DE1771940A1 - Gegebenenfalls verformtes,zementartiges Produkt - Google Patents

Gegebenenfalls verformtes,zementartiges Produkt

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DE1771940A1 DE19681771940 DE1771940A DE1771940A1 DE 1771940 A1 DE1771940 A1 DE 1771940A1 DE 19681771940 DE19681771940 DE 19681771940 DE 1771940 A DE1771940 A DE 1771940A DE 1771940 A1 DE1771940 A1 DE 1771940A1
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Description

Gegebenenfalls verformtes, zement artiges Produkt
Glasfasern besitzen bekanntlich hervorragende meehaniüche, thermische und elektrische Eigenschaften, durch die sie zu einem sehr bedeutenden Baumaterial gewordon sind. Sie werden in breitem Umfange zur thermischen und elektrischen Isolierung, als Textilprodukte sowie zur Verstärkung von Kunststoffen in harzgebundenen Materialien eingesetzt.
Versuche, Glasfasern zur Verstärkung der hydratisieren Zementmatrix in Beton und ähnlichen Materialien einzusetzen, sind bi?3-her jedoch nicht besonders erfolglich verlaufen, da die im tenhnischen Massstab verfügbaren Glasfasern dem fortgesetzen Angriff
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■ 1 ""* 7 1
National Research Development " ■■;*'■*■·
Gorp. 35 901 · >v^?v;
von Ca(OH)p, das während d.er Hydratisierung von Zementen in erheblichen Mengen gebildet wird, nicht längere Zeit standzuhalten vermögen. Andere Alkalihydroxide können ähnliche Schwierigkeiten mit sich bringen; bei höherer Temperatur als Umgebungstemperaturen ist die Reaktionsfähigkeit der verschiedenen Hydroxide gegenüber Silicatgläsern unterschiedlich, so dass die korrodierende Wirkung der zementhaltigen Lösung von der. Zusammensetzung des Zements abhängt.
Von den anorganischen, faserartigen Materialien ist zur Zeit nur Asbest billig genug, um in sehr grossen Mengen als . Verstärkungsmaterial in der Bauindustrie verwendbar zu sein. Asbest wird dementsprechend in weitem Umfang in Asbest/ Zement-Produkten, wie Asbest/Zement-Rohren und -Abdeckplatten verwendet. Glasfasern einer für den Ersatz von Asbest auf vielen seiner Anwendungsgebiete, insbesondere bei von Isolierungs- und Textilzwecken, geeigneten chemischen Zusammensetzung wurden bereits entwickelt, haben jedoch infolge ihrer oben erwähnten, geringen Alkalibeständigkeit in der Asbest/Zement-Industrie noch keinen Eingang gefunden. Da bisher noch kein geeigneter Ersatz für Asbest gefunden wurde und es bisher nicht möglich war, Asbest mit solchen Abmessungen zu synthetisieren, daas er irgendwie für eine Verwendung in technischem Masstabe in ffrage kommt, besteht für Entwicklungen auf diesem Gebiet naturgemäss noch ein weites Betätigungsfeld.
Für Bauzwecke besteht die übliche Verstärkung für Beton aus Stahl, welcher infolge hauptsächlich der alkalischen Umgebung des Betons vor Korrosion geschützt ist. Demgegenüber ermöglicht die vorliegende Erfindung den Einsatz bestimmter Glasfasern trotz der Alkalinität als Verstärkung anstelle von Stahl oder in Verbindung mit diesem.
