Osmosesanierung / Werkbank

 

Osmosesanierung

Der Rumpf:

Peeling, Hotvac-Trocknung und Neuaufbau mit Köpergewebe und Epoxidharz
(Juli 2012 – April 2014)

2 - Gelplane von Makita

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Am Anfang unserer (Osmose)-Sanierung steht dieses Gerät. Es ist laut wie ein startender Düsenjet, aber sehr gut.

Der Gelplane 6565CR, 1400 Watt, von Makita. Zu mieten bei der Firma „von der Linden GmbH“ in Hamburg. Es wird verschickt und kostet 250,- EUR für 2 Tage. Die Investition auf Zeit ist jeden Cent wert.

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1 - Rumpf halbgepeelt

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Ein Boot von 44ft Länge ist damit an einem Wochenende zu schaffen. Der Gelplane ist unglaublich präzise – man kann durchaus nur bis in die Hälfte des Gelcoats hobeln, wenn man will, ohne das darunter liegende Laminat zu verletzen.

Bei einer „Osmosebehandlung“ ist aber gut beraten, wer möglichst viel Material (vor allem die Matten) abträgt. Die Arbeit ist völlig problemlos, aber anstrengend.

 

 

 

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Grundausstattung

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Die Grundausstattung für die groben Hobel- und Schleifarbeiten:

Vollgesichtsmaske (wegen des Staubs in den Augen unbedingt zu empfehlen!) mit P3 Feinstaubfiltern,Gasfilter für das Laminieren,Gehörschutz und eine ausreichend gute Absaugung.

 

 

 

 

 

 

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Apparaturen für die Trocknungsphase 1:

Zu kaufen gibt es die Apparatur im Handel nicht, aber sie ist extrem effektiv. Leider bietet in Deutschland kaum eine Werft eine Hotvac-Trocknung an. Wäre sie von einer Werft in unserer Umgebung angeboten worden, hätten wir den Rumpf wahrscheinlich dort trocknen lassen.

Wir haben das Gerät daher nach vielen vergeblichen Versuchen mit Bodenheizungssystemen selbst gebaut. Der home made Hotvac  (näheres siehe unter Punkt 11 in der Werbank): Unter der Gold-Folie befindet sich eine hitzebeständige Gummimatte, in der ein selbstregulierendes Heizband (110°C max. von Raychem) eingebacken und vulkanisiert ist. Zwischen Rumpf und Heizmatte wird ein 6mm Vlies gelegt, welches einen Raum für das aufzubauende Vakuum schafft.

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Mit einer Vakuumpumpe (Dauerläufer aus der Medizin) wird ein Feinvakuum von 800mBar aufgebaut. Durch den Unterdruck sinkt der Siedepunkt z.B. von Propylene Glycol von 200°C auf etwa 50°C, Styrol verdunstet schon sehr viel früher (siehe Graphik in der Werkbank).

Die Flächen sind nach der Behandlung sichtbar heller (wir hatten die Matte jeweils z.T. gut 12 Stunden am Rumpf gelassen).

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Hydrolyseprodukte, Styrol und das stark hygroskopische Propylene Glycol sind neben dem PVA Binder (siehe unten „die sogenannte Osmose“) womöglich die Ursachen der „Osmosebläschen“. Propylene Glycol nimmt – nur der Luft ausgesetzt – 60% des eigenen spezifischen Gewichtes an Feuchtigkeit auf. Es wird aufgrund dieser Eigenschaft z.B. als Feuchthaltemittel in Tabak verwendet. Während des Aushärtungsprozesses eines Polymers übernimmt PG die wichtige Aufgabe, die im Harz befindlichen Wassermoleküle zu binden und damit den Polymerisationsprozess zu ermöglichen. (Bei Hinzufügen von Wasser haben wir bei ausgehärteten Polyester dann den Umkehrprozess: Die Hydrolyse, oder sog. Osmose, siehe unten)

Diese wasserbindenden Chemikalien im Laminat sind vergleichbar mit dem Salz in einer salznassen Hose. So richtig trocken wird eine solche Hose auch in der Sonne kaum. Setzt man sie hoher Luftfeuchtigkeit aus, wird sie wieder klamm…

Die o.g. Produkte, die nach dem Aushärten problematisch werden können, sobald sie wieder in Kontakt mit Wassermolekülen kommen, wird man womöglich nur mit einer Hitze-/ Vakuumbehandlung (Hotvac) wirklich los.

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der Rumpf wird am Besten jede Woche mit 160°C abgedampft und gestrahlt

Hier gut zu erkennen sind die Balsa-Stirnwürfelhölzer des Sandwichs.

Die Trocknungsphase 2:

Mit die wichtigste Maßnahme während der Trocknungsprozesses ist ein ständiges heißes Abdampfen oder Kärchern – am besten jede Woche ein Mal, da das Laminat während des Trocknungsvorganges die Hydrolyseprodukte förmlich „ausblutet“. Werden die chemischen Beiprodukte nicht von der Rumpfoberfläche  entfernt, stagniert der Trocknungsprozess spürbar. Das heiße Abwasser stinkt anfangs förmlich nach Styrol und lässt die Fingerkuppen rissig werden. Wir haben für das regelmäßige Heißdampfen einen Industriedampfreiniger benutzt (kein Hochdruck, nicht im Bild), dessen Dampf 160°C erreicht.

Gut ist: Man kann diesen unabhängig von abgestellten Wasserleitungen auch im Winter benutzen, da das Gerät ein eigenen Wassertank besitzt. Beeindruckend ist, wie an sehr kalten Tagen das heiße Wasser auf der Rumpfberfläche innerhalb von Sekunden verdampft. Das Laminat trocknet überhaupt erstaunlich über die (trockenen) Wintermonate an der freien Luft.

