DE2851020C3 - Alkalibeständige Glasfasern des Systems SiO↓2↓-Zro↓2↓-Na↓2↓O-(CaO) zur Verwendung als Verstärkungsmaterialien für Zementprodukte - Google Patents

Alkalibeständige Glasfasern des Systems SiO↓2↓-Zro↓2↓-Na↓2↓O-(CaO) zur Verwendung als Verstärkungsmaterialien für Zementprodukte

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DE2851020C3
DE2851020C3 DE2851020A DE2851020A DE2851020C3 DE 2851020 C3 DE2851020 C3 DE 2851020C3 DE 2851020 A DE2851020 A DE 2851020A DE 2851020 A DE2851020 A DE 2851020A DE 2851020 C3 DE2851020 C3 DE 2851020C3
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Description

Die Erfindung betrifft Gläser zur Herstellung von alkalibeständigen Glasfasern, die als Verstärkungsmaterial für Zementprodukte verwendet werden.
Verstärkungsfasem aus Glas für Zementprodukte müssen alkalibeständig sein. Es ist bekannt, daß Zirkoniumoxyd in Gläsern die Alkalibeständigkeit erhöht Eine typische Glaszusammensetzung mit einem Gehalt an Zirkoniumoxyd wird in der japanischen Patentveröffentlichung 40 126/74 beschrieben. Die dort beschriebene Glaszusammensetzung enthält so große Mengen wie 7 bis 11 Mol-% an Zirkoniumoxyd, aber sie hat eine verhältnismäßig niedrige, faserbildende Temperatur von 132O°C oder weniger und diese Temperatur liegt erheblich unter der von etwa 1450" C oder höher der üblichen, Zirkoniumoxyd enthaltenden Glaszusammensetzungen. Eine Glaszusammensetzung mit einem hohen Gehalt an Zirkoniumoxyd hat eine höhere Liquidus-Temperatur und schlechte Schmelzeigenschaften, so daß es sehr schwierig ist. gleichmäßig geschmolzene Gläser herzustellen und die Faserbildung vorzunehmen. Beispielsweise hat eine Glasmasse mit einem hohen Zirkoniumoxydgehalt schlechtere Schmelzeigenschaften als Ε-Glas, das im allgemeinen eine hohe \ aserbildungstemperatur hat, bedingt dadurch, daß keine Alkalikomponente darin vorhanden ist. Außerdem ist die Faserbildungstemperatur ungefähr 70 bis 1600C höher als die von E Glas. Dies bedingt viele Nachteile, weil hitzebeständige Materialien, die man bei der Herstellung solcher Glaszusammensetzungen ver wenden kann, nur sehr beschränkt zur Verfügung Steher., die Erosion der hitzebeständigen Materialien erheblich ist. und weil die Lebensdauer von Platindüsen. wie man sie zum Spinnen solcher Glaszusammensetzung benötigt, nur sehr kurz ist.
Auch aus der DE-OS 23 38 015 sind tu Fasern oder Fäden verarbeitbare Glasmischungen bekannt, die in Gewichtsprozenten folgende Anteile enthalten:
Poise bei 13040C oder weniger und von 103 Poise bei 1216°Coder weniger.
