DE1166077B

DE1166077B - Process for the production of fiber-reinforced compositions containing hydraulic binders

Info

Publication number: DE1166077B
Application number: DEC20409A
Authority: DE
Inventors: Heinz Mueller
Original assignee: Denso Chemie GmbH
Current assignee: Denso Chemie GmbH
Priority date: 1959-12-21
Filing date: 1959-12-21
Publication date: 1964-03-19

Description

Verfahren zur Herstellung faserverstärkter, hydraulische Bindemittel enthaltender Massen Es ist bekannt, faserverstärkte Baustoffe und Bauelemente auf der Basis von Zement unter Zusatz von Asbestfasern herzustellen. Dabei wird Wasser in solchen Mengen zugesetzt, die etwa um 1001/o oder sogar noch bedeutend mehr über der theoretisch errechneten Abbindungswassermenge liegen. Es ist auch bereits versucht worden, an Stelle von Asbestfasern sonstige mineralische Fasern bzw. Wollen, wie z. B. Glaswolle, Schlackenwolle, Basaltwolle oder ähnliche Steinwollen, zu verwenden. In allen Fällen wurde jedoch die zur Erreichung der gewünschten hohen Festigkeitswerte notwendige gleichmäßige Verteilung der Fasern im Baumaterial nicht erhalten.Process for the production of fiber-reinforced hydraulic binders containing masses It is known to use fiber-reinforced building materials and components to manufacture the basis of cement with the addition of asbestos fibers. Thereby becomes water added in amounts that are about 1001 / o or even significantly more above the theoretically calculated amount of setting water. It has also already been tried instead of asbestos fibers, other mineral fibers or wool, such as z. B. glass wool, slag wool, basalt wool or similar rock wool to use. In all cases, however, it was necessary to achieve the desired high strength values The necessary uniform distribution of the fibers in the building material is not obtained.

Es wurde nun gefunden, daß man in technisch einfacher Weise selbsthärtende, faserverstärkte, hydraulische Bindemittel enthaltende plastische Massen und daraus gewonnene geformte und ausgehärtete Körper hoher Festigkeit erhält, wenn man die wäßrige Lösung eines schaumerzeugenden Stoffes (gegebenenfalls unter Zusatz von Schaumstabilisatoren) durch lebhafte mechanische Bewegung in einen Zustand mit möglichst großer Oberfläche versetzt, in das so erhaltene Gemisch zunächst die Fasern unter intensivem Rühren einträgt und dann erst das hydraulische Bindemittel und gegeb,-nenfaUs die Zuschlagstoffe, wobei die Menge des hydraulischen Bindemittels und des zur Herstellung der Lösung verwendeten Wassers in der Weise aufeinander abgestimmt wird, daß die Menge des Wassers nur wenig (z. B. 20 bis 50114) über der für das Abbinden des hydraulischen Bindemittels erforderlichen Wassermenge liegt, und die auf diese Weise erhaltenen plastischen Massen gegebenenfalls verformt und die verformten Körper in an sich bekannter Weise aushärtet.It has now been found that self-curing, fiber-reinforced plastic compositions containing hydraulic binders and therefrom obtained molded and cured body of high strength is obtained when the aqueous solution of a foam-producing substance (optionally with the addition of Foam stabilizers) by vigorous mechanical movement in a state with as much as possible large surface, the fibers are first placed in the mixture obtained in this way Intensive stirring enters and only then does the hydraulic binder and give -nenfaUs the aggregates, the amount of the hydraulic binder and the amount used to manufacture the solution used water is coordinated in such a way that the Amount of water only slightly (e.g. 20 to 50114) above that for setting the hydraulic Binder required amount of water, and the obtained in this way plastic masses may be deformed and the deformed body in itself hardens in a known manner.

Dadurch, daß erfindungsgemäß zunächst in einer ersten Stufe die Fasern unter Verwendung des Schaumes als Verteilungsmedium verteilt und intensiv benetzt werden und dann erst die anderen Bestandteile des Baumaterials zugegeben werden, wird überraschenderweise eine verbesserte Verteilung der Faser im Endprodukt und eine Verbesserung der Festigkeitswerte desselben erreicht. Während bei den bisher üblichen Verfahren außerordentlich hohe Wasseranteile und damit ein sehr ungünstiger Wasser-Zement-Faktor in Kauf genommen werden mußte, enthalten die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren plastischen, verformbaren Massen nur einen extrem niedrigen Wasseranteil, der praktisch ganz beim Abbindevorgang des hydraulischen Bindemittels verbraucht wird. Damit bringt das Verfahren gemäß der Erfindung außerdem eine bedeutende Ersparnis an Zeit, Arbeitsaufwand und Arbeitsmitteln. Zum Beispiel fallen die beim Entfernen des in den vorbekannten Verfahren verwendeten überschüssigen Wassers auftretenden Zementverluste durch Ab- schwemmen. Auch lassen sich die so hergestellten Massen leichter auf den üblichen Verformungsmaschinen verarbeiten.The fact that, according to the invention, in a first stage the fibers are distributed and intensively wetted using the foam as a distribution medium and only then the other components of the building material are added, surprisingly an improved distribution of the fibers in the end product and an improvement in the strength values of the same is achieved. While the previously common methods had to accept extraordinarily high proportions of water and thus a very unfavorable water-cement factor, the plastic, deformable compositions which can be produced by the process according to the invention contain only an extremely low proportion of water, which is practically entirely during the setting process of the hydraulic binder is consumed. The method according to the invention thus also brings significant savings in terms of time, effort and resources. For example, the cement losses that occur when removing the excess water used in the previously known processes are reduced by washing away. The masses produced in this way can also be processed more easily on conventional shaping machines.

