiso- cyanato-2,2,4-trimethylhexan, l,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhe- xan, l-Isocyanatomethyl-3-isocyanato-l,5,5-trimethyl-cyclohexan (IPDI), chlorierte und bromierte Diisocyanate, phosphorhaltige Di- isocyanate, 4,4'-Diisocyanatophen 1perf1uorethan, Tetramethoxybu- tan-l,4-diisocyanat, Butan-l,4-diisocyanat, Hexan-l,6-diisocyanat (HDI), Dicyclohexylmethandiisocyanat, Cyclohexan-l,4-diisocyanat, Ethylen-diisocyanat, Phthalsäure-bis-isocyanatoethylester. Weitere wichtige Diisocyanate sind Trimethylhexamethylendiisocyanat, 1,4- Diisocyanatobutan, 1,12-Diisocyanatododecan und Dimerfettsäure-di- isocyanat. Interesse verdienen trimerisierte Isocyanate und Isocyanatbiurete sowie teilweise verkappte Polyisocyanate, welche die Bildung selbstvernetzender Polyurethane ermöglichen, z.B. di- meres Toluylendiisocyanat. Schließlich können auch Prepolymere ein¬ gesetzt werden, also Oligomere mit mehreren Isocyanatgruppen. Sie werden bekanntlich bei einem großen Überschuß von monomerem Poly-

isocyanat in Gegenwart von z.B. Diölen erhalten. Im allgemeinen werden aromatische Isocyanate bevorzugt eingesetzt.

Bevorzugt werden die Polyole und Polyisocyanate als Zweikomponen¬ ten-Gießharz eingesetzt, wobei ein niedermolekulares Polyisocyanat und ein gleichfalls verhältnismäßig niedermolekulares Polyol erst kurz vor ihrer Verwendung gemischt werden. Das Polyisocyanat wird mit einem bis zu 50 %igem Überschuß an Isocyanat, bezogen auf das Polyol eingesetzt, vorzugsweise mit einem 10 bis 30 %igem Über¬ schuß.

Als Katalysatoren werden hochwirksame tertiäre Amine oder Amidine und meta11organische Verbindungen verwendet sowie deren Mischung. Als Amine kommen sowohl acyclische als auch insbesondere cyclische Verbindungen in Frage. Konkret seien genannt: Tetramethylbutandi- amin, 1,4-Diaza-bicyclooctan (DABC0), l,8-Diaza-bicyclo-(5.4.0)- undecen.

Als metallorganische Verbindungen kommen sowohl Eisen- als auch insbesondere Zinn-Verbindungen in Frage. Konkrete Eisenverbindungen sind: 1,3-Dicarbonyl-Verbindungen des Eisen wie Eisen(III)acetyl- acetonat.

Als Katalysatoren werden insbesondere zinnorganische Verbindungen eingesetzt. Darunter werden Verbindungen verstanden, die sowohl Zinn als auch einen organischen Rest enthalten, insbesondere Ver¬ bindungen, die eine oder mehrere Sn-C-Bindungen enthalten. Zu den organischen Verbindungen im weiteren Sinne zählen z.B. auch Salze wie Zinn(II)octoat und Zinn(II)stearat. Zu den Zinnverbindungen im engeren Sinne gehören vor allem Verbindungen des vierwertigen Zinns der allgemeinen Formel R _n +ιSnX3_ _n , wobei n eine Zahl von 0 bis 2 ist, R eine Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- und/oder Aralkylgruppe, die

neben den C- und H-Atomen auch noch O-Atome enthalten können, ins¬ besondere in Form von Keto- oder Ester-Gruppen, darstellt und X schließlich eine Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffverbindung bedeutet. Die Gruppen R oder X können auch miteinander verbunden sein und dann zusammen mit dem Zinn einen Ring bilden. Solche Ver¬ bindungen sind in den Schriften EP 491 268, EP 490277, EP 423643 beschrieben. Zweckmäßigerweise enthält R mindestens 4 C-Atome, ins¬ besondere mindestens 8. Die Obergrenze liegt in der Regel bei 12 C-Atomen. Vorzugsweise ist n = 0 oder 1 sowie eine Mischung von 1 und 0. Vorzugsweise ist X eine Sauerstoff-Verbindung, also ein zinnorganisches Oxid, Hydroxid, Alkoholat, ß-DicarbonylVerbindung, Carboxylat oder Salz anorganischer Säuren. X kann aber auch eine Schwefel-Verbindung sein, also ein zinnorganisches Sulfid, Thiolat oder Thiosäureester. Bei den Sn-S-Verbindungen sind vor allem Thio- glykolsäureester interessant, z.B. Verbindungen mit folgenden Re¬ sten:

- S - CH2 - CH2 - C0 - 0 -(CH2)ιo CH3 oder

- S - CH ₂ - CH ₂ - C0 - 0 - CH ₂ - CH(C H ₅ ) - CH ₂ - CH ₂ - CH ₂ - CH3.

Derartige Verbindungen erfüllen eine weitere Auswahlregel: Das Mo¬ lekulargewicht der zinnorganischen Verbindung soll vorzugsweise über 250, insbesondere über 600 liegen.

Eine bevorzugte Verbindungsklasse stellen die Dialkyl-Zinn(IV)- Carboxylate dar (X = 0 - C0 - R*). Die Carbonsäuren haben 2, vor¬ zugsweise wenigstens 10, insbesondere 14 bis 32 C-Atome. Es können auch Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Als Säuren seien ausdrück¬ lich genannt: Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Pimelinsäure, Terephthalsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, Essigsäure, Propionsäure sowie insbesondere 2-Ethylhe- xan-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin- und Stearin-

säure. Konkrete Verbindungen sind Dibutyl- und Dioctyl-zinndiace- tat, -maleat, -bis-(2-ethylhexoat), -dilaurat, Tributylzinnacetat, Bis(ß-methoxycarbonyl-ethyl)zinndilaurat und Bis(ß-acetyl-ethyl)- zinndilaurat.

Auch Zinnoxide und -sulfide sowie -thiolate sind bevorzugt brauch¬ bar. Konkrete Verbindungen sind: Bis(tributylzinn)oxid, Bis(trioc- tylzinn)oxid, Dibutyl- und Dioctylzinn-bis(2-ethyl-hexylthiolat) Dibutyl- und Dioctylzinndidodecylthiolat, Bis(ß-methoxycarbonyl- ethyl)zinndidodecylthiolat, Bis(ß-acetyl-ethyl)zinn-bis(2-ethyl- hexylthiolat), Dibutyl- und Dioctylzinndidodecylthiolat, Butyl- und 0ctylzinn-tris(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), Dibutyl- und Dioc- tylzinn-bis(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), Tributyl- und Trioctyl- zinn(thioglykolsäure-2-ethylhexoat) sowie Butyl- und Octylzinn- tris(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Dibutyl- und Dioctylzinn- bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat), Tributyl- und Trioctylzinn- (thioethylenglykol-2-ethylhexoat) mit der allgemeinen Formel R _n+1 Sn(SCH2CH2θCOC8Hi7)3_ _n , wobei R eine Alkylgruppe mit 4 bis 8 C-Atomen ist, Bis(ß-methoxycarbonyl-ethyl)zinn-bis(thioethylengly- kol-2-ethylhexoat), -zinn-bis(thioglykolsäure-2-ethylhexoat), und Bis(ß-acetyl-ethyl)zinn-bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat ) und zinn-bis(thioglykolsäure-2-ethylhexoat.

Aus den übrigen angeführten Gruppen der Zinnverbindungen seien ge¬ nannt:

Tributylzinnhydroxid, Dibutylzinndiethylat, Dibutylzinndibutylat, Dihexylzinndihexylat, Dibutylzinndiacetylacetonat, Dibutylzinndi- ethyl-acetylacetat, Bis(butyldichlorzinn)oxid, Bis(dibutylchlor- zinn)sulfid, Dibutyl- und Dioctylzinndichlorid, Dibutyl- und Dioc- tylzinndithioacetat.

Der Katalysator wird vorzugsweise dem Polyol zugesetzt. Seine Menge richtet sich nach seiner Aktivität und den Reaktionsbedingungen. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Polyol.