Es gibt viele Verfahren zum Spinnen von Glasfasern, beispielsweise ein Verfahren, bei dem man eine flache Düsenplatte aus einem Edelmetall herstellt, die eine große Anzahl an Düsen aufweist, oder ein Verfahren, bei dem man eine Düsenplatte mit einer großen Anzahl von hervorstehenden Düsen herstellt, oder ein weiteres Verfahren, bei dem man eine Platte mit hervorstehen den Düsen verwendet, welche Kühlrippen parallel zu den Reihen aus den hervorstehenden Düsen hat, so daß man die an jeder Düse aus dem geschmolzenen Glas gebildeten Kegel kühlen kann. Verwendet man Glasmassen mit hohem Zirkoniumoxydgehalt zum Spinnen, so wird eine Vorrichtung, insbesondere eine solche mit Kühlrippen durch den von den Kegeln aus geschmolzenem Glas verdampfenden alkalischen Bestand'' silen, die zum erheblichen Teil aus den Alkalioxyden in den Glaszusammensetzungen stammen, zerstört was zu einer Erniedrigung der Spinngeschwindigkeit führt
Aufgabe der Erfindung ist es, alkaübeständige Gläser mit für die Verarbeitung zu Fasern geeigneten Schmelzeigenschaften zu zeigen, bei denen eine weitere Verbesserung der Schmelzeigenschaften und eine Erniedrigung der Spinntemperatur bewirkt werden kann, und man die geschmolzenen Fasern nach dem Austreten aus der Spinndüse so abkühlen kann, daß kein Verdampfen der alkalischen Bestandteile erfolgt wodurch die Kühlrippen der Spinndüsen beeinflußt würden, so daß eine technische Produktion möglich wird.
Diese Aufgabe wird durch die Mitverwendung von MnO in Gläsern auf der Basis von
j5 SiO2-ZrO2-Na2O-(CaO)
bewirkt
Die Erfindung betrifft alkaübeständige Glasfasern des Systems SiO2-ZrO2-Na2O-(CaO) zur Verwendung als Verstärkungsmaterialien für Zementprodukte, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie in Gewichtsprozenten bestehen aus:
SiO2 60 bis 62
CaO 4 bis 6
Na2O 14 bis 15
K2O 2 bis 3
ZrO2 IO bis Il
TiO2 5,5 bis 8
SiO2 ZrO2
Na2O
CaO sowie MnO
54-60
13-16
12-15
O- 7
53-14
Diese Glasmassen haben eine Liquidustemperatur von weniger als 816"C und eine Viskosität von 102·50 mit den Bedingungen: MnO + CaOäi' und Gewicht von MnO ä Gewicht von CaO.
D?r Anteil an SiO2 ist auf 54 bis 60 Gewichtsprozent beschränkt worden unter Berücksichtigung, daß beim Schmelzen die Viskosität des geschmolzenen Glases in geeigneter Weise aufrechterhalten werden soll. Liegt
V5 der Anteil bei weniger als 54 Gewichtsprozent, so wird die Viskosität zu niedrig im Vergleich zu der Liquidus-Temperatur und dadurch ergeben sich Schwierigkeiten beim Spinnen. Ist der Anteil höher als 60 Gewichtsprozent, so wird die Viskosität zu hoch und
bo man kann die Ziele der Erfindung nicht erreichen.
Der Anteil an ZrO2 ist auf 13 bis 16 Gewichtsprozent begrenzt. Liegt der Anteil bei weniger als 13 Gewichtsprozent, so erzielt man keine ausreichende Alkalibeständigkeit, und wenn der Anteil mehr als 16
μ Gewichtsprozent beträgt, dann steigt die Liquidus-Temperatur so stark an, daß das Spinnen schwierig wird.
Der Anteil an Nb2O ist auf 12 bis 15 Gewichtsprozent beschränkt. Liegt der Anteil bei weniger als 12
Gewichtsprozent, so werden die Schmelzeigenschaften unzureichend und die Ljquidustemperatur wird erhöht, während bei einem Anteil von mehr als 15 Gewichtsprozent die Viskosität erniedrigt wird und die Verdampfung der Alkalikomponente aus den Kegeln erhöht wird.
Der Anteil an MnO sou 5,5 bis 14 Gewichtsprozent betragen, während andererseits das Gesamtgewicht von MnO und CaO 11 Gewichtsprozent oder mehr betragen soll, und das Gewicht von MnO gleich oder größer dem Gewicht von CaO sein solL Liegt der Anteil an MnO unter 5,5 Gewichtsprozent, wobei die anderen Bedingungen alle vorliegen, so wird die Liquidustemperatur erhöht und die Schmelzeigenschaften werden verschlechtert und die aus den Düsen ausfließende Glasschmelze kann nicht leicht gekühlt werden, und die Alkalibeständigkeit wird gemindert. Wenn der Anteil oberhalb 14 Gewichtsprozent ist, wird die Viskosität zu stark erniedrigt und dadurch kann man nicht mehr ordentlich spinnen.