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Der Rumpf wird zum Laminieren vorbereitet

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Tatsächlich trocknet der Rumpf im Wechsel zwischen Wind und Sonne am schnellsten.  Viel besser, als in einer Halle! Das Boot sollte unten nicht mit Folie oder einer Plane eingehaust werden. Auf keinen Fall dürfen AWL-GRIP Lackierungen (wie die unsrige) mit Folie abgehängt werden. Die Feuchtigkeitsbildung unter einer Folie verkraftet AWL-GRIP nicht ungeschadet (es entstehen Flecken, die in unserem Fall aber gut mit Finesse-it II von 3M rauszupolieren waren).

Eine Abtropfkante ist die beste Lösung. Sie läßt bei normalem Regen keinen Tropfen an das Unterwasserschiff!

Unsere Hotvac-unterstützte Trocknungsphase dauerte 12 Monate. Dann waren die Feuchtewerte sehr gut. Nicht zuletzt durch das massive Abtragen der Matten bis auf den Roving sogar besser als im Überwasserbereich in garantiert trockenen Sektionen.

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Boot nicht abhängen. Die Abtropfkante läßt keinen Tropfen Regen an den Rumpf

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Mit einer Abtropfkante aus Maurertape (ca. 5cm breit) und kleinen Plastikwinkeln bleibt der Rumpf während Regenschauer absolut trocken (hier wird er gerade gekärchert).

Der Vorteil des PVC Tapes: Es ist wasserfest kann auch nach einem Jahr problem- und rückstandslos abgezogen werden. Papiertape ist dagegen – erst einmal nass geworden – kaum wieder runterzukriegen.

 

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Der Trocknungsprozess wird überwacht

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Der Trocknungsprozess muss ständig überwacht werden. Das Feuchtemessgerät von Greisinger (GMK 210) wurde speziell für Caravane und GFK-Boote entwickelt. Wir hatten das Gerät über ein Sovereign von der Firma von den Linden geeicht. Man kann mit dem GMK 210 zwei verschiedene Messtiefen und hundert verschiedene Holzarten bzw. einen GFK-Typ einstellen, einen Referenzwert aus dem oberen Bereichen des Rumpfes festlegen und die Relativwerte am Unterwasserschiff messen. Am besten man nimmt von jedem Abschnitt einen „trocknen“ Wert vom Überwasserbereich. Die jeweiligen Messwerte schreibt man mit einem Edding an den Rumpf. Wir hatten sie nach und nach kreisförmig im Uhrzeigersinn um die Messstelle angeordnet um die Entwicklung besser überwachen zu können.

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Die Matten gehen alle in den Müll

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Die Feinarbeit: Abschleifen und Ausstraken.

Die effektivste Trocknungsmethode ist radikal: Die totale Entfernung der Matten vom Rumpf (nicht die der Rovings*! Die sollten unverletzt bleiben). Alleine die Möglichkeit, dass sich noch hygroskopische Produkte in den Matten befinden ist Grund genug: Was nicht mit dem Hobel runtergekommen ist, wird jetzt per Hand und Bandschleifer abgetragen. Es ist die härteste Arbeit.

Das Laminat trocknet im Übrigen besser, wenn die Oberfläche wie hier rauh bleibt. Die Trocknung an sich ist aber nicht das alleinige Ziel: Ohne Hotvac kann man die problematischen Hydrolyseprodukte nur mit dem Heißföhn rausbrennen… vielleicht, wer weiß das schon, die Philosophien gehen an dieser Stelle je nach Verkaufsprodukt auseinander. Was für mich, wie häufig, auschlaggebend bleibt, ist ein gutes Bauchgefühl. Der Rumpf fühlt sich haptisch tatsächlich trockener und härter an, auch verändert sich das Klopfgeräusch in ein deutlich höheres „tock“.

(Blowtorching – nachdem so einige Probleme in Rauch aufgegangen sind, ist o.g. Technik in den Staaten verboten.)

* Der Laminataufbau unserer Alden:
1 X 1.5 oz. Matten, 2 X 24 oz. woven Roving, 2 X 1.5 oz. Matten. 3/4 inch Balsa Core, dann das Gleiche noch einmal nach „innen“, das Ganze Vakuum verbacken. Im Ganzen mit Balsa-Core etwa 3 cm stark.

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Auch gesund wirkende Matten werden entfernt

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Runter mit den Matten! Und den Rumpf wenn möglich mit einem Hotvac einer Hitze/Vakuumbehandlung unterziehen, damit die Beiprodukte, die für die Entstehung von „Osmosebläschen“ womöglih verantworlich sind (siehe unten) aus dem Laminat verschwinden. Vorteilhaft ist ein Sandstrahlen des Rumpfes, sofern das Laminat stark befallen ist oder Lunker aufweist.
Da unser Boot ein Balsa/Sandwich-Rumpf hat, keine Lunker hatte (befallen war tatsächlich nur relativ leicht die 1 mm dicke Mattenschicht nach dem Gelcoat) und da die äußere Laminatschicht mit 8mm dünner ist, als ein Volllaminatrumpf, verzichten wir auf ein Sandstrahlen und ziehen die Matten z.T. mühsam mit dem Stechbeitel bis auf den Roving runter. Aber wir sind kompromisslos und es bleibt keine helle Faser am Rumpf. Die abgetragene Menge an GFK ist enorm. Wir haben alleine nach dem ersten Gelplane-Durchgang schon 40 schwere Tüten Schleifstaub in den Sondermüll gegeben. Danach folgten noch ungezählte 60 Liter Tüten mit Mattenresten und Staub (wir zahlen ein kleines Vermögen nur für die Entsorgung).

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Makita leicht gemacht

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Nachdem wir den Rumpf bis auf den Roving mit Bandschleifer (P40) und Rotexschleifer (P24!) runtergeschliffen und alle verdächtigen Einschlüsse entfernt hatten, purzeln die Werte um durchschnittlich 2-4 Einheiten! (Von Bedeutung sind nicht die Absolutwerte sondern Referenzwerte zu garantiert trockenen und „verlässlichen“ Rumpfstellen)

 

 

 

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Singlehanded: 7,5kg leicht gemacht.