Das Suspendierhilfsmittel dient vor allem dazu, den Staub und die Füllstoffe in dem Isocyanat/Polyol-Reaktionsharz zu stabilisieren. Dazu ist zunächst deren Benetzung sehr wichtig. Außerdem soll das Absetzen der Teilchen verhindert werden. Im engen Zusammenhang da¬ mit steht der Thixotropiereffekt des Isocyanat/Polyol-Reaktionshar- zes: Beim Mischen mit dem körnigen Material und beim Gießen in die Formen soll es möglichst dünnflüssig sein. Sobald jedoch die äuße¬ ren Kräfte nachlassen, soll es möglichst zähflüssig sein, damit es in den Formen nicht nach unten fließt.

Konkrete Stoffe, die diese Aufgaben lösen, sind

Bentonite, also verunreinigte Tone, die durch Verwitterung vul¬ kanischer Tuffe entstanden sind, insbesondere "Bentone", hochdisperse Kieselsäure, also eine Kieselsäure mit über 99,8 Gew.-% an Siθ2, die durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid in einer Knallgasflamme hergestellt wurde, insbesondere "Aerosil", ein Gemisch aus Kieselsäure und Polyethylenfasern, insbesondere amorphe Kieselsäure und fibrilierte Polyethylenfasern (Sylothix-53), gehärtetes Ricinusöl, allein oder zusammen mit Ethylen-bis- steara id bzw. Bis(stearproyl-palmitoyl)ethylendiamin (Hoechst- Wachs-C). Das Suspendierhilfsmittel wird in einer Menge von bis zu 10 Gew.-% eingesetzt, insbesondere von 0,5 bis 5 %, bezogen auf das Polyol. Mit Vergrößerung des Staubanteils des Kies/Sandgemisches ist auch seine Menge zu vergrößern. Dies führt sowohl zu einer besseren

Benetzung des Staubes als auch zu einer besseren Bindung des Staubes im nicht ausgehärteten sowie im ausgehärteten Gemisch aus Isocyanat/Polyol-Reaktionsharz und körnigem Material. Daher wird sowohl der Staubanteil in der Luft als auch die Lagerstabilitat der Formteile im Wasser verbessert. Das Suspendierhilfsmittel wird ebenfalls vorzugsweise dem Polyol zugesetzt.

Daneben kann das Isocyanat/Polyol-Reaktionsharz auch noch weitere Additive enthalten. Dazu zählen in erster Linie die Füllstoffe. Sie dienen nicht nur dazu, das Volumen zu vergrößern, sondern auch zur Verbesserung von technischen Eigenschaften, insbesondere des Fließverhaltens. Als Füllstoffe eignen sich Carbonate, insbesondere Kalkspat, Kalkstein, Kreide und gecoatetes Calciumcarbonat und Ma- gnesium/Calcium-Carbonat-Doppelsalze wie Dolomit, Sulfate wie Ba¬ rium- und Calciumsulfat, Oxide und Hydroxide wie Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrate, Silikate wie Kaolin, Feldspat, Wallostonit, Glimmer, Ton und Talkum sowie Siliciumdioxid (Quarzmehl), Kiesel¬ gur, Graphit oder Glas-fasern. Die Füllstoffe werden ebenfalls vor¬ zugsweise der Polyolkomponente zugesetzt, und zwar in einer Menge von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Harzkomponente.

Dem Polyol wird auch ein Mittel zur Bindung von Wasser zugesetzt, insbesondere Alkali-Aluminium-Silikate (Zeolith-L-Paste). Ihr An¬ teil beträgt bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Polyol.

Das Polyol kann auch spezielle Additive wie Dispersionsmittel, Ver¬ dickungs ittel oder Thixotropiermittel enthalten, falls das Sus¬ pensionshilfsmittel diesbezüglich unbefriedigende Eigenschaften aufweist.

Als weitere Additive kommen in Frage: Pigmente, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Haftvermittler usw. Die Stabilisatoren haben im allgemeinen eine Konzentration von mehr als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Polyurethan.

Die Additive werden auf bekannte Art und Weise in das Polyol ein¬ gemischt. Man erhält auf diese Art und Weise das sogenannte Harz. Auch dem Polyisocyanat können Additive zugesetzt werden. Jedoch ist es nicht üblich, d.h., der Härter besteht vorzugsweise aus dem Polyisocyanat.