CaO kann in Mengen von bis zu 7 Gewichtsprozent anstelle von MnO vorliegen, unter der Bedingung, daß MnO δ CaO ist, und das Gesamtgewicht von MnO und CaO 11 Gewichtsprozent oder mehr beträgt Liegt der Anteil von CaO bei mehr als 7 Gewichtsprozent, oder CaO > MnO, so zeigt CaO die Neigung, die Wirkung von MnO zu inhibieren und weist weiterhin auch eine starke Neigung auf, die Liquidus-Temperatur zu erhöhen.
Im Gegensatz zu üblichen alkalibeständigen Gläsern, die ZrO2 enthalten, und die weiterhin geringe Mengen an Al2O3 enthalten kennen, sollen die erfindungsgemäßen Gläser kein AI2O3 enthalten, um zu vermeiden, daß die Liquidustemperatur der Glasmassen erhöht und die Alkalibeständigkeit erniedrigt wird Da B2O3 und P2O5 als nachteilige Komponenten hinsichtlici, der Alkalibeständigkeit wirken, sollen auch diese Komponenten in den erfindungsgemäßen Gläsern nicht enthalten sein, jedoch kann man die Gegenwart dieser Komponenten als Verunreinigungen in Mengen von bis zu t Gewichtsprozent tolerieren.
Die erfindungsgemäßen Gläser können übliche Komponenten, wie CaF2, NaZSO4, Sb2O3 oder As2O3 als Klärmittel innerhalb eines Bereiches von etwa 1 Gewichtsprozent oder weniger in gleicher Weise wie andere faserbildende Gläser enthalten. Weiterhin können die Gläser andere Verbindungen wie K2O. AItOj. Fe2O3 oder TiO2 als Verunreinigungen in den Rohmaterialien für die vorher erwähnten einzelnen Glasbestandteile enthalten, sowie Cr2O3 und SnO2, das aus der Schmelzvorrichtung oder dem feuerfesten Material oder der Spinnapparatur stammen kann, wobei diese Verunreinigungen in einem Bereich von etwa 1 Gewichtsprozent oder weniger vorkommen dürfen.
Bei den erfindungsgemäßen Glasmassen, bei denen man die gestellte Aufgabe durch Verwendung einzelner Komponenten in begrenzten Mengen erzielt, ist der wichtigste Punkt der. Manganoxyd in einem großen Überschuß, d. h. 5,5 Gewichtsprozent oder mehr vorliegen /u haben unter der Bedingung, daß das Gesamtgewicht an Manganoxyd und Calciumoxid 11 μ Gewichtsprozent oder mehr beträgt
Durch Manganoxyd haben die Gläser hervorragende Schmelzeigenschaften, d. h.. daß sie einfacher als E-Glas geschmolzen werden können und eine gleichförmige Glasschmelze ergeben. Da die Liquidus-Temperatur der «ii Gläser nur 1050 bis 120O0C beträgt, wird auch die Spinntemperatur erniedrigt, und man kann die Massen unter ungefähr den gleichen Bedingungen wie E-Glas verspinnen. Da das geschmolzene Glas leicht gekühlt werden kann, wird das Verdampfen der Alkalibestandteile unterdrückt und die Kühkippen können während einer langen Zeh verwendet werden, und dadurch erzielt man eine verbesserte Verspinnbarkeit zu Glasfasern mit verbesserter Alkalibeständigkeit
Obwohl Z1O2 in erheblichen Mengen vorkommt, haben die Gläser sehr gute Schmelzeigenschaften und ergeben ein gleichmäßiges Glas. Bei einer Prüfung der Schmelzeigenschaften, bei der eine Glasrohmaterialmischung im Tiegel in einem Elektroofen geschmolzen wird, und man die Zeit mißt die benötigt wird, bis eine Fläche an ungeschmolzenem Material und eine Fläche des geschmolzenen Materials im oberen Teil des Tiegels gleich groß ist, benötigt ein übliches ZrOrenthaltendes Glas etwa 75 Minuten, während die Glasmassen gemäß der Erfindung nur etwa 45 Minuten benötigen, wobei man in beiden Fällen 100 g der Rohmaterialmischung einer Korngröße von kleiner als 0,074 mm und eine Schmelztemperatur von 13500C anwendete. Dies läßt sich aus den in Tabelle 2 gezeigten Fakten erklären, wonach die Glasmassen gemäß der Erfindung eine sehr niedrige Viskosität und nur etwa die Hälfte der Viskosität von anderen üblichen ZKVenthaltenden Glasmassen bei der gleichen Flüssigphasentemperatur aufweisen. Diese guten SchmelzeigenscbaJten der erfindungsgemäßen Glasmassen sind zum Teil auf die Einwirkung von Mangan auf das Rohmaterial als starkes Flußmittel zurückzuführen.