Singlehanded: 7,5kg leicht gemacht.

Unser Workhorse: Der 7 kg schwere, alte 1200 Watt Bandschleifer von Makita, 100 x 650 macht 350 Meter in der Minute. Schade nur, dass die gröbste Körnung für diesen Typ P40 ist. Gut und wichtig ist eine breite Schleiffläche (wegen der Gefahr des Verkantens). Es wird immer diagonal und kreuzweise geschliffen.

Wichtig bei der Auswahl des Gerätes: Um die Hohlkehle an der Kielwurzel ausschleifen zu können muss die vordere Walze genügend weit aus dem Gehäuse herausstehen (mit der Schwabbelscheibe sind solche Rundungen nicht ordentlich zu machen, mit dem Rotex schon gar nicht).

 

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Verbesserte Mimik

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Bewährt hat sich diese Apparatur: Der Bandschleifer hängt an einer dünnen Leine. Am anderen Ende befindet sich ein entsprechendes Gegengewicht, so dass der Bandschleifer schwebt (Sand in einer Flasche ist besser als Wasser, da Sand ein geringeres Volumen hat und nicht so stört). Mit einem weiteren leichtgängigen kugelgelagerten Block wird das Gegengewicht vom Schleifenden weggeleitet (hier zur vorderen Pratze). Das Gewicht behindert dadurch den Schleifenden bei der Auf- und Abbewegung nicht.

 

 

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Der gepeelte Rumpf wird von Matten befreit

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Juli 2013

Nach 12 Monaten Trocknung mit dem Hotvac und im glücklicherweise sehr heißen Sommerwind folgt endlich der Feinschliff.

 

 

 

 

 

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Rohr wird zum Laminieren vorbereitet

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Das Rohr des Querstrahlruders wird später mit 6 Lagen Gewebe am äußeren Rand wieder festlaminiert.

 

 

 

 

 

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der geschliffene Rumpf wird gespachtelt

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Die lösungsmittelfreie Epoxy-Feinspachtelmasse von International lässt sich sehr gut verarbeiten. Lösungsmittel haltiges Epoxy soll offenbar vor allem während eines warmen Sommers Probleme bereiten und durch die darüberliegenden Schichten durchschlagen.

Tipp: Ein sehr vorteilhafter Spachtel ist im Übrigen ein langes Stück (noch unverarbeitetes) ca. 15cm breites Bandsägeblatt aus Federstahl ohne Zähne (oder abgeklebt).

 

 

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Meyba Boats und Bootsbauer Ole in Aktiion - perfekte Combo

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Die Laminierphase:
3 Lagen 160g Köpergewebe und Epoxy werden aufgebracht.

Wichtig: Lösungsmittelfreies Epoxidharz verwenden s.o..

Das Expertenteam (Meyba Boats und Bootsbauer Ole) bei der Arbeit. Wir finden vier Mann ideal. Einer schneidet die Bahnen, einer sorgt für penibel angemischtes „Epoxy SP106 extra slow“ und zwei Mann laminieren.

 

 

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Stb Rumpf ist fertig

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Die Pratzen werden hochgestellt und mit einem Klotz versehen (schön, wenn das Boot dann stehen bleibt…), damit barrierefrei darunter laminiert werden kann. Der Stb.-Rumpf ist hier bereits mit 3 Lagen fertig laminiert und mit Abreißgewebe abgedeckt.

Es folgen noch 6 aufgerollte Sperrschichten reines Epoxidharz SP106 (slow).

 

 

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Vorbereitung:
Die Skizze zeigt die jeweiligen Bahnlängen für das Köpergewebe der einzelnen Abschnitte. Die unteren Bahnen werden auf Stoß gelegt, die jeweils darauf liegenden Bahnen werden mit 1/3 versetzt aufgetragen, jeweils wieder auf Stoß. Dadurch entstehen keine oder nur kleine Überlappungs-Hubbel, denn: Aufspachteln ist sehr viel effektiver, als das aufgetragenen Epoxy am Ende wieder abzuschleifen. So ganz wird sich aber auch das nicht vermeiden lassen und es werden einige Durchgänge Spachteln-Schleifen-Spachteln nötig sein, um eine gute Oberfläche zu erhalten.

 

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Als letzte „Lage“ über den drei Lagen Gewebe wird Abreißgewebe mit dem typischen Nadelstreifenlook aufgebracht, das das überschüssige Harz aufnimmt.

 

 

 

 

 

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Typische Nadelstreifen des Abreißgewebes

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Der Rumpf mit Abreißgewebe.

 

 

 

 

 

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Nach dem Aushärten wird das Abreißgewebe wieder entfernt. Es bleibt eine fein strukturierte Oberfläche, ideal für die Weiterverarbeitung (sprich: wieder schleifen spachteln schleifen).

Psychologisch ist ein großer Schritt getan. Die folgenden Spachtelarbeiten geben dem Rumpf wieder eine tipp-topp ausstrakende Form.

 

 

 

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sauber abgetrennt

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Vorbereitung des Rumpfes für das Auftragen der Sperrschichten.

Der Übergang zum Wasserpassstreifen wird mit einer Schwabbelscheibe vorsichtig getrimmt und das Klebeband mit Schutzfolie dabei abgelöst.

Die Epoxidbeschichtung wird maximal weit hochgezogen. Der Wasserpass befindet sich etwa 10-15cm unterhalb des blauen Zierstreifens.

 

 

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Epoxidlaminat bis zum Zierstreifen

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Die untere Kante des schwarzen Eddingsstrichs markiert die spätere Antifoulinggrenze. Dieser Strich muss frühzeitig von der alten unteren Kante des Streifens abgenommen werden, solange diese noch gerade ist. Das spart eine Menge Arbeit.

