DE2240006A1

DE2240006A1 - Verstaerkte anorganische zementartige produkte

Info

Publication number: DE2240006A1
Application number: DE19722240006
Authority: DE
Inventors: Jonathan Albert Graystone
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1973-03-08
Also published as: NL7211157A; FR2150083A5; CA997899A; AU473949B2; IT963863B; JPS4828523A; GB1405090A; AU4537372A; BE787416A

Description

Mpppe 22975 - Dr..P/P
ICI Case P?.24208

IMPERIAL· CHEMIOAI. IliDUSSRIES LIMIEBD London* Großbritannien

Verstärkte anorganische aementartige Produkte

Priorität: 16, August 1971 - Großbritannien

Die Erfindung bezieht aich auf verstärkte anorganische zementartige Produkte.

Es ist allgemein bekannt, daß die üblichen Zemente brUchig sind und aie keine ausreichende Zugfestigkeit besitzen.

Es wurde nun gefunden, daß zementartige Produkte erhalten werden können, welche gewisse brauchbare Eigenschaften besitzen, einschließlich verbesserter Stoßfestigkeit»bessere Härte und Zugfestigkeit, geringere Rutschigkeit und geringe Dichte, wenn der Zementmasse (1) eine Faserverstärkung, (2) ein oder mehrere polymere Materialien und (3) ein Füllstoff einverleibt wird,

309810/0 678

welcher aus bläachenförmigen Teilchen "besteht.

Unter bläschenartigen Teilchen werden Teilchen, insbesondere kugelförmige Teilchen verstanden, welche eine zellenartige Struktur besitzen, wobei die Wandungen derselben aus einem anorganischen oder organischen Material bestehen. Die Teilchen bestehen gewöhnlich aus einer Mehrzahl von Zellen oder Bläschen, jedoch in extremen Fällen können sie einzellig oder ballon« oder ballartig sein. Biese Bläschen besitzen nicht notwendigerweise eine gleichmäßige Größe. Die Bläschen sollten von 5 bis 95 i» des Gesamtvolumens der Teilehen einnehmen. Geringe Bläschenvolumina sind gewöhnlich vereinigt mit Teilchen von hoher mechanischer Festigkeit, die für gewisse Änwendungszwecke be* sondere brauchbar sind, jedoch für die meisten Zwecke wird es vorgezogen, daß die Bläschen mindestens 20 i» des Gesamtvolumens der Teilchen und vorzugsweise 20 bis 75 £ einnehmen·

Im Idealfalle sollte jedes Bläschen in einer kontinuierlichen Hülle des anorganischen Materials eingeschlossen sein, jedoch let es nicht immer leicht, dies zu erreichen.

Obwohl die Form der Teilchen nicht kritisch ist, wurde im allgemeinen gefunden, daß kugelförmige Teilchen die besten Ergebnisse haben.

Besondere brauchbare Produkte gemäß der Erfindung enthalten (1) zwisohen 0,5 und 20 und mehr, vorzugsweise zwischen 4 und 12 Gew.-Teile einer Faserverstärkung, (2) zwischen 2,5 und 30 und mehr, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Gew.-Teile eines polymeren Materials und (3) zwischen 10 und 50 Gew,-Teile bläsohenförmige Teile, wobei eich sämtliche Gewichtsangaben auf 100 Gew.-Teile des Maasenraaterials beziehen.

Bei den Produkten gemäß der Erfindung kann irgend eine anorgani-

309810/0678

sehe Masse verwendet werden. Die Masse kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß zwei oder mehr Bestandteile und zwar andere als V/asser miteinander umgesetzt werden» um so eine "Reaktionsmasse" au bilden, beispielsweise Phosphatzemente. Gewünschtenfalls kann sie aus einer sogenannten "Ausfällungsmasse" bestehen, beispielsweise aus Zementen, die aus löslichen Silicaten gebildet werden. Zweckmäßig werden jedoch hydraulische Massen, beispielsweise rasch abbindende Zemente, die durch gebrannte Zemente (hot-heat cements), sulfatbeständige Zemente, Portland Hochofen-Zement, Maurerzemente, Naturzemente, Kalkzemente, selenitische Zemente, Pozzolarzement, Portlandzement, Gips- oder Hochaluminiumjsemente (High Alumina Oement) verwendet. Der Prozess, durch den hydraulische Massen abbinden, wird als Hydratation- bezeichnet. Diese Hydratation schließt sowohl die Umsetzung mit Wasser als auch die Ausfällung ein.