Das Isocyanat/Polyol-Reaktionsharz wird als organisches Bindemittel anstelle der sonst üblichen anorganischen Bindemittel verwendet, z.B. anstelle von Zement. Der Zuschlagstoff sowie die Zusätze sind analog zu denen, die im Baustoffbereich üblich sind. Als Zuschlag dienen körnige Materialien, insbesondere Mineralien. Es handelt sich dabei um gebrochene und/oder ungebrochene Gesteins¬ körper. Ihre chemische Zusammensetzung ist neben den Kornmerkmalen von untergeordneter Bedeutung. Es kann sich um Stoffe wie Silici- umdioxid, Silikate, Kohle, Kalkstein oder Schlacken handeln. Bevor¬ zugt wird Siliciumdioxid in Form von Sand und Kies. Insbesondere ist Quarzsand geeignet. Darüber hinaus kommen aber auch nachwach¬ sende organische Materialien wie gehäckseltes Stroh, Heu oder Schilf sowie Holzspäne in Frage.

Er besteht zu mehr als 85 Gew.-% aus Quarz und hat eine Körnung bis zu 6,3 mm, insbesondere bis zu 4 mm. Der Quarzsand enthält bis zu 2, insbesondere bis zu 1 Gew.-% an quarzhaltigen Feinstäuben mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 0,06 bis 0,1 mm. Der Staubanteil richtet sich nach dem Wasch- und Trockenprozeß des Quarzsandes. Eine den konkreten

Bedingungen entsprechende Wasserdurchflußrate von 0 ^/min ^• m-- bis 3 m^/min • m-- wird über unterschiedliche Kornklassierungen des Quarzsandes unter Berücksichtigung des Feinstaubanteiles erreicht.

Vorzugsweise wird ein Kies/Sandgemisch eingesetzt, dessen Teile einen max. Durchmesser von 6,3, vorzugsweise 4 mm haben. Entschei¬ dend für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß auch körnige Ma¬ terialien mit einem Durchmesser unter 1 m verwendet werden können, und zwar mit einem Gewichtsanteil bis zu 10 Gew.-%. Davon kann die Hälfte einen Durchmesser von weniger als 0,2 m haben. Es ist also möglich, ein Kies/Sandgemisch mit einem Staubanteil von 5 Gew.-% zu verwenden. Die Korngrößenverteilung wird auf bekannte Weise durch Siebanalyse bestimmt.

Ein hoher Anteil an Fein- und Mittelsand verringert allerdings die Durchlässigkeit für Wasser. Durch Variation des Anteils läßt sich gezielt die Wasserdurchlässigkeit einstellen. Ein Formteil aus ei¬ ner Mischung von 2 Sandfraktionen mit einem Durchmesser von 0,20 bis 1,0 und 1,0 bis 2,0 im Verhältnis 1 : 1 ist praktisch wasser¬ undurchlässig. Der Staubanteil kann auch bereits als Füllstoff in das Isocyanat/Polyol-Reaktivharz eingearbeitet sein.

Bei geeigneter Korngrößenverteilung braucht also das ursprüngliche Kies/Sandgemisch nur gewaschen zu werden, um z.B. alle organischen und alle quellbaren Bestandteile zu entfernen. Ein Absieben der Staubanteile ist unter Umständen nicht notwendig. Das gewaschene Kies/Sandgemisch wird mit heißer Luft getrocknet und schließlich in Silos unter üblichen Umweltbedingungen gelagert. Vorzugsweise wird das Kies/Sandgemisch jedoch noch vor der Lagerung mit einem Teil des Polyols gemischt, insbesondere wenn das Gemisch einen hohen Staubanteil hat. Das Polyol kann auch noch weitere Komponenten ent-

halten wie Füllstoffe, Suspendierhilfsmittel und Katalysator. Diese Vorbehandlung führt zu einer vollständigen Benetzung des Kies/Sand/- Staubgemisches und damit zu einer vollständigen Ummantelung der einzelnen Partikel. Dadurch wird nicht nur der Staubanteil in der Luft während der Herstellung der Formteile verringert, sondern auch die Stabilität der Formteile gegenüber Wasser bei deren Lagerung erhöht.