Die Auskreidungen im blauen Streifen konnten mit Finesse-it (09639) und Finesse-it II relativ gut herauspoliert werden. Wichtig ist, dass bei AWLGRIP Lacke keine wachs- oder silikonhaltige Politur benutzt wird.

 

 

 

 

 

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Die vertikalen Striche kennzeichnen die versetz aufgebrachten Gewebelagen

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Drei Lagen Köpergewebe (insgesamt 480g) mit SP106 Epoxidharz (extra slow), frei von Lösungsmitteln von CTM bei idealen Wetterbedingungen. Bei über 30°C im Schatten über mehrere Tage, ist der Rumpf fast wie getempert. Glück gehabt.

Darüber kommen jetzt noch mind. 6 Dampfsperrschichten Epoxy gerollt. Der Rumpf ist jetzt womöglich steifer als vor über 35 Jahren!

 

Nachtrag s.u.

Die drei Markierungen kennzeichnen die jeweiligen Enden der Lagen – man kommt sonst gern in‘ Tüddel.

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Die Auslässe werden grob und tief ausgeschliffen, mit SP Solvent A (schnell verflüchtigend) gereinigt und für das Auffüllen mit Glasfaser verstärkter Epoxypampe vorbereitet.

Normales Aceton (etwa gleich teuer) wird vom Hersteller nicht empfohlen.

 

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Bronze Flusuh

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Die Bronze(flush)-Gegenstücke für die Seeventile werden mit Vaseline eingeschmiert, damit sie sich später nach Aushärten des Epoxys wieder leicht ausdrehen lassen.

 

 

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Flush Throughhull 2

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Das Bronze-Thruhull wird in das Loch geschraubt, bis der Einsatz plan ist und die überschussige Glasfaser/Epoxymasse herausquillt. Nach dem Aushärten der angedickten Epoxymasse wird das Bronzestück wieder entfernt.

 

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Tief ausgeflexte Stellen (wie hier) werden mit vorbereiteten, immer kleiner werdenden Flicken auflaminiert. Zu erkennen sind die roten isobarenähnliche Eddingränder der einzelnen Biaxialgewebeflicken.

 

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Achterkante entlüften

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… und gut entlüftet.

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Achterkante Abreiß

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Danach wird Abreißgewebe aufgelegt, welches das überschüssige Harz aufnimmt. Es wrd nach dem Aushärten in einem spitzen Winkel abgerissen.

 

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Kiel Achterkante Lam

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Die Stelle nach dem Überrollen mit 6 Schichten Epoxy.

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Spachteln

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Immer und immer wieder: Mit Epoxy aufspachteln, bis der Rumpf austrakt … Mit Gold aufwiegen läßt sich der Rohling eines großen Bandsägeblattes (gut 150mm breit, von Meyba Boats), der mein Lieblingsspachtel wird.

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Rotex

schelifen schleifen schleifen …

… mit dem Rotex plan schleifen,

 

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Entsauben

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… mit einer harten Bürste entstauben und mit SP Solvent A entfetten

 

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Spiegelung roh

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Auftragen der Sperrschichten.

Der Rumpf vor dem Laminieren mit Köpergewebe und SP 106

 

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Beinhart!

beinhart!

Das Ergebnis nach Aushärtung der 3 Lagen Köpergewebe und 6 Schichten Epoxidharz kann sich sehen lassen und fühlt sich gut an. Absolut glatt und beinhart!

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glasklar

… und tatsächlich besser als erhofft. Trotz des für Epoxy typischen merkwürdigen Fließverhaltens kurz vor dem Anziehen (sog. Thixothropie) gibt’s so gut wie keine Läufer – die aber auch während der „Nasenwache“ spurlos weggerollt werden können.

 

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Spiegelung Rumpf 4

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Spiegelung Rumpf 8

-.

Der Rumpf ist sozusagen (fast) fertig.

Unser Résumé: Wir waren fleißig und haben teilweise bis zur Besinnungslosigkeit gearbeitet. Mit der Stundenzahl, die wir aufgebracht haben, kann keine Werft kalkulieren.

Jetzt nur noch das Ruder. Prima Arbeit für den Winter!

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Winter 2013/14

Das Ruder

Das Ruder wird entkernt und mit geschlossenporigem Schaum aufgebaut und geshaped.

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Vorbereitet sind zwei schwere Lagen 880g E-Glas

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Vorbereitet sind zwei schwere Lagen 880g E-Glas Köpergewebe. Es folgen dann noch je Seite 2 Lagen 600g Unidirektional, im Schaftbereicht 5 Lagen.

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Die Arbeit nach der Arbeit:

Nach ungezählten Stunden meditativen Spachtelns und Schleifens (nach der richtigen Arbeit) bekommt das Ruder dann irgendwann ein perfektes Finish mit 3 Coats dicken Epoxy.

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April 2014

Das neue Ruder wird eingehängt. Der Koker ist gereinigt und mit Stevenrohrfett geschmiert.

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Alles endlich wieder in Farbe. Der Rumpf bekommt die erste Lage International Ultra direkt auf das leicht angeschliffene Epoxy. Ein Primer (schließlich auch nur Epoxy) ist nicht nötig!

Wir haben mit diesem Antifouling während des Jahres in der Karibik gute Erfahrungen gemacht, auch wenn es für schnelle Motorboote entwickelt wurde.

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Der Bronzeschuh soll mit 3/8″ Silizium-Bronze Studs (wie original) vernietet werden, was uns noch Probleme bereiten wird.

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Die Bronzestifte bekommen wir von einem Freund, der ebenfalls aus Kiel kommt und jetzt in den Staaten wohnt. Es ist schon echt ein Zufall, dass er auch eine Alden 44 besitzt.Vor kurzem musste er sein Ruder aushängen und kann uns jetzt mit Knowhow versorgen.

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Läuft wieder leicht und passt einwandfrei.

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Die Abströmkante wurde so gut es ging verbessert.