Die überführung der Lösung des schaumerzeugenden Netzmittels in den Zustand mit möglichst großer Oberfläche geschieht in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Lufteinblasen oder schnelles Rühren oder durch Ultraschall. Man kann den Schaumbildungsprozeß auch noch während des Einrührens der Fasern fortsetzen. Die Konzentration des Netzmittels im Wasser kann je nach der Natur desselben in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen wird es genügen, wenn man etwa 0,1 bis 1 1/o an Netzmitteln, berechnet auf die jeweilige Wassermenge, verwendet. Als Netzmittel können beispielsweise Fettalkoholsulfate, Salze langkettiger Alkylsulfonsäure, deren Derivate bzw. sonstige, gleichartig wirkende oberflächenaktive Stoffe zur Anwendung kommen.The conversion of the solution of the foam-generating wetting agent into the state with the largest possible surface takes place in a manner known per se, for example by blowing in air or rapid stirring or by ultrasound. The foaming process can also be continued while the fibers are being stirred in. The concentration of the wetting agent in the water can vary within wide limits depending on its nature. In general, it will suffice if about 0.1 to 1 1 / o of wetting agents, calculated on the respective amount of water, are used. Fatty alcohol sulfates, salts of long-chain alkyl sulfonic acid, their derivatives or other surface-active substances with a similar effect can be used as wetting agents.

Als Fasern kommen Asbestfasern, sonstige mineralische Fasern bzw. Wollen, wie z. B. Glaswolle, Schlackenwolle oder Steinwolle, bzw. andere natürliche oder synthetische Fasern in Betracht. Die Menge der Fasern richtet sich nach dem Verwendungszweck; sie wird im allgemeinen zwischen etwa 5 u#d 2011/o, berechnet auf die Menge des hydraulischen Bindemittels, betragen.Asbestos fibers, other mineral fibers or wool, such as. B. glass wool, slag wool or rock wool, or other natural or synthetic fibers into consideration. The amount of fibers depends on the intended use; it will generally be between about 5 u # d 2011 / o, calculated on the amount of hydraulic binder.

Als hydraulische Bindemittel kommen in erster Linie Zemente in Betracht. Es können aber auch Gips, Kalk und andere hydraulische Bindemittel verwendet werden.Cements are primarily suitable as hydraulic binders. However, plaster of paris, lime and other hydraulic binders can also be used.

Das Verfahren der Erfindung soll in erster Linie für die Gewinnung von Faserzementen, vorzugsweise von Asbestzementen verwendet werden. Hier wird im allgemeinen ohne Zuschlagstoffe gearbeitet. Man kann die Erfindung aber auch für die Gewinnung von Faserbeton und anderen aus hydraulischen Bindemitteln und Zuschlagstoffen, wie Sand, Kies, Basaltsplit, herstellbaren Massen verwenden.The method of the invention is primarily intended for the extraction of fiber cements, preferably asbestos cements. Here in the generally worked without additives. The invention can also be used for the extraction of Fiber concrete and others made from hydraulic binders and aggregates such as sand, gravel, basalt grit, use manufacturable masses.

Beim Einbringen der hydraulischen Bindemittel und der etwaigen Zuschlagstoffe in den wäßrigen, faserhaltigen Schaum wird der Schaumcharakter desselben im Laufe des Eintragens zum größten Teil oder ganz zerstört, wobei eine plastische, gut knetbare Masse erhalten wird, die sich leicht verformen oder zu verformten Körpern verarbeiten läßt.When introducing the hydraulic binders and any additives in the aqueous, fibrous foam, the foam character of the same becomes in the course of the process of entry for the most part or completely destroyed, whereby a plastic, well kneadable Mass is obtained, which easily deform or process into deformed bodies leaves.