Das Gewichtsverhältnis von Quarzsand : Polyurethan-Bindemittel be¬ trägt vorzugsweise weniger als 20 : 1, insbesondere gleich oder weniger als 16 : 1. Bei einer Körnung zwischen 1,6 und 4,0 mm sind für Filter mit einer Wasserflußrate von 0 m^/min • ^ gleiche Ge¬ wichtsanteile an Quarzsand und Bindemittel erforderlich. Bei einem Sand mit einer Körnung bis zu 4 mm, jedoch mit 20 Gew.-% an Teil¬ chen unter 1,6 mm - bezogen auf die Gesamtmenge des Sandes - ver¬ ringert sich der Bindemittelanteil für gleichen Filtertyp auf ca. 10 Gew.-%, bezogen auf den Sand insgesamt.

Als Zusatz kommen ähnliche Produkte in Frage wie z.B. beim Beton, um bestimmte zusätzliche Effekte zu erreichen, z.B. Pigmente zur Anfärbung, Glasfasern zur Verstärkung und scharfkantige Materialien zur Rutschfestausrüstung.

Aus dem Isocyanat/Polyol-Reaktionsharz und den körnigen Materialien so wie gegebenenfalls weiteren Zusätzen werden die offenporigen Formteile hergestellt, und zwar im Prinzip nach dem Gießverfahren.

Dazu werden zunächst die beiden Komponenten des Isocyanat/Polyol- Reaktionsharzes dosiert und gemischt, nämlich das Polyol zusammen mit dem Katalysator, dem Suspendierhilfsmittel und gegebenenfalls Additiven als erste Komponente und dem Polyisocyanat als zweite

Komponente.

In der Regel werden dann diese Isocyanat/Polyol-Reaktionsharze so¬ wie das körnige Material und gegebenenfalls weitere Zusätze bei Raumtemperatur dosiert und gemischt, bis die festen Bestandteile von dem Harz benetzt sind. Diese Formmasse wird dann drucklos unter Rütteln in die Form mit den gewünschten Dimensionen gegossen. Bei länglichen Formen kann es vorteilhaft sein, einen Druck von z.B. 15 N/cm ² anzuwenden. Zusätzlich kann zur Verstärkung ein Vlies, ein Geflecht oder eine Matte aus Glas oder Metall eingelegt werden. Es ist auch möglich, oberflächlich eine Schicht aus dekorativem Mate¬ rial aufzubringen, z.B. weiße Kieselsteine. Es ist ebenfalls mög¬ lich, eine Schicht aus Aktivkohle-Granulat einzubauen, um eine Sperrschicht in dem Formteil zu erhalten. Die Formen werden in der Regel nicht vorgewärmt. Sie sind mit einem handelsüblichen Trenn¬ mittel versehen.

Zur Härtung werden die Formen mit ihrem Inhalt auf 80 bis 150 °C erwärmt, was z.B. in einem Umluftofen geschehen kann. Die Erwärmung kann bis zu 2 Stunden dauern, vorzugsweise bis zu einer Stunde, insbesondere bis zu 10 Min.. Dabei beginnt die Erwärmzeit mit dem Einfüllen der Formmasse in die Formen und endet mit dem Entformen.

Zweckmäßigerweise wird vor dem Entformen nicht auf 25 °C abgekühlt, vorzugsweise nicht auf 50, insbesondere überhaupt nicht, d.h., es wird praktisch bei der Reaktionstemperatur entformt. Entformt wird, wenn kein flüchtiges Isocyanat mehr vorhanden ist und die Formteile soweit gehärtet sind, daß sie sich ohne Schwierigkeit handhaben lassen. Dazu zählt nicht nur das Entformen, sondern auch der Transport, die Lagerung und gegebenenfalls eine Nachbearbeitung der Formteile. Die Festigkeiten der Formteile nehmen noch innerhalb

eines Tages merklich zu. Diese Nachhärtungszeit hängt von der La¬ gertemperatur, von der Feuchtigkeit (Luftfeuchtigkeit, flüssiges Wasser) und den Dimensionen des Formteils ab.

Bei den Formen handelt es sich um Dauerformen. Sie brauchen nicht jedes Mal nach ihrer Benutzung gereinigt zu werden, sondern viel¬ mehr erst nach ca. 10- oder gar nach 20facher Benutzung.

Die Anlage zur Herstellung der Formteile ist vorzugsweise für ein kontinuierliches halbautomatisches Chargen-Verfahren ausgelegt.