- Neue Beschreibung-;-:βeite 2
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' 35901 ^
Gegenstand des Hauptpatentes . ... ... (Patentanmeldung P 15 96 9.26. 3-45) ist ein gegebenenfalls verformtes, zementartiges Produkt, enthaltend in der Zementmatrix verteilt ein im wesentlichen aus Glasfasern bestehendes, faserartiges Verstärkungsmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Glas bei der Prüfung in Form eines abgeschliffenen Fadens von 63j5 nun Lange und einem Durchmesser von 0,010 bis 0,025 ^m nach 4- Stunden Behandlung mit gesättigter, wässriger Ga(OH)p-Lösung bei 100° C und nachfolgendem Waschen bei Umgebungstemperatur mit Wasser, dann 1 Minute mit wässriger, 1%iger Salzsäure, darauf mit Wasser und zuletzt mit Aceton
2 und Trocknen eine Zugfestigkeit von wenigstens 7O3O kg/cm ä und eine Verminderung des Durchmessers im Laufe der Prüfung von nicht mehr als 10 % zeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der Erfindung des Hauptpatentes dar und hat zum Gegenstand ein gegebenenfalls verformtes, zementartiges Produkt, enthaltend in der Zementmatrix verteilt ein im wesentlichen aus Glasfasern bestehendes, faserartiges Verstärkungsmaterial, wobei das Glas bei der Prüfung in Form eines abgeschliffenen Fadens von 63,5 mm Länge und einem Durchmesser von 0,010 bis 0,025 nun nach 4- Stunden Behandlung mit gesättigter, wässri- '. ger Ca(OH)O-Losung bei 100° C und nachfolgendem Waschen bei Umgebungstemperatur mit Wasser, dann 1 Minute mit wässriger, f 1%iger Salzsäure, darauf mit Wasser und zuletzt mit Aceton
und Trocknen eine Zugfestigkeit von wenigstens 7030 kg/cm und eine Verminderung des Durchmessers im Laufe der Prüfung
von nicht mehr als 10 % zeigt, nach Patent .
(Patentanmeldung
- Neue Beschreibungsseite 3 209832/0860 BAD 0R|G|NAt
35 901 <*
dung P 15 96 926.3-^5t das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Glasfasi
halten.
Glasfasern mindestens 65 % SiO? und mindestens 10 % ZrOp ent-
Die Bruchlast wird mit einem Instron-Prüfgerät ermittelt. Ferner wird der Fadendurchmesser mittels eines optischen Mikroskops schätzungsweise bestimmt.
Die getestete Glasfaser soll zu Beginn in einem "abgeschliffenen" Zustand im Gegensatz zu dem "ursprünglichen" Zustand vorliegen, den sie ursprünglich zu dem Zeitpunkt der Fertigung durch Ziehen, Strangpressen o, dgl. aufweist. Der "ursprüngliche" Zustand einer Glasfaser geht durch manuelle oder mechanische Handhabung unter gleichzeitiger erheblicher Festigkeitsverminderung schnell in den stabilen "abgeschliffenen" Zustand über, da die anfängliche Festigkeit der Faser bei dem vorliegenden Bereich kleiner Durchmesser vor dem Alkaliangriff hauptsächlich durch die Oberflächenbedingung der Faser bestimmt wird.
Es wurde nunmehr gefunden, dass man die benötigte Alkalibeständigkeit bei Fasern auf Grundlage bestimmter, kieselsäurehaltiger Gläser, die verhaltnismässig hohe Anteile an ZrO« enthalten, in einem erhöhten Grade erhält. Die Gläser können auch kleinere
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Anteile an anderen Oxiden, z. B, Al20, enthalten, die gegen SiOo in dem Netzwerk austauschbar sind, aber das SiO2 stellt den Hauptglasbildner dar. So soll das Glas als wesentlichen Bestandteil mindestens 65 % SiOp und 10 % ZrOp und im allgemeinen 65 bis 80 % SiO2 und 10 bis 20 % ZrO2 enthalten. Der Prozentanteil des ZrO2 liegt vorzugsweise in der Gegend von ungefähr 15 %· ■
Diese Gläser sind hochhitzebeständig. Zur Erleichterung . " des Schmelzens des Glases und der nachfolgenden F&serbildung ist ein Zusatz von anderen Oxiden, Netzwerk-Modifizierern, in entsprechenden Mengen notwendig. Zu den Oxiden, mit denen sich die Glasstruktur, in dieser Weise modifizieren lässt, gehören Alkali- und Erdalkalioxide und ZnO. Adäquate Ergebnisse sind mit bis zu 20 % Na2O erhalten worden, aber der bevorzugte Anteil liegt etwas niedriger, beträgt z. B. 10 bis 12 %. Im allgemeinen beträgt die Menge des oder der Netzwerkmodifizierungsmittel(s) 10 bis 20 %.