Solche zementartigen Massen sind nur schwachlöslich in Wasser, jedoch setzen sie sich mit Wasser um und keine weitere Umsetzung ist erforderlich. Dies unterscheidet sie von Massen, welche auch noch andere Umsetzungen eingehen, außer deif Hydratation, In dieser Hinsicht wird beispielsweise auf die Arbeit von Wygant, J.P. in Ceramic Fabrication Processes (Herausgeber Vf. D. Kingery) - Wiley, !Tew York 1956» verwiesen.

Die Paserverstärkung kann in Porm von einem oder mehreren gewebten lextilstoffen oder nicht-gewebten Matten vorliegen» welche in getrennten Schichten in der Masse abgelegt werden, GoTAiinschtonfalls kann jedoch die PaserverStärkung auch in Porm von Einiselfaserii vorliegen, die entweder in willkürlicher Weise in der Hasser verteilt oder in getrennten Schichten abgelegt

Ee? können Einsei- oder KehrfacU^faeern verwendet werden« Die Ifefüsrn können auch zusammengefaßt {Bin, um einen zusammenhängen •■■er 'Faden, ^p::i.n jTaderbündel oder Vorgespinst zu bilden»

309 8 Ί 0/0678

Für gewisse Anwendungszecke ist es wünschenswert, eine komplexe Faserkombination zu verwenden. Unter "komplex" wird hierbei verstanden, daß in die Masse verschiedene Pasern des gleichen oder eines unterschiedlichen Materials der Masee einverleibt werden, wobei die Hauptuntersohiede hinsichtlich der länge und Durchmesser der Pasern bestehen. Unter der Bezeichnung "komplex" werden auch Kombinationen von Einzel- und Mehrfädenfasern des gleichen oder unterschiedlichen Materials verstanden.

Im allgemeinen wird für eine gegebene Gewichtafraktion der Faserverstärkung der beste Gesamtausgleich an Eigenschaften mit einer komplexen Faserkombination erreicht« Bevorzugte Kombinationen schließen Mischung von anorganischen und organischen Fasern; Mischungen von kurzen, einen geringen Durchmesser aufweisenden Fasern mit längeren, einen dickeren Durchmesser aufweisenden Fasern ein; Mischungen von Einzel- und Mehrfädenfasern des gleichen Durchmessers sowie Mischungen von Fasern verschiedener Längen,

Bei hydraulischen Zementen wurde gefunden, daß eine ausgezeichnete Yerstärkung mit Fasern erreicht wird, die einen Durchmesser von etwa 1 bis etwa 25 μ besitzen. In der Praxis ist es auch zweckmäßig, willkürlich verteilte kurze Fasern mit einer Länge bis zu etwa 5 cm zu verwenden, beispielsweise Fasern oder Faserkombinationen mit einer Länge innerhalb dee Bereiches von 2,5 bis 25 mm. Durch Kontrollierung der Orientierung der Fasern können der endgültigen Struktur verschiedene Grade der Anistropie erteilt werden. Bei gewissen Anwendungsfällen, wo eine Isotropiezität erfordert wird, werden die Fasern willkürlich verteilt.

Die Faserverstärkung kann aus natürlichen Fasern, wie Baumwolle oder Jute, synthetischen organischen faserbildenden Polymeren, wie Polyamiden, Polyolefinen oder Polyestern oder andere organi-

309810/0678

sehen Fasern, wie solchen aus Glas, Kohlenstoff* Bor, Asbest und verschiedenen Metallen bestehen.