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Fast makellos und deutlich glatter, als vor der Sanierung.

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Please do not paint

Die große Erdungsplatte aus gesinterter Bronze für das SSB.

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Den blauen Wasserpassstreifen konnten wir retten. Er musste nicht, wie ursprünglich orakelt, neu gemacht werden. Allerdings mussten wir im oberen Bereich während der ganzen Prozedur sehr penibel arbeiten. Das lohnte sich aber.

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Die „duffe“ AWL-GRIP Lackierung unserer Backbordseite hatten wir ebenfalls schon fast aufgegeben. (Nach dem Durchzug eines kräftigen Tiefs im Päckchen auf den Azoren war der ansonsten unglaublich widerstandsfähige Polyurethanlack trotz 8 Fendern mit  Covern matt)

Entgegen der Empfehlung des Herstellers polieren wir die Oberfläche mit Finesse-it vom 3M (Polierschwamm und Rotex) und versiegeln mit Awlcare. Das Ergebnis ist tipp-topp  (noch besser soll Finesse-it II sein, einige aus dem Cruiser’s Forum schwören auf Perfect-it im Anschluss)

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Die Auskreidung im Streifen werden wir noch mit Finesse-It und Awlcare auf den Pelz rücken müssen.

 

 

 

 

 

 

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Noch der erste Anstrich. Aber trotzdem schon mal Schiff ahoi, vorne hinten zehn und Ruder hart voraus! Wir beglückwünschen uns.

Nachtrag 2016: Beim Aufrollen der letzten Sperrschicht (die darunter liegende Schicht war ein Ticken zu schnell angezogen [Daumentest]), wurden wir von einem Platzregen überrascht. Da Epoxy relativ empfindlich bzgl. der Luftfeuchte ist, betrachteten wir diese letzte Schicht als Versuchsgegenstand. Wirklich gejuckt hat uns das nicht: wir hatten ja schon komfortable 6 Sperrschichten aufgebracht, sehr viel mehr als nötig.

Nach zwei Jahren zeigten sich in dieser Epoxy/Epoxy Trennschicht sehr feine flüssigkeitsfreie Bläschen, die mit einem Fingernagel oder Spachtel „geköpft“ werden können. Bei genauem Studium ist die glatte Unterschicht darunter zu erkennen.

Wir hatten den Rumpf natürlich immer mit Argusaugen beobachtet, können aber heute erleichtert sagen: der Rumpf macht einen sehr guten Eindruck und scheint tipp-topp.

Auch interessant: Früher verwand sich nach einiger Zeit an Land gewöhnlich der Rumpf ein wenig, sodass die Tür zur Nasszelle an der Fußschwelle schabte (sehr kleiner 2mm Spalt). Offenbar wurde das Boot durch die Behandlung sehr viel steifer, denn das ist nun nicht mehr der Fall.

 

 

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Wer ein ähnliches Problem hat, kann sich gerne bei uns melden (wir veröffentlichen natürlich nur, wenn es gewünscht wird).

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Die sogenannte Osmose

Für die meisten Interessierten nichts Neues:

Die sog. „Osmose“ ist ein Hydrolyseprozess und hat mit osmotischen Vorgängen nichts zu tun. Ein Polyesterrumpf ist ein Schwamm aus mehr oder weniger ein und demselben Material. Keine schöne Vorstellung auf einem Schwamm zu leben, aber die Gelcoathaut ist nichts anderes als mit Farbpigmenten angereichertes Polyester. Es ist keine semipermeable Membran des Rumpfes. Osmotische Vorgänge, wie man sie aus dem Bio- oder Chemieunterricht kennt, finden hier definitiv nicht statt.

Polyester ist entgegen landläufiger Meinung nicht nur wasserdurchlässig, sondern auch wasserlöslich. Im Prinzip ist die Hydrolyse eine Umkehrung der Polymerisation (Aushärtung unter Abscheidung von Wasser). Man spricht hier auch von einer Kondensationsreaktion („Auflösung“ durch Zugabe von Wasser). Die sehr kleinen Wassermoleküle diffundieren vom ersten Tag der Wasserung an durch das Gelcoat in die ersten Mattenschichten. Dort sollen diese Wassermoleküle nach Ergebnissen der HYAB-Forschungen um Bengt Blomberg mit nicht-polymerisierten Harzanteilen reagieren (also Monomere, die nicht vollständig zu Polymeren, sprich „Poly-Ester“, ausgehärtet sind). Dies passiert laut Blomberg zunächst an den Enden „offener“ teil-polymerisierter Molekülketten, den sog. „dangling chains“. Bezeichnenderweise geschieht das aber alles vornehmlich im Bereich der Glasmatten, nicht im Gewebe und auch nicht in er Gelcoatschicht – obwohl gerade dort jede Menge unausgehärtetes Polyester nachweisbar ist. Dazu gleich ein anderer Erklärungsversuch.

Die o.g. Forschungsgruppe führt das Entstehen von „Osmosebläschen“ auf ebendiese Wassermoleküle zurück, die aufgrund des Kapillareffektes an fiberstrands entlangfließen würden (einzelne Glasfaser, welche zufällig solche unausgehärteten „Styroltaschen“ durchstoßen. Genau genommen müssen hier mind. zwei eng zusammenliegende Fasern im Spiel sein, damit Kapillarität entsteht). Ohne solche fiberstrands könnten, warum auch immer, die Wassermoleküle nämlich nicht in die „Styroltaschen“ eindringen. Für mich eine etwas notdürftige Erklärung, warum keine Hydrolyseprodukte in der Gelcoatschicht zu finden sind.

In diesen „Styroltaschen“, die zu Hauf auch in gut ausgehärtetem Harz vorhanden sind, würde das Styrol laut Blomberg dann unter der Einwirkung von Wasser zu phtallic acids (nicht auswaschbar, laut Blomberg nur mit Hitze unter reduziertem atmos. Druck zu entfernen) zerfallen, was schließlich nachweisbar mit anderen Beiprodukten (z.B. dem hygroskopischen und voluminösen Propylene Glycol) der Hydrolyse in Form von Bläschenflüssigkeit an die Rumpfoberfläche gelangt.