Ungeachtet dessen können kleine Mengen anderer Hilfsoxide, \ deren genaue !Punktion in der Glasstruktur nicht bekannt ist, die Eigenschaften bezüglich der Fasererzeugung günstig beeinflussen. La2O, hat sich in Mengen unter 3 % als adäquat erwiesen, um die Viscosität d0r Gläser gemäes der Erfindung ohne Verstärkung ihrer Krietallisationsneigung zu vermindernj,
Die Netzwerk-ifodifizierungsmittel und Hilfsoxide können auch als Flussmittel wirken, was z. B. für das Li2O gilt. Plussmittel,
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die nicht al3 Netzwerk-Modifizierungsmittel wirken, liegen jedoch normalerweise in einer Menge von höchstens 10 % vor.
Speziell hat sich gezeigt, dass ein Glas mit einem Gehalt von etwa i6 % an ZrO2, 11 % an Na3O, 1 % an Li3O, 1 % an AIgO,, Rest . (71 %) SiO2, bei 1450 bis 15ΟΟ0 C zur Bildung von alkalibeständigen Glasfasern befähigt ist, die sich für die vorliegenden fc Zwecke eignen. .
Es ist grundlegend unter Berücksichtigung der Natur yon ZrO2 und SiO2 höchst überraschend, dass die erfindungsgemäss zur Paserbildung verwendeten Gläser im technisch praktikablen Hassstab befähigt sind, über die Beschränkung hinaus, die sieh aus dem Schmelzpunkt des Platins, des normalerweise beim Herstellen von Glasfasern nach Spinntechniken für Buchsen verwendeten Metalls» von 177Ί0 C ergibt, benötigt man eine zweckentsprechende Viscosität der Schmel-Be und muss eine Kristallisation vermieden werden* Diese drei Paktoren der Schmelztemperatur, Viscosität und Kristallisation stehen in einem gewissen Grade im Gegensatz zueinander. Eine niedrigere
s ■ ■■:' . . ■ ' !
Viscosität unterstützt zwar das Ziehen bzw. Strecken, erhöht aber das Risiko der Kristallisation, da die Diffusion der Impfkerne. beschleunigt wird; das ZrO- erhöht auf Gruftd seines hohen Schmelz- ' Punktes die Hitzebeständigkeit das Glases, und das SiO2 bildet eine Komponente hoher Visoosität in der Schmelze. Normalerweise liegen daher, während S3Op und ZrO2 die wesentlichen Oxide der Gläser für die erfindungsgemäss verwendeten Fasern bilden, wie oben
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erörtert auch andere Oxide vor.
Für die Verstärkung von zementartigen Matrizen bei über der Umgebungstemperatur liegenden Temperaturen ist es darüberhinaus erwünscht, dass die Fasern über ihre Beständigkeit gegen Ca(OH)2 hinaus gegen den Angriff durch Alkalihydroxide beständig sind. Eine Prüfung dieser Beständigkeit kann, ähnlich der obigen Prüfung auf den Angriff durch Ga(OH)2* folgendermassen durchgeführt werden:
Eine einzelne Glasfaser mit einem Durchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,025 1^ und einer Länge von 6,4- cm wird 1 1/2 Std. bei 100° G der Einwirkung von η Natronlauge ausgesetzt, hierauf aus der Lösung bei Raumtemperatur entnommen, dreimal mit destilliertem Wasser, dann 1/2 Min. mit verdünnter (0,1%iger) Salzsäure und mehrmals mit destilliertem Wasser und schliesslich zweimal mit Aceton gewaschen und getrocknet, worauf man zur Bestimmung der Zugfestigkeit die Bruchlast mit einem Instron-Prüfgerät misst und den Faserdurchmesser mit einem optischen Mikroskop schätzungsweise bestimmt.