Der Hauptzweck der Fasern ist der, dem endgültigen Produkt Stoßfestigkeit und Zähigkeit (Bruchfestigkeit) zu verleihen* Durch die Fasern wird in die endgültige Struktur ein den Bruch · aufhaltenden Hechanismus eingeführt. Weiterhin nehmen die Fasern Energie auf, indem sie sich Ausziehen, selbst nachdem die Hasse zu brechen beginnt, so daß auf diese Weise katastrophale Schäden in der endgültigen Struktur verhindert werden.

Es werden auch Verbesserungen hinsichtlich der Zugfestigkeit und des Elastizitätsmoduls erzielt· Die Üblichen Theorien für den Verstärkungsmechanismus sagen voraus, daß die Verbesserungen proportional zu den Verhältnis des Elastizitätsmoduls der Fasern zu dem Elastizitätsmodul der Masse sein werden. Da nun der Elastizitätsmodul von anorganischen Zementen hoch ist, ist das oben angegebene Verhältnis klein und infolge dessen sind die Verbesserungen vor dem Beginn des Brechens in der Masse nicht bemerkenswert hoch.

Es wurde jedoch gefunden, daß unerwartete Verbesserungen hinsichtlioh der Zugfestigkeit erreicht werden können, durch Kontrollieren der Spannungsübertragungseigenschaften zwischen Fasern und Hasse. Insbesondere wurde gefunden, daß durch das Einverleiben eines polymeren Materials! in die Masse eine Kontrolle der Spannungsübertragung zwischen der Faserverstärkung und der Masse erzielt wird.

Es wurde Überraschenderwelse gefunden, daß selbst Polymerfasern mit einem Modul der geringer ist als derjenige dee Zements, d.h», wo das oben angegebene Verhältnis kleiner als 1 ist, sowohl die Verbtsserungen hinsichtlich der Zugfestigkeit als auch der Stoßbeständigkeit und der Festigkeit verbessert werden können,

309810/0678

wenn ein geeignetes polymeres Material der Sturktur einverleibt wird.

Das polymere Material hat auoh noch andere wesentliche Punktionen außer den oben angegebenen. So wird hierdurch die Zerrelbbarkeit der Masse verringert und so ermöglicht das die Produkte der Erfindung geschnitten oder gebohrt werden können, ohne daß übermäßig Staub entwickelt wird. Bas polymere Material verbessert auch die Haftung der Bläschenteilchen in der Masse· Gewöhnlich führt eine Verringerung der Dichte eines Zements durch Zusatz von leichten Füllstoffen zu einer entsprechenden Verringerung der Festigkeit.

überraschenderweise wird durch die Gegenwart des polymeren Materials die Reduktion der Festigkeit verringert und unter gewissen Umständen kann es sogar zu einer Vergrößerung der Festigkeit kommen.

Beispiele von geeigneten thermoplastischen polymeren Materialien, welche hier verwendet werden können, sind Polyvinylacetat, Styrol-Butadien-Mischpolymer, Neopren, Polystyrol, Polymethylmethaerylat. Um jedoch die Warmestabilitat von zementartigen Produkten gemäß der Erfindung zu verbessern, kann es wünschenswert sein, ein duroh Wärmeeinwirkung abbindendes polymeres Material zu verwenden, beispielsweise Harnstoff-Formaldehyd, Epoxyharz» ungesättigte Polyesterharze.

Natürlich vorkommende polymere Stoffe, wie Bitumen und Nätur-

kautsohuklaticee können ebenso verwendet werden»

Ss ist einleuchtend, dfB zur maximalen Erreichung der oben angegebenen Vorteile, weiche auf das polymere Materials zurückzuführen sind, es notwendig sein kann, dem zementation Produkt mehr als eine unterschiedliche Type eines polymeren Materials

309810/0678

~ ' ~ . 2243006

einzuverleiben» Im allgemeinen sind polymere Materialien mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur (Tg), d.h. solche Polymere, welche weich oder gummiartig bei Uormaltemperatur sind, bei der das zementartige Produkt angewendet werden soll, äußerst wirksam hinsichtlich der Verbesserung der Möglichkeit» daß das Produkt auf Werkzeugmaschinen bearbeitet, gesägt» gebohrt und in anderer Weise behandelt' werden kann, wobei die Zerreiblichkeit des Produktes verringert wird. Andererseits sind polymere Materialien mit einem hohen Üg-Wert äußerst wirksam für die Verbesserung der Festigkeit und sie haben auch die größte Wärmebeständigkeit. Wünschenswerten Produkten gemäß der Erfindung sind also zweckmäßig zwei polymere Materialien einverleibt und zwar ein polymeres Material mit einem Ü?g-Wert der geringer ist als die Normaltemperatur, bei der das zementartige Produkt verwendet werden wird, und das andere Material mit einem Tg-Wert, der größer ist als die Hormaltemperatu^ bei der das sementartige Produkt verwendet werden wird.