Es ist bekannt daß hinsichtlich der Spinnstabilität von Glasfasern eine größere Differenz zwischen der Liquidus-Temperatur und der Spinntempeiatur das Spinnen verbessert Dies liegt daran, daß, wenn der Unterschied zwischen der Liquidustemperatur und der Spinntemperatur gering ist die Kristalle gleich in der Glasschmelze wachsen, bis die Glasschmelze durch die Düse geht oder nachdem sie durch die Düse hindurchgegangen ist und dadurch werden die Glasfasern abgeschnitten. Jedoch ist dir Spirk js«abilität von Glasfasern nicht durch die Differenz zwischen der Liquidustemperatur und der Spinntemperatur begrenzt sondern wird durch andere Faktoren wie der Gleichmäßigkeit des geschmolzenen Glases, dem Viskositätsgradienten, der Kristallwachstumsgeschwindigkeit der Einfachheit mit der mm kühlen kann, u. dgL wie auch durch die Anzahl der Düsen pro Spinnofen, dem Durchmesser der Düsen, der Aufwickelgeschwindigkeit der Anwesenheit oder der Abwesenheit von Kühlhilfs vorrichtungen, wie Kühlrippen, der Art der Aufwickelhaspel α dgl. beeinflußt.
Das Problem des Kristallwachstums tritt besonders auf. wenn ungleichmäßige Anteile wie Glasschlieren und mikrokristalline Strukturen in der Glasschmelze vorliegen. Bei einer gleichmäßigen Glasschmelze kann das Spinnen ohne iede Schwierigkeit durchgeführt werden, selbst wenn die Differenz zwischen der Liquidus-Temperatur und der Spinntemperatur klein ist Liegt ein ungleichmäßiger Anteil in einer Glasschmelze in erheblichen Mengen vor. weil die Glasschmelze bei einer ziemlich hohen Temperatur gehalten wird, bis sie durch die Düsenplatte hindurch geschickt wird, und ein Kristallwachstum kaum stattfindet, und dadurch ein Abschneiden der Fasern bewirkt, bevor diese durch die Düse hindurchgehen, kann das Spinnen ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden, wenn die Viskosität gleichmäßig eingestellt wird, indem man die Düsenplatten-Temperatur auf die Liquidus-Temperatur einstellt Auch wenn eine ungleichförmige Struktur in der
Glasschmelze, unmittelbar nachdem diese durch die Düsen hindurchgegangen ist, vorliegt, bei welcher eine Neigung zum Kristallwachstum vorhanden ist kann man stabil spinnen, indem man schnell kühlt und dadurch das Kristallwachstum hemmt
Obwohl bei den erfindungsgemäßen Glasfasern eine verhältnismäßig kleine Differenz zwischen der Liquidus-Temperatur und der Spinn temperatur vorliegt (wobei bei Spinntemperatur im allgemeinen eine Viskosität von etwa 1000 Poise vorliegt), haben sie doch sehr gute Spinnstabilität wegen der vorerwähnten guten Scämelzeigenschaften und enthalten deshalb auch nur einen sehr geringen Anteil an ungleichförmigen Teilen, durch welche ein Kristallwachstum und eine Kristallabscheidung stattfinden, und darüber hinaus kann der is Temperaturbereich, innerhalb der das Spinnen durchgeführt wird, recht breit eingestellt werden wegen der Einfachheit die Glasmassen zu kühlen und der Möglichkeit einer Schnellkühlung der Glasschmelze, nachdem diese durch die Düsen hindurchgegangen ist
Die bei den erfindungsgemäßen Glasfasern erzielte Verbesserung hinsichtlich der bessere'- Kühibarkeit dieser Glasfasern beruht auf dem Übergang einer kleinen Menge von Mn++ zu Mn++ +. Während bei vielen Gläsern die Verfärbung durch dreiwertiges Mangan störend ist spielt die Verfärbung der für die Verwendung als Verstärkungsmaterialien für Zementprodukte bestimmten erfindungsgemäßen alkalibeständigen Glasfasern keine Rolle.