Eine Glasfaser, die nach der Prüfung eine Zugfestigkeit g von mindestens 7030 kg/cm (10 000 Pounds/Quadratzoll) aufweist und während der Prüfung keiner Durchmesserverbinderung von über 10 % unterliegt, ist als eine Faser mit der zur Verstärkung der zementartigen Matrizen bei über den Umgebungstemperaturen liegenden Temperaturen benötigten Alkalibeständigkeit zu betrachten.
Die vorliegende Erfindung stellt somit in ihrer allgemeinsten Form eine alkalibeständige Glasfaser auf Grundlage eines Glases, das als wesentliche Bestandteile mindestens · 65 % ^iG0 und 10 % ZrO0 enthält, mit einer Zugfestigkeit
ie I·.ecchreibun{"sneite V 0 9832/0860
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von mindestens 7030 kg/cm zur Verfügung, bestimmt durch ·. 4stündiges Zusammenbringen einer Paser mit einem Durchmesser von 0,01 bis 0,025 mm und einer Länge von 6,4 cm mit einer gesättigten Ca(OH)0-Losung t,ei 100° C, 'Entnehmen der Faser aus der Lösung und Waschen nacheinander mit verdünnter, wässriger Salzsäure, Wasser und Aceton.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Bei s ρ i el
Aus einem Glas der Zusammensetzung gemäss Tabelle I, Nr. 1, werden Einzelfäden mit einem Durchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,025 mm gezogen. Ein Faden wird nach der oben für die Yerwendung von Ca(OH)O als Alkali beschriebenen Methode auf Alkalibeständigkeit geprüft und mit einem ähnlichen Faden aus einem als "E-Glas" bekannten Standard-Borsilicatglas geringen Alkaligehaltes verglichen. Ergebnisse:
Tabelle I Glas Analyse der Rohmischunp; Alkalibeständip;keit
Durchmes- Zugfe- Zugfe-
» server- stxgkeit stig-
minderung nach der keit % Prüfung vor der
g ZrO2 Na2O Li2O Prüfung
1 ■ 71,0 1,0 16,0 11,0 1,0 keine 13 359 14 764 E 9 4 922 17 929
Bei der Bewertung der Eignung von Glasfasern für die Verstär kung von zementartigen Matrizen ist es auch aufschlussreich, das Verhalten der Fasern in einer Zementeffluatlösung bei verschiedenen Temperaturen und Altern zu untersuchen. Die genaue Zusammensetzung der beim Mischen von Portlandzement
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mit; Wasser erhaltenen Lösungsphase variiert stark mit den aus verschiedenen Quellen erhaltenen Zementen. Man kann jedoch im Laboratorium ein synthetisches Gegenstück einer solchen Lösung mit ionischen Na+- und E+-Konzentrationen ähnlich denen in der Lösungsphase durchschnittlicher Portlandzemente herstellen. Wird diese Lösung dann in Bezug auf Ca(OEOp gesättigt, gibt sie bezüglich der Konzentrationen der Hydroxide ungefähr die Zusammensetzungen der Lösungsphase einer Portlandzement-Aufschlämmung wieder.
Die Tabelle Il nennt die Ergebnisse, die bezüglich der Beständigkeit bei 80° C bei Fäden aus dem Glas 1 und dem Ε-Glas unter Verwendung einer " Z eni ent effluat"-Lösung als Alkali bei der obigen, für die Durchführung mit einem Alkali: hydroxid beschriebenen Prüfung erhalten werden, wobei diese Lösung die folgende Zusammensetzung (die im wesentlichen die Hydroxidzusammensetzung der Lösungsphase einer Portlandzement-Aufschlämmung bei 80° C wiedergibt) hat.
-Alkali
NaOH
KOH
Ca(OH),
Konzentration,
0,88
3,4-5
0,48
Tabelle II
Glas- Durchmesser der Zugfestigkeit, kg/cm
Nr. i'aser vor der vor der nach nach
Prüfung, mm Prüfung 24 Std. 48 Std.
nach 72 Std.