Das polymere Material oder die Materialien können dem zementartigen Produkt in beliebiger Weise einverleibt werden, beispielsweise als Monomer, das dann in situ polymerisiert wird, als Flüssigkeit, die in situ vulkanisiert wird, als lösung in Wasser oder als feine Dispersion in Wasser. Im Falle von hydraulischen Zementen wird -jedoch vorgezogen, das Polymer in einer wäßrigen Dispersion oder eines latex einzuführen.

Gewöhnlich wird das polymere Material mit dem Zement, deT Faserverstärkung und dem Füllstoff gemischt, bevor der Zement abbindet, Wenn jedoch das Polymer in situ erzeugt wird, so können die Polymervorläufer/den verstärkten, gefüllten Zement imprägniert werden, nachdem dieser abgebunden hat.

Der Zementmasse ist ein Füllstüff einverleibt, weicher aus ■bläschenartigen Teilchen, beispielsweise hohlen kleinen Kugeln

309810/0678

vorzugsweise Mikroballons, aus einem geeigneten Material besteht. Die Teilchen können auch aus anorganischem Material, beispielsweise Glas bestehen, oder aber auch aus einem organ!·» sehen Material, wie Phenol- oder Harnstoff-Formaldehyd. Abgesehen von der Verringerung der Dichte der zementartigen Produkte haben die blasohenartigen Teilchen zur Folge« daß die Produkte auf Werkzeugmaschinen bearbeitet, gesägt und gebohrt werden können. Venn ein hoher Anteil der bläsohenfömlgen Teilchen dem Produkt einverleibt wird, d.h., wenn der Anteil derart ist, daß die Teilchen dicht aneinandergepackt sind, mit einer unzureichenden Menge an Masseniaterial, um die Zwischenräume «wischen den Teilchen auszufüllen, wird damit weiterhin Luft eingeschlossen, was die weitere vorteilhafte Folge hat, daß die Dichte verringert wird.

Zweckmäßig besitzen die Teilchen eine mittlere Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 20 bis 200 μ.

Den Produkten gemäß der Erfindung können auoh geringe Mengen an verschiedenen weiteren Zusatzstoffen einverleibt werden, wie die Adhesion fördernde Mittel, oberflächenaktive Mittel, Rheologiemodifizierungemittel, Pigmente und Stabilisierungsmittel.

Durch das Vorhandensein eines oberflächenaktiven Mittels, das auch in den meisten Polymerdlspersionen zugegen sein wird, wird auf Luft mitgerissen, Dies ist insofern vorteilhaft, als hierdurch die Gesamtdichte der Produkte der Erfindung verringert wird.

Die Produkte der Erfindung können duroh die verschiedenartigsten Prozesse hergestellt werden» Produkte, welche auf einer anorganischen Masse aufgebaut sind, können dadurch hergestellt werden, daß die verschiedenen Komponente zu einer teigartigen

309810/0678

Mischung vermischt werden, worauf dann diese Mischung vergossen, geformt oder extrudiert wird oder die Mischung kann auch unter entsprechenden Bedingungen abbinden und aushärten,

Bas Abbinden und Aushärten der Mischung kann durch Anwendung von Wärme oder durch Anwendung von Wärme und Druek beschleunigt werden, überraschenderweise ermöglicht das Vorhandensein der Faserverstärkung und/oder des polymeren Materials in der Mischung eine rasche Erwärmung und Abkühlung, ohne daß die Masse an sich geschädigt wird. Insbesondere wurde gefunden, daß Mischungen gemäß der Erfindung in handliche Produkte übergeführt werden können, indem die Mischung auf einen Temperaturbereich von 50 bis 15O⁰C erwärmt und dabei längere Zeiten, bis zu 2 st gehalten wird, Bei Abwesenheit von einer Saserveretärkung und polymeren Material würde eine rasche Erwärmung häufig zu inneren Schädigungen in der Masse führen.

