DE2008247B2 - Verfahren zur verhinderung von alkalischem angriff auf glasfasern in glasfaserverstaerktem moertel oder beton - Google Patents
Verfahren zur verhinderung von alkalischem angriff auf glasfasern in glasfaserverstaerktem moertel oder betonInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Description
20
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von alkalischem Angriff auf Glasfasern in
glasfaserverstärktem Mörtel oder Beton.
Zement-Mörtel und Beton haben eine hohe Druckfestigkeit und eine relativ niedrige Zugfestigkeit. Die
Zugfestigkeit von Zement-Mörtel und Beton läßt sich durch Einlegen einer Bewehrung erhöhen. Als Bewehrung
wird bei Zement-Mörtel und Beton in der Regel Stahl verwendet. Bei Asbestzement werden Asbestfasern
für den gleichen Zweck eingesetzt. Die Verwendung von Glasfasern ist zur Zeit hauptsächlich bei
Kunststoffmassen üblich. In Zement-Mörtel und Beton werden Glasfasern üblicher Zusammensetzung durch
die bei der Hydratation des Zements entstehende alkalische Lösung angegriffen.
Glasfasern sind auch nicht vollkommen wasser- oder säurebeständig. Der Angriff durch alkalische Lösungen
jedoch ist in der Größenordnung 50- bis lOOmal größer als der Säuren- oder Wasserangriff. Außerdem tritt bei
Säuren- oder Wasserangriff mit der Zeit eine Passivierung der Oberfläche ein. Dies ist beim Laugenangriff
nicht der Fall. Hier schreitet die Zersetzung des Glases permanent fort.
Die Zersetzung der Glasfasern durch alkalische Lösung ist bedenklich, weil in der Regel Glasfasern mit
sehr geringem Durchmesser verwendet werden. Kleine Durchmesser werden angestrebt, weil bekanntlich die
Zugfestigkeit pro Flächeneinheit mit sinkendem Glasfaserdurchmesser steigt.
Es liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zu finden, das die oben
geschilderte nachteilige Zersetzung der Glasfasern durch den alkalischen Angriff verhindert und damit die
Glasfasern in ihrem am besten wirksamen Zustand im Zement-Mörtel und Beton konserviert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den alkalischen Angriff auf Glasfasern in
glasfaserverstärktem Mörtel oder Beton dadurch verhindert, daß das alkalische Milieu durch CO2-Behandlung
neutralisiert wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß diese CO2-Behandlung in Kammern oder im
Autoklav unter Druck oder nach einer vorangegangenen Vakuumbehandlung stattfindet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die CO2-Behandlung bei glasfaserverstärktem
Zement-Mörtel und Beton vor, während oder nach dem
Erhärten durchgeführt.
Die durchgeführten Versuche ergaben, daß man das beim Anmachen von Zement mit Wasser entstehende
alkalische Medium im glasfaserverstärktem Zemeiu-Mörtel
und Beton durch eine CO2-Glasbehandlung neutralisieren kann. Hierbei tritt folgende chemische
Reaktion ein:
Ca(OH)2 + CO2-* CaCO3 + H2O
Sie verhindert die Zerstörung der Glasfasern im Zement-Mörtel und Beton. Auf diese Weise wird die
Erhöhung der Zugfestigkeit durch eine Glasfaserbewehrung ermöglicht.
Die Behandlung mit CO2 geschiebt entweder dadurch,
daß man auf den frischen Zement-Mörtel oder Beton CO2-GaS einwirken läßt oder auf den abgebundenen
Zement-Mörtel oder Beton. Bei frischem Zement-Mörtel und Beton ist die neutralisierende Wirkung des
CO2-Gases besonders groß, da sich CO2 gut in Wasser
löst.
Insbesondere bei Fertigelementen ist eine Autoklavbehandlung
mit höheren CO2-Drücken evtl. nach einer Vakuumbehandlung möglich.
