DE2203146A1

DE2203146A1 - Verfahren zur Herstellung von Compound-Erzeugnissen

Info

Publication number: DE2203146A1
Application number: DE19722203146
Authority: DE
Inventors: Marcello Dr Cerrone; Arturo Dr Rio; Alberto Dr Saini
Original assignee: ITAL PROD CALCI CEMENTI
Current assignee: Italcementi SpA
Priority date: 1971-01-27
Filing date: 1972-01-24
Publication date: 1972-08-31
Also published as: ZA72534B; FR2124870A5; DE2203146B2; US3826680A; AU3804372A; DE2203146C3; GB1371534A; AU451988B2

Description

2203H6

Patentanwalt Dipl.-Ing. Werner Gramm

Societa Italiana per Azioni 33 Braunschweig, 21.1.1972

per la Produzione di Galci e Theodor-Heuss-Straße 1

Oementi di Segni Telefon: 0531-80079

Rom, Italien

31 Via Lombardia

"Verfahren zur Herstellung von Anwaltsakte 3293

Compound-Erζeugnissen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Compound-Erzeugnissen, die mit einer polymerisxerbaren Substanz getränkt und. anschließend in ein Tauchbad gebracht werden, sowie die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse.

Es ist bekannt, daß Zement-Mischbinder trotz ihrer ausgezeichneten Eignung als Baustoffe für zahlreiche Anwendungen in mancher Hinsicht ungeeignet sind. Dies ergibt sich aus ihrer Beschaffenheit, wodurch die Anwendung der Mischbinder auf solche Fälle beschränkt wird, in denen das System besonderen chemischen und/oder physikalisch-mechanischen Belastungen unterliegt.

Es ist weiterhin bekannt, diese Mischbinder mit anschließend an Ort und Stelle polymerisierten Substanzen zu tränken. Hierdurch erhält man Compound-Erzeugnisse, deren Eignung sich aufgrund des von der Tränkung mit Harz herrührenden Zuwachses an Dichte und an chemischer und mechanischer Festigkeit erhöht, so

209836/1045

2203H6

daß sich der Anwendungsbereich der Erzeugnisse erheblich erweitert.

Bei der Auswahl der für die Tränkung des Erzeugnisses zu verwendenden polymerisierbaren Substanzen muß eine Reihe technischer wie auch wirtschaftlicher Paktoren unter Berücksichtigung der geplanten Anwendung des Erzeugnisses beachtet werden.

Unter Berücksichtigung chemisch-physikalischer Merkmale wurde die Aufmerksamkeit vorzugsweise auf flüssige Monomere mit einer verhältnismäßig niedrigen Viskosität gelenkt, wie beispielsweise Styrol, Akrylsäure- und Methakrylester, Vinylester usw. aufweisen, um eine befriedigende Durchdringung des Erzeugnisses zu gewährleisten. Selbst wenn die genannten Monomere einen hohen Grad an Tränkung in verhalteisinäßig kurzen Zeiten gewährleisten, weisen die hergestellten Erzeugnisse nach abgeschlossener Polymerisation häufig eine unvollständige und nichthomogene Oberflächenbeschichtung auf, wodurch sich zwangsläufig eine geringere wasserabstoßende Wirkung sowie eine niedrigere chemische Festigkeit der Erzeugnisse ergibt.

Um diesen Nachteil auszuräumen, also die Oberflächenverdampfung des Monomers während der thermischen Polymerisation, sind verschiedene Techniken angewendet worden, die Jedoch das Problem nicht zufriedenstellend lösen konnten. Beispielsweise wird das mit dem Monomer getränkte Erzeugnis in eine konzentrierte Lösung eines Polymers in dem Monomer eingetaucht und anschließend vor der Polymerisation in eine Aluminium- oder Polyäthylen-Folie o. dgl. eingehüllt.