Sie Endprodukte gemäß der Erfindung können weitgehend angewendet werden· Produkte in Form von flachen Platten können zur Konstruktion von Dächern, Garagen, Zäunen, Türen, Tisohbelägen, Umhüllungen und als geformte Panele für Stühle, Regale und Schubfächer verwendet werden. Andere Anwendungszeeke sind Boote, Tanks, Rohrleitungen und leichte Tragebalken.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen näher erläutert, worin die Teile Gewichtsteile sind.

Beispiel 1

Es wird eine Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt!

309810/0078

|eatandtoile Teile

Hoch-Aluminiumoxyd-Zement 100

Wasser 30

Polyvinylacetat (Homopolymer) 10 Emulsion in Wasser (50 + Feststoffanteile

einer Teilchengröße tos 100 bis 5 μ) Oelluloseäther 0,2

Glasfasern (geschnittenes Roh gespinst) 4#0 Nylonfasern (0,6 cm lang, 3 Ben, geschnittene Fasern) 1,0 kleine Kügeichen aus pulverisierter

Flugasohe (Teilchengröße 20 bis 200 u, 25,0 Schüttdichte 18,6 lb/ft⁵)

Der Oelluloseäther wird in 20 Teilen Wasser aufgelöst und mit der Polyvinylaoetatemulaion vermisoht. Die Mischung wird in einen Schwerkraftmischer eingefüllt und das Zementpulver wird langsam unter ständigem Rühren zugesetzt. Wenn der Zement zugesetzt worden ist, wird das kleine kugelförmige Material (Mikroballons) unter ständigem langsamen Rühren angesetzt, bis eine glatte homogene Misohung erhalten wird. Dann werden weitere 5 Teile Wasser zugegeben und die geschnittenen Glasfasern in die Misohung unter ständigem Rühren eingeschüttet. Schließlich werden weitere 5 Teile Wasser zugegeben und die Nylonfasern eingemisoht. Wenn die Pasern gleichmäßig la der Mischung verteilt sind, wird die teigartige Mischung In entsprechende Formen eingefüllt und unter einem Druok von 2,8 kg/cm verdichtet. In dieser Arbeitsstufe hat das Material bereits eine gewisse festigkeit und kann gewünsohtenfalls aus der Form entfernt werden, um endgültig abzubinden· öewünechtenfalls kann das Abbinden und die Erhärtung auch in der Form durchgeführt werden· Während des Zeitraums des Abbindens und Erhärtens (24 st) sollte das Material abgedeckt werden, um einen Feuchtigkeitsverlust zu verhindern« Nach diesem Zeltraum kann die Abdeckung fortgenommen

309810/0678

werden und die endgültige Aushärtung bei Raumtemperaturen 7 Tage lang erfolgen«, Dieser Zeitraum kann durch Anwendung von

Wärme verkürzt werden.

Die erwähnten !Formen können von ©jüafa©li©r Gestalt eetag vm flache Gegenstände zu ereeug@n ©cter gewfisiechtenfells ktenesa sie auch komplizierte Formen "besitzen _s die Krütamixngen aufweisen.

Die so geformten Produkte besitzen ©inen lomgs-Modul voa nicht weniger als 0,03 χ 10 kg/cm und ©inen Bruöhmoflul v@a nicht weniger als 900 kg (gemessen te?cÄ BS 1811)* Di® !festigkeit g@« messen durch BSrohbeanspruehimg und @elil&@f®8liiisk@£t &imü stens eine Größenordnung größer als diejemig© toe ziertem Zement. Das Material tarn gesägt, getioiivt' Wk& mit Üblichen Werkeeugen mit Gewinde vereeken weirdW wad weiterhin genagelt und gesctesutrt weräea» BaE ffatearial seigt weiterhin keine PlammenauBteaitung auf dev ö1b©r£iäeiM imd'ist brandsicher.