CTM GmbH – Composite Technologie & Material vertritt eine andere Theorie, mit der ich mich besser anfreuden kann:
Die Ursache der „Osmose“ seien chemische Produkte, die beim Auflösen des PVA Binders (Polyvinylalkohol) entstehen und die Hydrolyse in Gang setzen (siehe hierzu CTM, 23). Die Funktion des Binders in den Matten ist das Zusammenhalten der einzelnen Fasern vor dem Laminieren, damit diese besser verlegt werden können. Beim Verarbeiten der Matten löst das Styrol im Polyesterharz diesen PVA Binder auf. Die zu einer Matte verklebten Faserstückchen verlieren durch das Auflösen des Binders ihren festen Verbund und lassen sich so prima verarbeiten. Einmal in Polyester getränkt, kann eine Matte deshalb nicht mehr als Ganzes entfernt werden. (Der PVA-Binder ist im Übrigen auch der Grund und das Problem, warum Matten mit Epoxy nicht verarbeitet werden können, da Epoxy kein (PVA auflösendes) Styrol enthält.)

Da leuchtet dann auch ein, warum „Osmoseprozesse“ nie im Gelcoat zu finden sind, wo doch gerade dort jede Menge Styrol nachweisbar ist, was der Theorie von Blomberg entgegensteht (ok, natürlich gibt es dort auch keine fiberstrands). Im Übrigen sind nur in schlimmen Fällen Hydrolyseprodukte im Roving, dem schweren Glasgewebe, zu finden – womöglich da zwischen den einzelnen Rovings zur besseren Bindung manchmal Matten gelegt werden.

Festzuhalten bleibt, dass „Osmose“ offenbar ihren Ursprung in den Matten hat, nie im Gelcoat (pigmentiertes Polyester) und nur selten in den Rovings zu finden ist. Tillotson und Pearson, (laut Ferenc Maté in den USA eines der fortschrittlichsten Werften der 80er, mother company von John G. Alden und Hersteller der Alden und J-Rümpfe), hatte damals in Testreihen, in denen Proben gekocht wurden, entdeckt, dass Spritzlaminatschichten (bei allen Nachteilen – es sind keine Binder drin!) seltsamerweise rel. osmoseresistent waren. Sie führten dieses Phänomen schon damals (vor 1985) auf das Vorhandenseins des Binders (PVA) in gelegten Matten zurück.
Siehe hierzu auch Ferenc Maté, in „The World’s Best Sailboats“, 99.

Des Weiteren scheinen bei der Entstehung von „Osmosebläschen“ womöglich noch folgende Punkte kritische Rollen zu spielen:

Der hydrostatische Druck (der Wassermoleküle förmlich ins Laminat drückt).

Vermuten läßt dies, da
1. große, tief gehende Boote Osmose anfälliger sind, als kleine, weniger tief gehende. Hin und wieder wird als Grund dafür kurioserweise angeführt, dass große Boote sehr viel aufwendiger zu tempern seien  (was natürlich stimmt, aber nicht heißt, das die kleinen „osmosearmen“ Vergleichsboote getempert werden),

2. das Ruder, das noch größeren Wasserdruckbelastungen ausgesetzt ist, oft der erste Bereich eines Bootes iat, der betroffen ist.

Aber auch die Erwärmung des Laminats durch Sonneneinstrahlung (nicht nur die des Wassers, in der es schwimmt) ist womöglich eine kritische Größe.

Obwohl Polyester zu den Duroplaste zählt, zeigt es entgegen der Definition durchaus thermoplastische Phänomene. Denn wer schon mal ausgehärtetes Polyester mit dem Heißföhn auf ca. 80°C oder höher erhitzt hat weiß, wie weich und „verformbar“ das Material wird. Mit einem scharfen Stechbeitel kann man ein solch erhitztes Laminat sehr leicht einschneiden oder auch ganze Schichten entfernen, und dann in alle gewünschten Formen vebiegen, bis es hart wird. (Vorsicht beim Herumspielen: bei ca. 120°C schädigt man nachhaltig das Glas, es wird nach Wiederaushärten sehr hart und spröde; unterhalb dieser Temperatur ist es bzgl. „Osmosebekämpfung“ durchaus förderlich).

In der Karibik erreichte der tiefblaue Wasserpassstreifen unseres Bootes durch die Sonneneinstrahlung beachtliche Temperaturen locker um die 50°C und darüber.
Das wiederum verändert die molekulare Struktur knapp unterhalb der Wasserlinie dahingend, dass das Laminat für die sehr kleinen Wassermoleküle leichter zu durchdringen ist (was dann auch das Phänomen verständlich macht, dass Rumpfseiten, die der Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind, vor allem im Wasserpassbereich osmoseanfälliger sind. Der Wasserpass soll im Übrigen der neuralgische Bereich sein – obgleich wir bei unserem Boot dort eigentlich keine Blasen hatten.

„Osmose“ und osmotischer Druck (Salz-/Süßwasser)

Die Behauptung, Süßwasser begünstige (im Vergleich zu Salzwasser) Hydrolyseprozesse in GFK lässt sich nicht auf Beobachtungen stützen. Sie ist offenbar der Schlussfolgerung des Denkansatzes geschuldet, dass die Gelcoatschicht eine semipermeable Membran ist – und folglich dann auch Osmose im Spiel sei. Das ist aber nicht der Fall. Die Erklärung des „Blasen-Phänomens“ durch osmostische Vorgänge läßt sich tatsächlich auf eine spontane, unwissenschaftliche Aussage eines Journalisten zurückführen, als die Seglerwelt in den frühen 80ern von dieser Problematik aufgeschreckt wurde. Diese ad-hoc-Erklärung hielt und hält sich hartnäckig in unseren Köpfen nicht zuletzt aus der irreführenden Namensgebung selbst, und weil sie eben so schön eingängig ist – wird „Osmose“ doch von den meisten Menschen ab der 8. Klasse als Restposten des 1A-Bio-Schulwissens durch ein ganzes Leben getragen.