Das durch die Düsen hindurchgegangene geschmolzene Glas wird, während es einen Meniskus bildet schnell gekühlt Dabei erfolgt die Wärmeverteilung ."ast nur durch Abstrahlung von der durch Manganoxid verfärbten Oberfläche und dies bewirkt eine vorteilhafte Stabilität beim Spinnen. Im allgemeinen wird die Spinntemperatur so gewählt daß eine Viskosität von etwa 1000 Poise vorliegt Bei den erfindungsgemäßen Glasmassen kann die Spinntemperatur breit eingestellt werden, sogar bis zu einer Viskosität von 400 bis 500 Poise, "eil die Glasmassen leicht gekühlt werden können und die Glasschmelze unmittelbar nach dem Spinnen schnell gekühlt wird. Die so erhaltenen Glasfasern haben weiterhin den Vorteil, daß sie aufgrund der Schnellkühlung gegenüber üblichen Glasfasern eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht in &:r Verminderung der Verdampfung der alkalischen Bestandteile nach uem Passieren der Düse aufgrund der wirksamen Kühlung, besonders an der Oberfläche, und dadurch wird eine Verlängerung der Lebensdauer der Kühlvorrichtung, wie der Kühlrippen, ermöglicht Ein übliches Glas, das mehra's 10Gewichtsprozent an alkalischen Verbindungen enthält verdampft im allgemeinen bemerkenswerte Mengen an Alkaliverbindungen aus der Schmelze, nachdem es durch die Düsen hindurchgegangen ist und dies bedeutet eine Verkürzung der Lebensdauer der Kühlvorrichtungen, wie der Kühlrippen, so daß man Kübhippen in der Praxis gar nicht anwenden konnte. Kühlrippen kann man jedoch bei den erfindungsgemäßen Glasmassen anwenden.
ZirkoniumoxydhaJüge Gläser haben eine sehr gute Alkalibeständigkeit. Andere Komponenten als Zirkoniumoxyd beeinflussen natürlich die Alkalibeständigkeil und durch B2O3, B2O5 und Al2O3 wird z.B. die Alkalibeständigkeit vermindert und die Beibehaltung der Festigkeit erheblich beeinflußt Es ist bekannt daß Erdalkali-Komponenten die Alkalibeständigkeit von Glasfasern erhöhen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt daß auch Manganoxyd die Alkalibeständigkeit erhöht und zwar in größerem Maße als dies durch Erdalkalimetalle erzielt wird. Wird ein Erdalkalimetall, beispielsweise Calciumoxyd durch Manganoxyd ersetzt und der Gehalt an MnO beträgt 5,5 Gewichtsprozent oder mehr, und MnO + CaO S1! Gewichtsprozent oder mehr, sr stellt man eindeutig eine Verbesserung der Alkalibestiodifkeit fest und man kann Verbesserungen von 30% oder mehr erzielen.