Beispiel 2

Es wird eine Mischung folgender Meawensetzwig hergestellt ι

Bestandteile

Ho ch-Aluminiumoxyd-Zement Wasser

Acrylemulsion in Wasser (47 $ feststoff®) Oelluloseäther

kugelförmige Flugasche (Mikroballons)

"B'tgeschnittene Glasfasern aus !zusammenhängendem

Strang (1 cm lang) 4-

"E"-Grlasfaeern aus nicht-zusammenhängendem Strang 2

geschnitten ( 1 cm lang)

309810/0678

Der Oelluloseäther wird in Wasser aufgelöst und eine Vormischung mit der Acrylemulsion hergestellt. Das Zementpulver wird in einen Hochleistungsoiseher eingegeben und eine genügende Menge der flüssigen Phase zugesetet, um einen schweren Teig eu ergeben« Der Teig wird solange gemischt, bis die Klumpen verschwunden sind» Dann wird weiter !flüssigkeit zugegeben, um die Konsistenz des Teiges eu verringern und die aus dem nicht-eusammenhängenden Strang bestehenden Glasfasern werden der Mischung zugesetzt. Die Mischung wird dann 50 min gerührt und eine Probe genommen. Die Probe wird mit Waoser auf einem Sieb bespült und der Zustand der Pasem geprüft. Venn diese au Einzelfäden dleperglert sind» so wird die folgende Mißohbehandlung durchgeführt, anderenfalls kann eine weitere Rührbehandlung notwendig sein. Wenn die Fasern aus dem nicht-einheitlichen Strang disperglert sind, wird die restliche flüssigkeit der Mischung Eugesetat und dann die Mikroballons unter mäßiger Rührung« Schließlich werden die aus dem einheitlichen Strang bestehenden Fasern eingegeben und unter sanftem Rühren disperglert, so da3 die Fasern nicht zerbrechen.

Die teigartige Mischung wird dann in geeignet« Formen eingebracht und in diesen bei einem Druck von 136 bis 272 kg verdichtet, wobei die Temperatur bei 100⁰C gehalten wird. Die Mischung wird eine halbe Stunde lang bei diesen Bedingungen gehalten. Bs ist darauf hinzuweisen, daß eine exotherme Reaktion dabei stattfinden kann und die Temperatur auf über 10O⁰O steigen kann. Wenn dies der Fall ist, muß der betreffende Gegenstand auf eine Temperatur unte: Druck nachgelassen wird.

auf eine Temperatur unter 10O⁰C abgekühlt werden, bevor der

Der so geformte Gegenstand besitzt eine ausreichende Festigkeit für die meisten Anwendungsewecke. Gewiinschtenfalls kann er jedoch einer weiteren Aushärtungebehandlung unterworfen werden, bevor er verwendet wird.

309810/0678

22A0008.

Auf diese Weise hergestellte Produkte zeigen gegenüber den Produkten nach Beispiel 1 eine verbesserte Festigkeit,

Beispiel 3

Es wird eine Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt!

Bestandteile . - Telia

Portlandzement ^! 100

Wasser 50'

Celluloseäther 0,5

Aerylemulsion 20

Alkalibeständige Glasfasern -von 1 cm Länge 5

und 22 μ Durchmesser

Nylonfasern Ton 3 Den geschnitten zu 1 cm Mnge 3

Ausgedehnter Perlit (100/28 Gradierung, liefere 14

firma Johns Manville)

Der Ceiluloseäther wird in Wasser aufgelöst und eine Vormischung mit der Acrylemulsion hergestellt.-Da® SemeatpuiT@r wird in einen Hochleistungsmischer eingebracht zusammen mit einer ausreichenden Menge !Flüssigkeit, um einen sfihen Teig zvL ergeben, der solange gemischt wird* bis jegliche Klumpen verschwunden sind» Ein weiterer Eltiesig&eitazueatz wird vorgenommen „ um die Konsistenz des Ueiges zu verringern und die Hylonfasern werden der Mischung zugegeben« Die Mischung wird solange gerührt, bis die Nylonfasern gleichmäßig verteilt sind. Die restliche Flüssigkeit wird dann zugesetat, wodurch die Konsistenz des Teiges verringert wird und dann werden die Glasfasern zugesetzt. Diese werden mit einer -achwachen Rührbehand·· lTang eingemischt, so daß sie gleichmäßig in der Masse verteilt , werden, jedoch ohne bemerkenswert su- zerbrechen« Ber Perlit