Die so hergestellten Formteile haben hervorragende Eigenschaften, die vor allem auf dem Polyurethan-Bindemittel und seiner Verteilung in dem körnigen Material beruhen.

Das Polyurethan-Bindemittel ist gegenüber Wasser praktisch inert. Die Wasserqualität wird auch nach 7tägiger Kontaktzeit nicht be¬ einflußt. Das gilt nicht nur für die Farbe, den Geruch, die Klar¬ heit und die Oberflächenspannung des Wassers, sondern vor allem auch für seinen Gehalt an A inen. Die Formteile eignen sich daher als Ausrüstungsgegenstände zur Trinkwassergewinnung.

Das Polyurethan-Bindemittel ist in dem körnigen Material so ver¬ teilt, daß ein Porensystem entsteht. Das Porenvolumen beträgt 30 bis 50 Vol.-%, berechnet als Volumen der Poren, bezogen auf das Volumen der Formteile. Dementsprechend sind die Formteile um etwa bis zur Hälfte leichter als entsprechend dimensionierte kompakte Formteile mit Zement als Bindemittel. Auch die Wärmeleitfähigkeit wird durch die Poren reduziert.

Das Porensystem ist offen, d.h., die Formteile sind permeabel. Sie

lassen Gase und Flüssigkeiten durch, z.B. flüssiges oder gasför¬ miges Wasser, Luft oder polare Flüssigkeiten. Die Wasserdurchläs- sigkeit ist hoch, und zwar schon bei geringem oder gar keinem Druck, so daß Regenwasser ohne Stauungen versickern kann.

Die Wasserdurchlässigkeit kann gezielt durch geeignete Wahl der Korngröße und Korngrößenverteilung variiert werden. Das gilt sowohl bezüglich der Porenvolumen insgesamt als auch bezüglich der Poren¬ größenVerteilung über den Querschnitt des Formteils. Solch ein asym¬ metrisches Porensystem läßt sich aufbauen, indem man z.B. auf eine Schicht aus mitte!körnigem Material (1 bis 3 m) eine zweite Schicht aus grobkörnigem Material 3 bis 10 mm aufbringt. Eine Schicht mit kleinkörnigem Material (0,3 bis 1,0 mm) darf nur sehr dünn sein, damit die Durchlässigkeit nicht praktisch auf 0 redu¬ ziert wird.

Durch die gleichmäßige Verteilung des PUR-Bindemittels im körnigen Material werden gute mechanische Eigenschaften erzielt. Die Festig¬ keit der Formvorteile ist für ein organisches Bindemittel erstaun¬ lich günstig. Das gilt sowohl für die Druckfestigkeit und Zug¬ festigkeit als auch für die Biegefestigkeit. Die Schlagzähigkeit ist außerordentlich hoch. Falls diese Werte für spezielle Einsatz¬ gebiete nicht ausreichen sollten, lassen sie sich durch Verstär- kungsmittel noch erhöhen. Die hohen Festigkeitswerte können durch Auswahl geeigneter Ausgangsstoffe und durch Zusatz von Stabilisa¬ toren über Jahre weitgehend konstant gehalten werden. So läßt sich z.B. die Hydrolysestabilität durch Verwendung eines Polyether-Poly- ols anstatt eines Polyester-Polyols wesentlich verbessern.

Aufgrund dieser wertvollen Eigenschaften der offenporigen Formteile eignen sie sich für Einsatzgebiete, in denen ein Per eat drucklos

entfernt werden soll, z.B. Wasser durch Versickern. Konkrete Ein¬ satzgebiete sind im Baustoffbereich zu finden, insbesondere im Bereich des Garten- und Landschaftsbaus in Form von Gehweg¬ platten, Baumeinfassungen, Kantensteine, Beläge für Terrassen, Ausstellungs- und Sportstätten, z.B. Tennisplätze oder als Be¬ lag für einen Wäschetrockenplatz, (wobei sowohl die oberste als auch eine darunter liegende Schicht in Frage kommt und die oberste Schicht dann ein Teppich, eine Grasnarbe oder Schlacke sein kann), im Bereich der Landwirtschaft in Form von Bodenbelägen für Stallungen und Platten für Gülle-Sickergruben, im Baubereich in Form von Rohren und Platten zur Drainage und zum Schutz von Kellerräu en gegen Druckwasser, atmungsaktiven Mauersteinen, Platten für Kleinkläranlagen und zum Grubenausbau als Alternative zu Vulkangestein sowie in Form von Vollsteinen als Ersatz für Leichtbetonsteine und schließlich in Form von Pflastersteinen für Parkplätze, Hausvorplätze und Garagenböden.