Ο,ΟΉ 0,012
29,178 29 881
23 905 7 734
18 632
2 812
12 655 2 812
Die i/'eEtigkeitswerte der beiden in der Tabelle genannten Glasfasern vor der Prüfung liegen über den in Tabelle I genannt en, da die Prüfung der I'asern hier kurz nach dem Ziehen
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erfolgt ist, so dass die Fasern keine Möglichkeit hatten, ihre "Abgeschliffen"-Festigkeit zu erreichen, die immer wesentlich unter der obengenannten "ursprünglichen" Festigkeit liegt.
Der Durchmesser der Faser aus Glas Nr. 1 bleibt bei den Prüfungen im wesentlichen unverändert. Die E-Glas-Fasern werden bei der Prüfung so stark angegriffen, dass ihre
Durchmesser hernach nicht mehr sonderlich genau messbar sind. In jedem Falle jedoch erweisen sich die Durchmesser als deutlich geringer als vor der Prüfung.
Bei der Errechnung der Zugfestigkeit der E-Glas-Fasern ist .für' alle Alter nach der Prüfung von der Unterstellung ausgegangen worden,, dass der Durchmesser gegenüber dem Zustand vor der Prüfung unverändert geblieben ist.
Die Tabelle III nennt vergleichbare Ergebnisse der Prüfung auf Alkalibeständigkeit bei dem oben beschriebenen Einsatz von η NaOH als Alkali.
T a b e 1 1 e III
Glas Nr. Alkalibeständigkeit Zugfestigkeit
nach* der Prüfung
Zugfestigkeit
vor der Prüfung
Durchmesserver
minderung, % .
13 007
18 280
14 765
17 929
1
E
5
59
Die scheinbare Festigkeitserhöhung auf Grund des NaOE-Angriffs bei dem Ε-Glas beruht auf der sehr starken Durchmesserver*minderung der Fasern. Schreit et der Angriff mit der bei dieser Prüfung zum Ausdruck kommenden Heftigkeit fort, würde nach kurzem überhaupt keine Glasfaser κι ehr zur Verstärkung der zementartigen Masse verbleiben.
- 10 -
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Die Ergebnisse der Tabellen" I, II und III zeigen, dass Fasern aus dem Glas sich besonders für die Verstärkung von Portlandzement struktur en eignen sollten. Weitere Prüfungen haben gezeigt, dass bei dieser Temperatur (80° C) Faserprodukte aus dem Glas ITr. 1 noch immer eine messbare Zugfestigkeit aufweisen, wenn sie zwei Wochen in der "Zementeffluat"-Lösung eingetaucht bleiben. Nach 96stündiger Einwirkung sind die E-Glas-Fasera nicht mehr ρrufbar.
Die Tabellen IV und V nennen die Ergebnisse von Biegefestigkeitsprüfungen an mit Fasern aus dem Glas Nr. 1 verstärkten Portlandzement-Verbundmaterialien (in Form jeweils zweier Resultate) im Vergleich mit den Festigkeiten von mit Fasern aus dem Ε-Glas verstärkten Verbundmaterialien, wobei die Herstellung der Verbundmaterialien und die Prüfbedingungen den im Hauptpatent beschriebenen entsprechen.
T a ϊ e 1 1 e IV
Glas Biegefestigkeit, kg/cm
nach nach 28 nach 90 nachTy Ta- nach 7 Tagen
7 Tagen Tagen in Tagen in gen in in Wasser und
in Was- Wasser Wasser Wasser und 8J Tagen an
ser 21 Tagen Luft
an Luft
360 350 348
34-9 336 370
314 306 276
418 418
348
323 389
232
Bei einem weiteren Vergleich hat eine Asbestzementplatte von 0,6 cm Dicke mit einem Asbestgehalt von 10 bis 15 % eine Biegeendfestigkeit von 281 kg/cm ergeben.
Die Tabelle V nennt die Biegefestigkeiten von in ähnlicher Weise hergestellten, aber bei 50° C unter Wasser gehärteten Verbundmaterialien, die mit Fasern aus dem Glas ITr. 1 und aus Ε-Glas und gewöhnlichem. Portlandzement erhalten worden
- 11
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55 901 Λ
sind (wobei in jedem Fall zwei Prüfungsergebnisse genannt sind).