03810/QS? i

Die erhaltene teigartige Mlsohung wird in geeignete formen eingegeben, yerdiohtet und auegehärtet. See Material sollte dabei *b* gedeokt werden, um einen Feuchtlgkeitsverlust au vermeiden. ÖöwUnschtenfalls kann die Mlsohung unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet werden, wie im Seispiel 2 erläutert. Die Bauer der Druok- und Temperaturbehandlung kann eich über 2 st erstrecken, was jeweils von der Reaktionsfähigkeit des Zements abhängt. Sie naoh diesem Beispiels hergestellten Produkte besassen ähnliche Eigenschaften wie diejenigen des Beispiels 1.

Beispiel A Eine Miaohung folgender Zusammensetzung wird hergestellt} Bestandteile !Peile Hoch-Aluminiumoxy-Zement 100

Wasser 25

Aory!emulsion A034 6 Styrol-Butadien-i-Mischpolyraeremulsion mit einem

hohen Butylanteil (hergestellt unter der 6

Bezeichnung RETINEZ 29 Y 40) Oelluloseäther 0,3

pulverisierte Flugasche (Mikroballons) 25

"E^w«-Glasfasern geschnitten, 2 om Länge, aus 4

.■ zusammenhängendem Strang

3 Den Nylonfasern 1 cm lang 2

Der Celluloseäther wird in Wasser aufgelöst und eine ^vormisohung mit den beiden Emulsionen hergestellt. Das Zementpulver wird in einen Hochleistungsmischer eingegeben und fwar tu sammen mit einer ausreichenden Flüseigkeitsmenge, um einen •then Teig zu ergeben. Der Teig wird solange gerührt, bis jegliche Klumpen verschwunden sind. Ein weiterer Flüesigkeitswird vorgenommen, um die Konsistenz den Teiges zu rar»

3810/0878

ringern und die Nylon-Fasern werden, dann der Mis§tojng abge geben« Die Mischung -wird 30 min gerührt wn& Sann»wie im spiel 2 angegeben»3?roben genommen«,

.Wenn die Nylonfasern zu Einzelfäden unterteilt elmil_s Plüssigkeitsrest zugesetzt uad denn die mäßigem Rühren. Schließlich weröea dl'€

Die teigartige Mißehung wirt füllt und unter einem Druck iroa wobei die temperatur auf unter diesen Bedingungen ©ine Es ist darauf hinasweisem«, Reaktion stattfinden und <äl© kann. In diesem fall© muß dar abgekühlt werden, "fewor der Br

Der geformte Q-egenstojsä die meisten
einer weiteren
verwendet wird.

Auf diese Weise hergestellte

Beispiel 2* Beispiel 5

Eb wird eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt«

309810/0678

Beetandteile Teüe

Portlandzement pulverisierte Flugasche (Mikro-

ballone) 1 cm lange Glasfasern aus alkalibe-

ständigem Glas 1 cm lange Nylonfasern 3 Den

Wasser

Celluloseätner

Polyvinylacetat-Homopolymer-Emulsion 30 in Wasser (50 $> Peststoffe)

Wasser

Octylepoxystearat DaltoIac 3200 +) Suprasec 1100 +)

305	Vormischung 1	I
61		¹ Vormischung 3
20	Vormischung
5	2 ■
91 1,0
30
3,73
2,8 5,6 9,4

+) Daltolac 3200 ist ein eingetragenes Warenzeichen der Anmelderin für Polyesterpolyol.

+) Suprasec 1100 ist ein eingetragenes Warenzeichen der Anmelderin für Methandiphenyldiisocyanat.