Die Erfindung wird im nachfolgenden Beispie! beschrieben. Dort sind Prozente auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel
Es wurden die verschiedenen Glaszusammensetzungen, die in Tabelle 1 aufgestellt sind, verwendet und deren Schmelzeigenschaften wurden untersucht Liquidus-Temperaturen und Viskositäten der einzelnen Glaszusammensetzungen werden in Tabelle 2 gezeigt
Der Versuch wurde wie folgt durchgeführt: Jede Mischung aus dem Glasrohmaterial wurde in einem Platintiegel in einen elektrischen Ofen gegeben und geschmolzen. Zu Anfang sank der geschmolzene Anteil auf den Boden, während der nichtgeschmolzene Anteil oben blieb. Die nichtgeschmolzene Schicht wurde allmählich dünn und dünner und zum Schiuß konnte das geschmolzene Glas von der Mitte des oberen Teiles des Tiegels gesehen werden. Die benötigte Zeit, bis ein Gebiet aus dem nichtgeschmolzenen Anteil und ein Gebiet aus dem geschmolzenen Anteil gleich groß aussah, nachdem das Rohmaterial in den Tiegel eingegeben worden war, wurde als Ma3 für die Schmelzeigenschaften angesehen. Jeweils 100 g eines Rohmaterials mit einer Teilchengröße von 0,074 mm wurde bei 13500C geschmolzen und die oben erwähnte Zeit wurde mit folgenden Ergebnissen gemessen.
Glas Nr. 7 Glas P·
etwa 45 Minuten etwa 75 Minuten
Gläser 1 bis 6, also die erfindungsgemäßen Glasmassen, zeigten annähernd dasselbe Schmelzverhalten wie Glas Nr. 7.
Tabelle I Glas Mr 2 3 4 5 6 7 P* E-G las C-Olas
Komponente I 57,0 57,0 57,5 55,5 57,5 58,0 62,0 54,5 67,0
58,0 15,0 14,5 15,5 13,5 15,0 15,0 17,0 - -
SiO2 (%) 14,0 - 0,5 - - - - - 14,5 4,0
ZrO2 (%) - 14,0 8.0 7.0 10.0 10.5 8,0 - - ZnO 4,0
AI2O3 (%) 14.0
MnO (%)
Komponente
Glas Nr.
I 2
C-CiKiv
CaO (%) - - 6.0 5,5 6.5 3.0 6.0 5.0 23.0 9,0
Na,O (%) 14.0 14.0 14.0 14.5 14.5 14.0 13.0 16.0 - 12,0
Anmerkungen, (iliiser I his 7 si nil Glasmassen gcrniiH iler Γ rfinc1un;z. I** ist cine CiKis/usiimmenset/ung gcma'H der 11' -AS -401 2l· '"M.
Tabelle 2
Glas Nr. 2 I 190 4 195 5 I 190 I 205 I' 1 140 Mil.ts C-Cilas
1 1 185 1 000 I 100 I 100 I 000 I 00(1 20000 1080 I 120
1 050 1 200 1 190 1 210 I 600 1 190 I 205 I 255 10000 I 800
8 000 1 207 1245 1 260 I 175 1 245 I 258 1315 I 185 I 170
1212 1 260 1 I 230 1 235 ! 230
1263
Liquidus- Temperatur (7',-) (°)
Viskosität bei J)
(Poise)
Temperatur bei
1000 Poise ( O
Temperatur bei
500 Poise ( O
Die in Tabelle 1 aufgeführten Glasmassen wurden versponnen unter Verwendung eines Spinnofens und einer Düsenplatte mit hervorstehenden Nasen mit 400 Öffnungen und gewöhnlichen Kühlrippen aus Silber. wobei Glasfasern mit einem Durchschnittsdurchmesser von 16 μπι erhalten wurden. Die Gebrauchsdauer der Kühlrippen an den Düsen, bis man sie ersetzten mußte. wurde bei jeder Glasmasse gemessen und es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Gläser Nr. 1 bis 7 70 bis 100 Stunden
P*-Glas 15 bis 20 Stunden
E-Glas 150 bis 200 Stunden
C-Glas 15 bis 20 Stunden
-ίϊπηη rl r, Cl Λ ι π C^ „ U w η · ■ ,·. U r A η ,nr· ("
die Kühlrippen bei P*-Glas und C-Glas in der Größenordnung von !5 bis 20 Stunden liegt, und daß man solche Kühlrippen in der Praxis bei der Glasfaserherstellung nicht verwenden kann. Obwohl die erfindungsgemäßen Glasmassen einen großen Anteil an Alkali enthalten, so wie P*-Glas und C-Glas. kann man die Kühlrippen in diesem Fall eine längere Zeit verwenden.