Ein weiterer sehr erwünschter Effekt der erfindungsgemäßen COrBehandlung besteht darin, daß die zur
Erhärtung der glasfaserverstärkten Zement-Mörtel und Beton sowie der hieraus gebildeten Formkörper
notwendigen Zeitspanne sprunghaft verkürzt wird.
Zum nächst kommenden Stand der Technik ist auf die USA.-Patentschrift 35 47 127 und auf die Schweizer
Patentschrift 3 88 168 hinzuweisen, wobei festzustellen ist, daß Aufgabe und Lösung in diesen beiden genannten
Patentschriften anders lauten.
Gegenstand der USA.-Patentschrift 31 47 127 ist ein Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten
Bindemitteln, beispielsweise von Gips-Körpern oder Portland-Zement-Körpern, bei dem man dem Bindemittel
Kationen-Austauscher und zwar Zeolithe, sulfonierte Kohle oder synthetische Kationen-Austauscher hinzufügt.
Einer dieser genannten Kationen-Austauscher, die durchweg bei normaler Zimmertemperatur feste Stoffe
darstellen, haben stofflich das geringste mit Kohlendioxyd zu tun, das bei normalen Verhältnissen ein Gas ist.
Der Zweck des Zusatzes an Kationen-Austauschern besteht darin, eine möglichst völlige Umsetzung mit der
im anorganischen Binder enthaltenen Alkalimetallverbindung sicherzustellen, wodurch man gezwungen ist,
relativ große Mengen an Kationen-Austauschern hinzuzugeben. Es ist leicht einzusehen, daß eine solche
relativ große Menge an dem Zement bzw. den Betonfremdzusatzstoffen dessen Eigenschaften in unkontrollierbarer
Weise nachteilig verändert.
Ein weiterer Nachteil des Verfahrens gemäß des genannten Standes der Technik besteht darin, daß die
dort vorgeschlagenen Zusatzstoffe, nämlich die Kationen-Austauscher wie Zeolithe, sulfonierte Kohle und
insbesondere die synthetischen Kationen-Austauscher stark kostentreibend sind.
Die weiterhin noch zum Stand der Technik zu nennende Schweizer Patentschrift 3 88 168 betrifft die
Kohlendioxyd-Behandlung von Baumaterialien auf der Basis von kalkhaltigen Bindemitteln zur beschleunigten
Härtung. Das technische Froblem der Verhinderung des
alkalischen Angriffs auf Glasfasern in glasfaserverstärktem Mörtel oder Beton ist in dieser Schweizer
Patentschrift 3 88 168 nicht angesprochen.
Abschließend ist noch festzustellen, daß ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin
besteht, daß, wie Versuche festgestellt haben, eine geringfügige »Ankratzung« der Glasfaseroberfläche
erhielt wird, so daß die Rauhigkeit der Glasfaseroberfläche
erhöht wird unter Schaffung eines erstrebten besseren Verankerungseffekts zwischen Glasfasern und
anorganischem Bindemittel nämlich dem Portland-Zement.
Es ist auch noch darauf hinzuweisen, daß die Fachwelt nun schon bald 50 Jahre damit beschäftigt ist, ein
Verfahren zur Verhinderung von alkalischem Angriff auf Glasfasern in glasfaserverstärktem Mörtel oder
Beton zu finden, ohne daß diese Bemühungen bisher von einem wirklichen Erfolg begleitet waren.
Claims (3)
1. Verfahren zur Verhinderung von alkalischem Angriff auf Glasfasern in glasfaserverstärktem
Mörtel oder Beton, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Milieu durch CO2-Behandlung
neutralisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Behandlung in Kammern oder
im Autoklav unter Druck oder nach einer vorangegangenen Vakuumbehandlung stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CO2-Behandlung bei glasfaserverstärktem
Zement-Mörtel und Beton vor, während oder nach dem Erhärten durchgeführt wird.
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1970
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