Zu der trocknen Mischung wurde eine zweite Vormischung des ersten Waseerzusatzes zugegeben, der Celluloseäther und die Polyvinylacetat-Homopolymer-Emulsion. Die Mischung wurde 30 min lang geknetet und dann die dritte Vormischung eingegeben. Die endgültige Mischung wurde in Formen abgefüllt, die mit einem kleinen Zwischenraum an der Oberfläche geschlossen wurden und die Masse wurde reagieren gelassen. Im Verlauf der Reaktion zeigte sich eine gewisse Gasbildung und die Form wurde vollkommen gefüllt.

309810/0678

Die Vormischung 1 wurde trocken gemischt, und ihr wurde dann ..die Vormischung 2 zugesetzt. Diese Mischung wurde 50 min lang geknetet und dann wurde Vormischung 3 zugemischt« Die endgültige Mischung wurde in Formen abgefüllt» welche mit einem kleinen Zwischenraum an der Oberseite geschlossen wurden und reagieren gelassen« Im Iiaufe der Reaktion zeigte sich eine geringe Schaumbildung und die Reaktionsmischung dehnte sich aus, so daß die Formen gefüllt wurden. . -

Nach diesem Beispiel hergestellte Produkte besäßen verbesserte Temperaturbeständigkeit gegenüber den Produkten nach Beispiel 1.

Beispiel 6

Es wurden Mischungen folgender Zusammensetzungen hergestellt:'

Mischung A

Portlandzement	100 Seile
Styrolbutadien-EmulBion mit einem hohen
Butylgehalt	10 >
Wasser	50 ^w
Celluloseäther	0,5 "
Perlit 100/28	14 "
alkalitaständige Glasfasern von 2 cm Länge	8 »
Mischung B

95	It
5	η
2	It

Methyljnethacrylat Butylacrylat

Di-4-t-butylcyGlohexylperoxydicarbonat

Aus der Mischung A wurden geformte Gegenstände gemäß Beispiel 3 hergestellt, die dann Erhärten gelassen wurden.

309810/0 8 78

Nach dem Erhärten der geformten Gegenstände wurden diese getrocknet} in einer Stickstoffatmosphäre von der anhaftenden Luft "befreit und mit 30 Gew.-Teilen der Mischung B unter Vakuum imprägniert. Die imprägnierten Gegenstände wurden in Aluminium· folie eingewickelt und 6 st bei 50⁰C wärmebehandelt.

Die so geformten Produkte besaßen eine verbesserte Festigkeit gegenüber den Produkten nach Beispiel 3* Sie besaßen auch verbesserte Oberflächeneigenschaften, insbesondere verbesserte Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen·

Patentansprüche ι

309810/0678

Claims

Patent an Sprüche

1. Verstärkte Produkte aus einer zementartigen Masse, dadurch gekennzeichnet,, daß diese zwischen O₉5 und 20 Gew.-Teile einer Faserverstärkung, zwischen 2,5 und 30 Gew.-Teile eines polymeren Materials und zwischen 10 und 50 Gew„-Teile bläschen- oder kugelförmige Teilchen enthält, wobei sämtliche Gewichtsteile sich auf 100 Gew.-Teile des Massenmaterials beziehen. · -

2. Verstärke Produkte nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume innerhalb der bläschenförmigen Teile zwischen 20 und 75 % des gesamten Volumens der Teilchen einnehmen.

3. Verstärkte Produkte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₃ daß die Faserverstärkung in Form von Einzelfasern vorliegt»

4. Verstärkte Produkte nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung in Form einer komplexen Faserkombination vorliegt.

5· Verstärkte Produkte nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von 1 bis 25 u besitzen.

6. Verstärkte Produkte nach einem der Ansprüche 3 bis 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oder Faserkombinationen eine Länge von 2,5 bis 25 mm besitzen.

309810/067 8.

7. Verstärkte Produkte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material aus einem thermoplastischen Material besteht.

8. Verstärkte Produkte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material ein durch Wärmeeinwirkung abbindendes Material ist.

9· Verstärkte Produkte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei polymere Materialien mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen . enthalten.

309810/0678

ORIGfNAL INSPECTED