Auf wissenschaftlichen Untersuchungen scheint jene Annahme jedenfalls nicht zu fußen. Ich konnte weder Zahlen noch Versuchsanordnungen finden, die diese Hypothese stützen können. Tatsächlich zeigen die beobachtbaren Beispiele genau das Gegenteil: Bootsrümpfe im warmen sehr salzhaltigen Mittelmeer laufen größere Gefahr im gleichen Zeitraum „Osmose zu bekommen“, als Rümpfe auf Alpenseen mit klarstem Gletscherwasser – obwohl gerade hier im „reinen Wasser“ aufgrund des Konzentrationsgefälles (falls es so etwas zwischen Wasser und dem mehr oder weniger festen Polymer überhaupt geben kann) ein erhöhter osmotischer Druck herrscht. Folglich müssten hier erhöhte Diffusionsraten zu beobachten sein. Das sind sie aber nicht.

Zu untersuchen bleibt, ob nicht die niedrigen Temperaturen des Gletscherwassers (und damit einhergehend die des gekühlten GFKs) den Hydrolyseprozess vielleicht sogar bremsen. Es heißt, Boote, die den Winter über bei uns im Norden im Wasser bleiben, trügen kaum oder gar keine weiteren Hydrolyseschäden davon, da die „Osmoseaktivität“ praktisch zum erliegen käme.

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Die Sanierungsschritte im Einzelnen:

Juli / August 2013

13) Singlehanded – Man soll ja immer wissen was man tut. Es gibt Fälle, da hat man besser keine Ahnung, was alles noch auf einem zukommt. Vor allem, wenn man eine One-Man-Show ist. Vorweg: Die DIY-Arbeit lohnt sich allenfalls deshalb, da man sich wirklich sicher sein kann, dass die Arbeits so gründlich ist, wie man sie haben wollte.

Tag 1 der Arbeitsphase 2.
Der Rumpf hatte 12 Monate Zeit zum Austrocknen. Die Sommerphase ist mit 25°-30°C für unsere Verhältnisse sehr heiß und relativ trocken. Die Bedingungen sind ideal. Der Aufbau mit Gewebe und Epoxidharz wird vorbereitet.

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Es ist ein bisschen wie einhand über den Atlantik segeln. Die zu bewältigende Strecke ist riesig, der Blick richtet sich nur auf die Meilen, die im Kielwasser liegen und die Knochen tun einem (wirklich wirklich) weh. Aber es gibt hier (an Land) wie dort (auf dem Wasser) bekanntlich kein Zurück, hat man erst einemal mit dem Schlamassel angefangen.

Eingeklemmt zwischen Gehörschutz und Panorama-Staubschutzmaske ist man sehr alleine für sich und das Hirn wird seltsam dumpf. Nach dem 3. Tag kommt man da schon mal mit den Wochentagen durcheinander.

Der Rotex-Exzenterschleifer ist leicht und hat einen sehr guten Abtrag. Aber er haut nun auch nicht das weg, was ein 1200 Watt Makita Bandschleifer mit bracchialer Gewalt schafft. Der allerdings wiegt bummelig 7 kg – und wer schon mal eine halbe Stunde nur seine Arme in die Luft gehalten hat ohne überhaupt etwas in den Händen zu halten, der ahnt, dass die Schwerkraft früher oder später jeden Arbeiter auf den Boden zwingt.

Die Lösung sieht so aus:
Entlang der Fußrelingt läuft eine hart durchgesetzte Dyneemaleine (wenig Reck) auf der ein Stahlring oder Block rutscht. An diesem Ring befestigt hängt ein Fender (der Kratzer an der Bordwand, vor allem aber Schäden an der Abtropfkante – abgewinkeltes Klebeband – verhindert, denn das ewige hin- und her hinterläßt Spuren). Am unteren Ende des Fenders läuft durch einen zweiten Block eine Leine. Auf der einen Seite hängt nun der Bandschleifer, auf der anderen Seite ein entsprechendes Ausgleichsgewicht in Form einer 5l Wasserflasche, gefüllt mit Sand (wegen des geringeren Volumens besser als Wasser).

Der Bandschleifer bleibt dadurch nach oben, unten und diagonal frei beweglich – und wiegt praktisch nichts. Lediglich unter dem Boot muss man das Gerät gegen den Rumpf drücken. Der Kraftaufwand hält sich aber in Grenzen. Das Schöne: Man kann das Gerät jederzeit einfach loslassen und greift es sich einfach „aus der Luft“ ab (richtig kräftezehrend sind nämlich das Ablegen und Aufnehmen der Maschine). Die Mimik funktioniert sehr gut. Mit den Bandschleifer kann man sogar – immer diagonal über Kreuz geschliffen – ordentlich ausstraken und es geht voran.

Ich hatte mit einem langen Holzarm experimentiert, der – ganz ähnlich einem Mobile überm Kinderbett – aufgehängt wird und am Ende ein ausgleichendes Gewicht hat. Das sollte das Arbeiten unter dem Rumpf vereinfachen, war aber gar nicht nötig. Die Idee ist vielleicht aber gar nicht schlecht. Wer weite horizontale Flächen über Kopf bearbeiten muss, sollte sich das durch den Kopf gehen lassen.

 

 

Tag 10: Die Backbordseite ist bis auf die Rovings runtergeschliffen.

 

Tag 13: Dreizehn Tage entsprechen so ziemlich genau der Zeit, die wir für unsere 2. Atlantiküberquerung von den Kapverden nach Barbados brauchten.Tatsächlich war die sehr viel abwechslungsreicher und um Längen weniger anstrengend.