Nach dem konkreten Einsatzgebiet richten sich nicht nur die Zusam¬ mensetzung der Formteile und deren Porensystem, sondern auch deren geometrische Abmessungen. Formteile mit einfachen geometrischen Abmessungen sind Platten, Maurersteine und Fliesen. Es sind aber auch kompliziertere Formen ohne Schwierigkeiten herzustellen, z.B. L-Steine, Hohlkammersteine, Rohre, Blu entröge, Formsteine für eine Hangbepflanzung und sogar Tische und Bänke.

Die erfindungsgemäßen Platten und Maurersteine können Dimensionen von bekannten mineralisch gebundenen Bausteinen und Bauplatten ha¬ ben, also z.B. die von Blocksteinen, von Plansteinen sowie von Bau¬ platten und Bauplanplatten aus Porenbeton. Eine typische Abmessung für eine derartige Bauplatte ist z.B. 740 x 240 x 75 mm (Länge x

Höhe x Dicke). Wie die bekannten Bauteile können auch die erfin¬ dungsgemäßen Formteile an ihren Stirn-Flächen und -Seiten ausgebil¬ det sein, z.B. ebenflächig, mit Aussparungen und/oder mit Nut- und Feder-Ausbildung. Ebenso können sie auch z.B. mit Betonstahlmatten bewehrt sein. Die erfindungsgemäßen Formteile können aber auch Ab¬ messungen von üblichen nichtporigen Bausteinen und Bauplatten ha¬ ben. Die Abmessungen von Gehwegplatten sind dann z.B. 40 x 40 x 5 cm oder 60 x 40 x 5 cm. Die Höhe der Platten kann durch Stege auf das Doppelte oder Dreifache erweitert werden. Es handelt sich dabei dann um Hohlkammerplatten. Pflastersteine haben die typischen Ab¬ messungen von 60, 80, 100, 120 und 140 mm Höhe sowie eine ax. Länge von 280 mm.

Die Dimensionen der beanspruchten Formteile können auch Segmente von Kreisflächen mit unterschiedlichem Durchmesser darstellen. Sie werden ringförmig um eine Pflanze gelegt und nach und nach ent¬ sprechend dem Wachstum der Pflanze wieder entfernt.

Beispiel

Die Erfindung wird nun im einzelnen an Hand eines Beispieles be¬ schrieben:

Das Isocyanat/Polyol-Reaktivharzgemisch wird aus den beiden Kompo¬ nenten Polyol (Harz) und Polyisocyanat (Härter) hergestellt. Das Harz setzt sich zusammen aus 33 Gew.-% Polypropylendiol und 10 Gew.-% Polyethertriol, 10 Gew.-% Zeolith-Paste, 45 % Kreide, 1,6 % an pyrogener Kieselsäure sowie weniger als 1 % an Dibutylzinndi- laurat.

3 Gew.-Teile dieses Harzes werden mit 1 Gew.-Teil des Polyisocy- anats Diphenylmethan-4,4-diisocyanat mit einer Funktionalität von 2,7 bei Raumtemperatur mit einem dynamischen Mischer gemischt. Man erhält so das Isocyanat/Polyol-Reaktivharz.

Aus 1 Gew.-Teil dieses Isocyanat/Polyol-Reaktivharzes und 16 Gew.- Teilen eines Kies/Sandgemisches wird die Füllmasse durch Mischen bei Raumtemperatur unter Rütteln hergestellt. Das Kies/Sandgemisch enthält 95 Gew.-% an Partikeln mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm und 5 Gew.-% an Partikeln mit einem Durchmesser von < 1 mm.

Die Füllmasse wird bei Raumtemperatur unter Rütteln in die Form gegossen, die mit einem Teflonspray beschichtet ist. Zusätzlich wird ein definierter Druck angewendet.

Die Härtung erfolgt bei 140 °C in ca. 10 Min. in einem Umluftofen. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird entformt.