209836/1045

2203U6

Abgesehen von der mit den vorstehend aufgezeigten Vorgängen verbundenen Kompliziertheit sowie der Schwierigkeit, erscheint der gesamte Eintauch- und Polymerisationsvorgang Zufälligkeiten unterworfen bezüglich des Imprägnierungsgrades, da dieser abhängig ist sowohl von der veränderlichen Gewichtszunahme des Erzeugnisses nach Beendigung des Vorganges als Folge der Menge des gebundenen und polymerisierten Monomers, als auch von der sehr unterschiedlichen Reaktion des so hergestellten Erzeugnisses während seiner Einsatzphase.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine Verdampfung des Monomers an der Oberfläche des Erzeugnisses während der Polymerisation weitgehend verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf Basis von Hydrosilikat-Bindemitteln hergestellten Erzeugnisse in ei» auf für die Polymerisation erforderliche Temperatur gehaltene Flüssigkeit, in der das Monomer nicht löslich ist, getaucht werden und hier so lange verbleiben, bis die Polymerisation des Monomers an Ort und Stelle abgeschlossen ist.

Dieses Verfahren kann angewendet werden für die Herstellung von Compound-Erzeugnissen auf der Basis von Hydrosilikat-Bindemitteln jeglicher Art, wie beispielsweise Zement-Erzeugnisse, im Autoklaven aufbereitete Silikat-Erzeugnisse sowie Erzeugnisse auf der Basis von Asbest-Zement.

209836/1045

2203U6

Als Polymerisationsbad wird in vielen Fällen vorzugsweise Wasser verwendet, es kommen aber auch Glyzerin, Mineralöle oder andere geeignete flüssige Medien zum Einsatz, in denen allerdings das für die Imprägnierung verwendete Monomer nur eine vernachlässigbare Löslichkeit aufweist.

Bei Anwendung des neuen Verfahrens wird nicht nur die Verdampfung des Monomers an der Oberfläche der Erzeugnisse fast vollständig vermieden, vielmehr weisen die so hergestellten Compound-Erzeugnisse eine ausgesprochen glatte Oberfläche auf. Dadurch erübrigt sich eine Oberflächenbehandlung vor dem Einsatz der Erzeugnisse, die bei nach bekannten Verfahren hergestellten Erzeugnissen unerläßlich ist.

Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, ohne diese in ihrem Umfang zu beschränken. Bei den in den Beispielen angegebenen Prozentzahlen handelt es sich um Gewichtsprozente, bezogen auf den Gesamtwert, es sei denn, daß in einzelnen Fällen etwas anderes spezifiziert ist.

Beispiel 1

Beton-Erzeugnisse, die wie folgt hergestellt werden: Bindemittel aus einer Mischung im Verhältnis 70 : 30 aus Portland-Zement mit einem hohen Silizium-Gehalt (3,10) und einem niedrigen Zusatz-Modul (1,30) und aus Sand mit einem hohen SiO₂-Gehalt (90 %).

Inaktivstoffe basaltischen Charakters, die bezüglich ihrer Korngröße der Füller-Kurve (P » 100 Vcf/TJ) mit einem maximalen

209836/1045

2203H6

Durchmesser des Zuschlages von 10 mm entsprechen.

Gewichts-Verhältnis Bindemittel : Inaktivstoffen »1:5 Verhältnis Wasser : Bindemitteln »0,50

Diese werden unter folgenden Bedingungen gealtert:

a) 12 Stunden voraltern bei Raumtemperatur;

b) 3 Stunden Aufbereitung im Autoklaven bei 215°C (20 atm);

c) 4 Stunden Thermalbehandlung unter atmosphärischem Druck bei einer Temperatur von 200⁰G.

Nach Beendigung der obigen Behandlungsphasen wiesen die Erzeug-

o nisse. eine mechanische Festigkeit von 1.250 kg/cm auf.

Nach der Imprägnierung durch Eintauchen in in geeigneter Weise zugesetztes Methyl-Methakrylat (0,1 % Dimethylanilin + 1 % Benzoylperoxyd) wurde im Autoklaven ein Druck von 50 Atmosphären (Np) aufgebracht, um das Eindringen des Monomers zu beschleunigen.