Es gibt nun keine Matten mehr auf den Rovings und auch praktisch nichts mehr, wo noch Hydrolyseprodukte entstehen können. Jede helle Faser, die nicht bernsteinfarben ist, wird großzügig entfernt. Ich entwickele fast so etwas wie eine Manie. Die Stelle, an der ich die Rovings entfernt hatte, bekommt 2 Lagen schweres Biaxial-Gewebe. Der Rest wird mit zunächst Epoxyspachtel glattgezogen.

Tag 28: Es ist vollbracht!

Insgesamt 480g Köpergewebe mit SP106 Epoxy von CTM laminiert. Dazu kommen noch 6 Schichten Epoxidharz gerollt.

Juli 2013

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12) Das Ruder wird ausgebaut

und brutal gestrippt



August 2013
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Die Anströmkante wird verbessert

Der Brunnen, in der die ursprünglich 2-flügelige Schraube saß, wurde vor gut 10 Jahren an den „längeren“ MaxProp angepasst und entsprechend vergrößert. Die Anströmkante für das Ruder wurde dadurch sehr breit – das Schraubenwasser musste förmlich an der Anströmkante explodiert und in alle Richtungen verteilt worden sein, jedenfalls hatten wir relativ schlechten Vortrieb, vor allem beim Aufstoppen. Auch schien uns die hintere Abströmkante des Skeglets (die Anströmung der Schraube) zu stumpf und ungünstig.

Wenn nicht jetzt, dann nie: Wir setzen hydrodynamisch(er) geformte Hölzer ein, die das Strömungsverhalten verbessern sollen. Die Hölzer werden mit sechs Lagen Epoxy/Gewebe einlaminiert. Nach einem Tag ist die Arbeit getan.


Winter 2013
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Das Ruder wird neu aufgebaut
(Geschlossenporiger Schaum, Epoxidharz lösungsmittelfrei, 2 x 850gr Köpergewebe und 2 x 600gr Unidirectional)

Die schadhaften Stellen werden mit dem Stechbeitel entfernt. Ein „Expansions Epoxyschaum“ als Füllstoff wie z.B. Ampreg F230-1 scheidet für uns aus. Es ist nicht nur zu teuer, sondern würde natürlich aufgrund der offenen Situation beim Aufquellen schwer kontrollierbar werden. Wir entscheiden uns für ein Auffüllen mit Würfeln aus geschlossenporigen Schaum (Core-Cell), SP Glaskugeln (chemisches Glas, ziemlich hart) und wie immer lösungsmittelfreies Epoxy.

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Der geschlossenporige Schaum wird mit SP Epoxy Füllstoff in die Canyons gedrückt.

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März 2014

Der Ruder-Rohling wird probehalber eingebaut

 

Finish – 5 Sperrschichten Epoxy

 

 

Winter 2012

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11) Hotvac Selbstbau
Funktioniert hervorhängend! Wir sind begeistert.

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1.) Selbstregulierendes Heizband von Raychem, 110°C max. Temperatur, zurechtschneiden, verkabeln und auf einer EPDM Gummimatte anordnen.

 

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2.) Zwischen zwei relativ hitzebeständige (120°C) EPDM Gummimatten einbacken (vulcanisieren).

 

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3.) Vakuumanschluss einschrauben. Die selbstregulierenden Heizbänder fahren sehr schnell hoch. Sobald sie – auch stellenweise! – ihre max. Temperatur erreicht haben (die Temperatur steigt plötzlich an, wenn das Gewebe trocken ist), schalten diese Kabelbereiche automatisch ab. Zur Feinregulierung Fühler und Regler einbauen. Ideal sind Temperaturen zwischen 90° und 100°C, je nach Laminatstärke und anderen Umständen.

4.) Hitzbeständiges Vakuumvlies (200°C) als „Hohlraum“ zwischen Rumpf und Hotvac-Matte legen (nicht abgebildet).

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5.) Mit vakuumtauglichem Matschband absolut dicht auf den abgehobelten Rumpf  (Gelplane) anbringen. Luft Absaugen.

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6.) Bei starker Kälte (hier -5°C) mit Silber/Goldfolie abdecken.

 

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7.) Die kleine Thomas-Vakuumpumpe (Beatmungspumpe aus der Medizintechnik, Dauerläufer) schafft ein Vakuum von 60cm/Hg, was einem Unterdruck vom 800mbar entspricht.

 

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Quelle: www.mandora-fix.com/HotVac-and-GelPlane

8.) Die Graphen zeigen die Siedepunkte von Wasser, Propylene Glycol und Styrene (Styrol). Die 1000mbar im Schnittpunktes der X/Y-Achse entsprechen dem atm. Druck auf Meereshöhe, also 0cm/Hg auf der Skala des Manometers. Die Beträge der Abszisse sind demnach „umzudrehen“ – nach rechts hin zunehmend.

Die Feuchtigkeit verdunstet bei o.g. Unterdruck in wenigen Std. aus dem Gewebe (auch ohne zugeführte Hitze). Eigentliches Ziel ist aber das Eliminieren vom stark hygroskopischen Propylene Glycol und Styrol, Hydrolyseprodukte, die die eigentliche Ursache der sog. „Osmose“ sind. Sie entweichen aus dem aufgeheizten (und aufgeweichten) Laminat.

 

 

 

 

 

4 Responses to Osmosesanierung / Werkbank

  1. co_ki_net says:

    oha… das das so geht… ich verstehe nix…
    :-)

  2. Dorian says:

    Ich bin gerade eben zufaellig vorbei gekommen. Gefaellt mir sehr.

  3. co_ki_net says:

    Kreischhhh – geh weg mit der Maus.

    Der Kpt.

  4. oaaane says:

    mien hinni!
    das isch mien oppperatör, verschtoooosch?!
    weiter so, de oaaane