Den gemäß der Erfindung verarbeiteten Mischun-,gen kann man Zusatzstoffe der verschiedensten Art beigeben, wie sie für die Herstellung von Asbestzementen, anderen Faserzementen, Faserbeton usw. üblich sind. Hierzu gehören unter anderem Farbstoffe, Härtungsbeschleuniger, Härtungsverzögerer, Fluatierungsmittel, Plastifizierungsmittel, Alginate und Stoffe, die die Entformung erleichtern.Additives can be added to the mixtures processed according to the invention of various kinds, such as those used for the production of asbestos cements, other fiber cements, fiber concrete, etc. are common. These include, among other things Dyes, hardening accelerators, hardening retarders, fluating agents, plasticizers, Alginates and substances that facilitate demoulding.

Die Aushärtung der plastischen Massen bzw. der daraus hergestellten geformten Körper wird in an sich bekannter Weise durchgeführt.The hardening of the plastic masses or those produced from them shaped body is carried out in a manner known per se.

Beispiel 1 87 kg Zement, 13 kg Asbestfaser, 40 kg Wasser, 100 g Netzmittel.Example 1 87 kg cement, 13 kg asbestos fiber, 40 kg water, 100 g wetting agent.

In eine Wassermenge von 40 kg werden 100 g Netzmittel gebracht bzw. gelöst und das Gemisch mechanisch (z. B. in einem Schnellaufrührwerk) bis zu feinster Verteilung aufgeschäumt. In den so erhaltenen Schaum werden die Asbestfasern langsam und unter weiterem intensiven Rühren eingetragen. Anschließend wird der Zement eingebracht, wobei das Rühren fortgesetzt wird, soweit dies noch möglich ist. Man erhält eine plastische Masse, die die Konsistenz eines verforrnbaren bzw. knetbaren Tones besitzt. Die plastische Masse wird in die gewünscbten Formkörper übergeführt, bevor der plastische Zustand der Masse verlorengeht. Die überführung in die ausgehärtete Form bzw. die Beibehaltung des plastischen Zustandes kann in an sich bekannter Weise durch Zugeben von Härtungsverzögerern oder Härtungsbeschleunigern beeinflußt werden. 100 g of wetting agent are added or dissolved in an amount of water of 40 kg and the mixture is foamed mechanically (e.g. in a high-speed agitator) until it is finely distributed. The asbestos fibers are slowly introduced into the foam obtained in this way, with continued intensive stirring. Then the cement is poured in and stirring is continued as far as this is still possible. A plastic mass is obtained which has the consistency of a deformable or kneadable clay. The plastic mass is converted into the desired shaped body before the plastic state of the mass is lost. The conversion into the hardened form or the retention of the plastic state can be influenced in a manner known per se by adding hardening retarders or hardening accelerators.

Beispiel 2 50 kg Zement, 37 kg feingernahlene anorganische Zuschlagstoffe, wie z. B. Quarzmehl, 13 kg Asbestfaser, 40 kg Wasser, 100 g Netzmittel. 40 kg Wasser und 100 g Netzmittel werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgeschäumt. Nach dem Eintragen der Asbestfaser werden der Zement und die feingemahlenen anorganischen Zuschlagstoffe eingebracht und das Gemisch, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterverarbeitet.Example 2 50 kg of cement, 37 kg of finely ground inorganic additives, such as. B. quartz flour, 13 kg asbestos fiber, 40 kg water, 100 g wetting agent. As described in Example 1 , 40 kg of water and 100 g of wetting agent are foamed. After the asbestos fibers have been introduced, the cement and the finely ground inorganic additives are introduced and the mixture is processed further as described in Example 1.

Beispiel 3 81 kg Zement, 7 kg Quarzmehl, 12 kg Basaltfasern, 40 kg Wasser, 100 g Netzmittel.Example 3 81 kg of cement, 7 kg of quartz flour, 12 kg of basalt fibers, 40 kg of water, 100 g of wetting agent.

werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, verarbeitet.are as described in Example 1 , processed.

Claims

1. A process for the production of fiber-reinforced hydraulic binder-containing plastic materials and derived molded and cured bodies, d a d u rch g e -kennzei seframe that the aqueous solution is added a foam-generating agent in a state with the largest possible surface, into the mixture thus obtained first introduces the fibers with vigorous stirring and only then the hydraulic binder and optionally the additives, the amount of the hydraulic binder and the water used to prepare the solution being coordinated in such a way that the amount of water only is a little (z. B. 20 to 50%) above the amount of water required for setting the hydraulic binder, and the plastic masses obtained in this way are optionally deformed and the deformed bodies are cured in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that additives such as dyes, hardening accelerators, hardening retarders, fluating agents, plasticizers, alginates and / or substances that facilitate demolding are added to the mixture of the starting bodies in a manner known per se. Considered publications: German Patent Specifications No. 899 470, 947 866; "Silikattechnik", 1955, pp. 396 to 398; "Zernent", 1939, pp. 419 to 423.