Tabelle V
Glas- 7 Tage in Wasser 28 Tage -in Wasser 90 Tage in Hr. ' bei 50° C Wasser bei
50° C
271 185
386 278 198
E 377 160 156
295 131 167
Die Ergebnisse der Langzeitprüfung der Biegefestigkeit von; mit Fasern aus dem Glas Nr. 1 Fasern erhaltenen Verbundmaterialien nennt die Tabelle VI.
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T a b e 1 1 e VI
Biegefestigkeit, kg/cm nach erst 7 Tagen in Wasser
in Wasser
180 Tage 365 Tage I8O Tage 365 Tage
378 3Ο7 38O 329
(Durch- (Durchschnitt (Durchschnitt (Durchschnitt von 3)
schnitt von 3) von 6) ä
von 6)
Diese Werte beziehen sich auf die Zweitresultate für das Glas Nr. 1 von Tabelle IV, wobei die Werte^von Tabelle IV das Mittel von 9 Ergebnissen darstellen und genau genommen mit den vorliegenden Resultaten nicht ganz vergleichbar sind. Obwohl nach einem Jahr ein Absinken der Festigkeit festzustellen ist, sind diese R Ergebnisse den mit E-Glas-Fasern erhaltenen weitaus überlegen.
Es sei bemerkt, dass kein Versuch zur Optimierung des Faserge- f haltes der Verbündmaterialien nach Tabelle IV und V im Sinne einer Erzielung der höchstmöglichen Biegefestigkeit unternommen worden ist 1 die in der Tabelle IV genannten Festigkeitswerte stellen ferner nur Mittelwerte dar, in welche die Streuung eingeht und welche die Maximalwerte nicht wiedergeben.
Glasfasern mit den Glaszusammensetzungen gemäss der Erfindung
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0883 27 0880
eignen sich besonders zur Verstärkung von Betonmassen auf Grundlage von Portlandzement, sind aber auch für alkalische Umgebungen allgemein geeignet. So können sie in Verbindung mit Polyester- und Phenol-Formaldehyd-Harzen oder anderen künstlichen, hitzehärtenden Kunstharzen unter Erzielung von Bau- oder Werkstoffen für Behälter eingesetzt werden, in denen Reaktionen und Verfahren im alkalischen Bereich durchgeführt werden, wobei man die Glasfasern in solchen Fällen der harzartigen Mischung vor dem Hitzehärten einverleibt. Im Vergleich mit der Glasfaser nach dem Hauptpatent ergibt die Faser gemäss der Erfindung eine wesentliche Verbesserung bezüglich der Beibehaltung der Festigkeit der verstärkten Struktur bei der Einwirkung von.Temperaturen von 50° C und darüber.
Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl das Verfahren zur Verstärkung von zementartigen oder anderen Strukturen durch Einverleiben der Glasfasern wie auch die schliesslich erhaltenen, verstärkten Produkte.
Der Oxid-Proζentgehalt der verschiedenen, hier genannten Gläser bezieht sich jeweils auf das Gewicht.
- Neue Beschreibungsseite 15 -
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Claims (2)

  1. (Zusatz zu Patent . · 35 901
    (Patentanmeldung P 15.96.926.3-45))
    NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT
    CORPORATION
    Patentansprüche
    Gegebenenfalls verformtes, zementartiges Produkt, enthaltend in der Zementmatrix verteilt ein im wesentlichen aus Glasfasern bestehendes, faserartiges Verstärkungsmaterial, wobei das Glas bei der Prüfung in Form eines abgeschliffenen Fadens ä von 63,5 mm Länge und einem Durchmesser von 0,010 bis 0,025 mm nach 4 Stunden Behandlung mit gesättigter, wässriger Ca(OH)2-Lösung bei 100° C und nachfolgendem Waschen bei Umgebungstemperatur mit Wasser, dann 1 Minute mit wässriger, l-£iger Salzsäure, darauf mit Wasser und zuletzt mit Aceton und Trocknen
    eine Zugfestigkeit von wenigstens 7030 kg/cm und eine Verminderung des Durchmessers im Laufe der Prüfung von nicht mehr als 10 % zeigt, nach Patent . ,., ... (Patentanmeldung P 15 96 926.3-45), dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern mindestens 65 % SiO2 und mindestens 10 % ZrO2 enthalten.
