CS248881B1

CS248881B1 - Nekonečná vlákna z vyvřelých hornin, zejména čedičů

Info

Publication number: CS248881B1
Application number: CS616185A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Sisr; Richard A Bares
Original assignee: Oldrich Sisr; Richard A Bares
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Řešení se týká problému optimálního složení nekonečných vláken z vyvřelých hornin, zejména čedičů, pro výztuže stavebních materiálů, jako cementů, betonu apod. Je uvedeno složení čedičových vláken na bázi oxidu křemičitého, hlinitého, hořečnatého, vápenatého, sodného anebo draselného, železnatého anebo železitého, obsahujících dále oxid titaničitý, manganatý, fosforečný a přídavek oxidu titaničitého v hmotnostní koncentraci 0,5 až 4 %. Vlákna se osvSdčují v korozivním prostředí, mají zvýšenou odolnost proti alkáliím a příznivý Youngův modul pružnosti.

Description

Vynález še týká nekonečných vláken z vyvřelých hornin, zejména čedičů.

Pro výztuže stavebních materiálů z cementu, betonu aj. se používají skleněná vlákna, jak uvádí např. francouzský patent č. 2 439 758. Je popsáno i použití čedičových Vláken, která jsou ve srovnání se skleněnými vlákny ekonomicky výhodnější. Jako taveniny mají. čedič a jemu podobné vyvřelé horniny některé specifické vlastnosti. Sklo, které se taví při

500 °C a výše, má při 1 350 °C stejnou viskozitu jako čedič.

Zatímco čedič při 1 100 °C již tuhne, sklo tuhne až pod dolní chladící teplotou, která se pohybuje kolem 500 °C. 2 těchto vlastností vyplývají i možnosti tvarování, čedič, který se taví asi při 1 280 °C až 1 300 °C má velmi úzký interval zpracovatelnosti, který leží zhruba mezi 1 200 °C až 1 240 °C. Při zpracování čediče ve vlákna je nutno přidávat k vyvřeié hornině přísady.

Např. podle evropského patentu č. 36 275 je podmíněna výroba čeSičovébp vlákna přísadou až 15 %· oxidu manganičitého. Patent USA Č. 4· 0Ó8 094 popisuje vlákna z vyvřelých hornin, kde je uvedeno chemické složení čediče, ke kterému je nutno přidávat jako přísadu 1 až 15 % oxidu zirkoničitého.

Dosud známá čedičová vlákna jsou vyráběna s přísadami za účelem zajištění intervalu tažnosti, a to v množství které výrobu značně prodražují a neřeší komplexně nároky na odolnost vláken vůči alkáliím v souvislosti s dodržením mechanických vlastností:

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí řešením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vlákna obsahují v hmotností koncentraci 50 až 62 % oxidu křemičitého SiO^r 10 až 15 %- oxidů hlinitého Al^O^, 2 až 5 % oxidu hořečnatého MgO, 5 až 12 % oxidu vápenatého CaO, 5 až 12 % oxidu sodného Na^O anebo draselného K₂O, 3,5 až 14 % oxidu železnatého FeO anebo žele2itého Fe_0-., 0,1 až 5 % oxidu titaničitého TiO , 0,1 až 3 % oxidu 2 3 2 manganatého MnO, 0,05 až 4 % oxidu fosforečného P₂0^ ^a přídavek 0,5 až 4,0 % oxidu titaničitého tío₂.

Bylo zjištěno, že volbou vhodného složení podle vynálezu je zajištěna dobrá zpracovatelnost bez nutnosti přísady, napomáhající tažnosti vláken. Přídavek oxidu titaničitého zabezpečuje zvýšení odolnosti vláken proti alkáliím a zlepšuje mechanické vlastnosti.

Vynález je dále objasněn dvěma příklady provedení, přičemž všechna %, uvedená v příkladech složení, představují hmotnostní koncentraci.

oxid křemičitý SiO₂ oxid hlinitý A^O^ oxid hořečnatý MgO oxid vápenatý CaO oxid sodný Na₂0 oxid draselný K₂0 oxid žele^itý Fe^^ oxid železnatý FeO oxid titaničitý Ti0₇ oxid manganatý MnO oxid fosforečný P₂O^ přídavek oxidu titaničitého TiO₂

Youngův modul pružnosti MPa

Odolnosti proti alkáliím za varu v 2 N NaOH po dobu h byl úbytek hmotnosti v %

Příklad 1	Příklad 2
61,9	55,3
12,9	14,8
2,3	2,5
6,6	11,0
7,4	3,6
3,4	2,8
1,8	1,6
2,2	5,9
1,1	2,0
0,3	0,2
0,1	0,3
2,3	1,6
86 250	89 160
3,8	3,0

V uvedených příkladech provedení byl v prvním případě jako výchozí surovina použit čedič vhodného složení, ve druhém případě andezit. Zpracování bylo provedeno kontinuálním tažením nekonečných vláken, tj. vytahováním vlákna mechanickým tahem a navíjením vlákna na rotující buben nebo cívku. Vlákna byla tažena na zařízení, sestávajícím z platinrhodiové pece s.platin-rhodiovými tryskami délky 1,2 až 5,10 m.a s vnitřním průměrem trysek 1,4 až 2 .10' ^J ra.

Vlákna jsou vhodná jako výztuže do betonu, cementů, sádry, kovových odlitků apod.

Claims

Nekonečná vlákna z vyvřelýcn hornin, zejména čedičů, vyznačená tím, že obsahují v hmotnostní koncentraci 50 až 62 % oxidu křemičitého SiO^, 10 až 15 % oxidu hlinitého Al₂0₃, 2 až 5 % oxidu horečnatého MgO, 5 až 12 % oxidu vápenatého CaO, 5 až 12 % oxidu sodného Na^O a/nebo draselného K₂0, ^>5 až 14 % oxidu železnatého FeO a/nebo Želežitého Fe^O^, 0,1 až 5 % oxidu titaničitého TiO₂, 0,1 až 3 % oxidu manganatého MnO, 0,05 až 4 % oxidu fosforečného P₂°5 a přídavek oxidu titaničitého TiO^ v hmotnostní koncentraci 0,5 až 4,0 %.