Nach der Imprägnierung wurde - um die Verdampfungsverluste des Monomers während der Thei^-Polymerisation auf ein Minimum zu reduzieren - ein Teil der Erzeugnisse in Wasser getaucht, das für einen Zeitraum von 10 Stunden auf einer konstanten Temperatur von 80 C gehalten wurde, während die restlichen Erzeugnisse nach dem Eintauchen in eine Lösung aus Polymethylmethakrylat (15 %) in Monomer in Aluminium-Folien eingeschlagen wurden und anschließend für die Dauer von 10 Stunden bei 70°C thermisch behandelt wurden.

b -

209836/1045

2203H6

Die durchschnittlichen Schwankungen hinsichtlich der Menge des gebundenen Monomers (^iW) sowie die Standard-Abweichungen oder die relativen Dispersionen in bezug auf diese Menge ergaben nach Beendigung der beiden verschiedenen Behandlungen folgende Werte:

In Wasser thermo-polymerisierte Versuchsstücke: ZTw « 2,1 % Standard-Abweichung - 0,011

Im Ofen thermo-polymerisierte Versuchsstücke: =■ 3,4 % Standard-Abweichung - 0,057

Beispiel 2

Aus Puzzolanerdezement A.R.C. (einem von der Anmelderin hergestellten Zement mit hoher chemischer Widerstandsfähigkeit) und basaltischen Inaktivstoffen, die bezüglich ihrer Korngröße der Füller-Kurve P » Vd/D mit einem maximalen Durchmesser des Zuschlags von 10 mm entsprechen, gefertigte Erzeugnisse mit einem Wasser/Zement-Verhältnis von 0,5 und einem Bindemittel /Inaktivstoff-Verhältnis von 0,2, die den in Beispiel 1 angegebenen Alterungsbedingungen unterworfen wurden, weisen eine

mechanisiie Festigkeit von 1.260 kg/cm auf.

Die anschließend einer Imprägnierungs- und Polymerisations-Behandlung unter Verwendung von Styrol als lionomer und bei Anwendung der gleichen Alterungsbedingungen wie in Beispiel 1

209836/1045

22O3U0

unterworfenen Erzeugnisse weisen die folgenden durchschnittlichen Schwankungen in der Menge des gebundenen Monomers und die folgenden Standard-Abweichungen auf:

In Wasser thermo-polymerisierte Versuchsstücke: 2Π7 - 1,9 % Standard-Abweichung - 0,013

Im Ofen thermo-polymerisierte Versuchsstücke: ΔΜ m 3,4- % Standard-Abweichung - 0,052

Beispiel 3

Erzeugnisse aus Asbest-Zement wurden nach einer 3-stündigen Trockenphase bei 200°C mit Methyl-Methakrylat imprägniert ur anschließend einer Polymerisation unterworfen.

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Teil der Erzeugnisse in Wasser ein getaucht, das für die Dauer von 10 Stunden bei 80°C gehalten wurde, während die restlichen Erzeugnisse nach Eintauchen in die Polymer-Lösung in Aluminium-Folien eingeschlagen und thermopolymerisiert wurden.

Die durchschnittlichen Schwankungen in der Menge des gebundenen Polymers und die Standard-Abweichungen wiesen folgende Werte auf:

In Wasser thermo-polymerisierte Versuchsstücke: ~£% - 1,2 % Standard-Abweichung » 0,011

Im Ofen thermopolymerisierte Versuchsstücke: - 3,5 % Standard-Abweichung - 0,059

209836/104S

Claims

2203U6

Patentansprüche

{Λρ Verfahren zur Herstellung von Gompound-üirZeugnissen, die mit einer polyraerisierbaren Substanz getränkt und anschließend in ein Tauchbad gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Basis von Hydrosilikat-Bindemitteln hei¹-gestellten Erzeugnisse in eine auf für die Polymerisation erforderliche Temperatur gehaltene Flüssigkeit, in der das Monomer nicht löslich ist, getaucht werden und hier so lange verbleiben, bis die Polymerisation des Honomers an Ort und otelle abgeschlossen ist.
2. Verfahxen nach Anspruch 1, dadu3:ch gekennzeichnet, daß da^ Tauchbad, in dem die Polymerisation stattfindet, aus Wasser besteht.

3· Coraxomd-jirzeugnisse, hergestellt nach einem Verfahren gemäß An:Eipruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine liarz-lmprägnidrung.

iJipl.-flng. 1/eraie.r
Patentanνalt

.1 1<