  2. 2. Zementartiges Produkt nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, "
    dass die Glasfasern 65 bis 80 % SiO5, 10 bis 20 % Zt1O- und 10 ' bis 20 % Alkalioxid, Erdalkalioxid oder ZnO als Netzwerkmodifizierungsmittel enthalten.
    3, Zementartiges Produkt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, • dass die Glasfasern etwa 15 % ZrO2 enthalten.
    H. Zementartiges Produkt nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,' dass der Zementbestandteil Portlandzement ist.
    * ·■' 209832/0860 bad original
    - 16 -
    . Zementartiges Produkt nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern einen Durchmesser von 0,010 mm bis 0,025 mm aufweisen.
    6, Zementartiges Produkt nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form eines Rohrs oder einer Abdeckplatte vorliegt.
    7, Verfahren zur Herstellung des verformten Produkts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das faserartige Verst/irkungsmaterial in einer Zementmatrix in Gegenwart von Wasser verteilt und die Zementmatrix dann erhärten läast.
    20 9 8U/0860
    BAD ORIGINAL
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1401972A (en) * 1971-08-05 1975-08-06 Nat Res Dev Autoclaved materials
AU464066B2 (en) * 1972-05-12 1975-08-14 Kanebo, Ltd Alkali resistant glass fibers
JPS4942721A (de) * 1972-08-31 1974-04-22
JPS49115916U (de) * 1973-01-24 1974-10-03
US4062689A (en) * 1975-04-11 1977-12-13 Asahi Glass Company Ltd. Glass composition which is resistant to alkali
US4118239A (en) * 1977-09-06 1978-10-03 Johns-Manville Corporation Alkali-resistant glass fiber composition
IE50727B1 (en) * 1980-02-27 1986-06-25 Pilkington Brothers Ltd Alkali resistant glass fibres and cementitious products reinforced with such glass fibres
JPH03257039A (ja) * 1990-03-08 1991-11-15 Honda Motor Co Ltd ガラス繊維、ガラス繊維強化合成樹脂製品および内燃機関用排気系部品
DE4419388C2 (de) * 1994-05-30 1996-10-02 Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof Recycling von Abfallmaterialien in Form des Bildschirmglases von Bildröhren aus Fernsehgeräten und von Computer-Monitoren
CZ20012687A3 (cs) 1999-02-15 2002-03-13 Schott Glas Sklo s vysokým obsahem kysličníku zirkoničitého a jeho pouľití
DE19945517B4 (de) * 1999-02-15 2005-03-17 Schott Ag Hochzirconiumoxidhaltiges Glas und seine Verwendungen
DE19906240A1 (de) 1999-02-15 2000-08-17 Schott Glas Hochzirkoniumoxidhaltiges Glas und dessen Verwendungen
ATE404505T1 (de) * 2001-08-06 2008-08-15 Schlumberger Technology Bv Faserverstärkte zementzusammensetzung mit niedriger dichte
EP2072481A1 (de) 2007-12-21 2009-06-24 Lafarge Betonzusammensetzung
KR102614064B1 (ko) * 2021-06-24 2023-12-14 윤지영 노출 길이의 조절이 가능한 니들을 포함하는 바이알 홀더 및 이의 사용방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2640784A (en) * 1950-01-21 1953-06-02 Owens Corning Fiberglass Corp Composition of glass, especially for fibers
DE868495C (de) * 1951-07-06 1953-02-26 Owens Corning Fiberglass Corp Glaszusammensetzung, vorzugsweise zur Herstellung von Glasfasern
DE1040444B (de) * 1954-03-27 1958-10-02 Gruenzweig & Hartmann A G Verwendung von Silikatfasern zur Herstellung von Formstuecken mit Zement als Bindemittel

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