Die gebildettii Glasfasern wurden den nachfolgend angegebenen Prüfungen hinsichtlich der Alkalibeständigkeit unterworfen.
(1) Prüfung des Gewichtsverlustes
Die einzelnen Glasfasern mit einer Länge von 1 cm wurden in verschiedenen Alkalilösungen unter den nachfolgenden Bedingungen behandelt und der Gewichtsverlust wurde aufgezeichnet. Die Behandlungsbedingungen waren die folgenden:
(I) Glasfasern wurden mit einem 50% ig en Zementextrakt behandelt, den man erhalten hatte durch Filtrieren einer Aufschlämmung einer Mischung aus Portland-Zement zu Wasser = 1:10 über Nacht und zweifache Verdünnung des erhaltenen Extraktes, wobei die Behandlung bei 90"C 18 Stunden durchgeführt wurde.
(II) Glasfasern wurden mit einer künstlichen Zementlösung (NaOH 0.88 g/l. KOH 3.45 g/l und Ca(OH)2 0,48 g/l) 18 Stunden bei 90= C behandelt.
(III) Glasfasern wurden mit einer Ca(OH)2-I.ösung einer Dichte von 0.48 g/l 48 Stunden bei 90 C
(IV) Glasfasern wurden mit Ca(OH):-l.ösung mit einer Dichte von 0.48 g/i bei 90 C 240 Stunden behandelt.
(V) Glasfasern wurden mit dem gleichen Zementextrakt, das bei (I) verwendet wurde. 96 Stunden bei 64°C behandelt.
(Vl) Glasfasern wurden mit einer Mischlösung aus NaOH 0.088 g/l und KOH 0.345 g/l 96 Stunden bei 64= C behandelt.
(VII) Glasfasern wurden 2 Monate bei 20cC mit einem Zementextrakt behandelt, das erhalten worden war durch Filtrieren einer Aufschlämmung aus einer Mischung von Portland-Zement zu Wasser = 1 : 10 über Nacht.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 Glas Nr.
2		 4 5 6 P*-Glas E-Glas
Behandlungs-
Bedingungen 		0.42
0.42 		0.45
0.40
0.54		 0,58
0.46 		0.49
0.45 		0.56
0.48
0.53		 6.5
7.1
(I)
(Π)
(im
Fortsei/unu
Berundlungs-Hedingungen
Cilas Nr
0,94
0,26
0,48
c1..)
0,80
0.26
Γ..Ι
0,32
(ι 1"-CiIi,. Ii-Ci hi
(■'..) r.) ("■»)
0,78 _
- 1.34 16,5
0,28 0,31 3.0
0,65 5,5
(2) Veränderung der Festigkeit von Faserbündeln
im Verlauf der Zeil
Die erhaltenen Fa1··. rbündel wurden mit dem gleichen Zemen'.estrak!. dar, gemäß (V!) ir, Tabelle J «üigcfiüni wird, bei 64" C die Anzahl Tage, die in Tabelle 4 gezeigt wird, behandelt, und die Festigkeit wurde dann gemäß )IS R 3413 gemessen.
Tabelle 4
(Einheit: g/Tex)
Cilas Nr
F.-Glas
liehandlungstiigc
" 6
!8
51.2
35,3
52.0
45.5
29.5
23,7
27.8
21.4
12.1
28
18.7
13,3
7,6
(3) Veränderung der Festigkeit eines mit
Glasfasern verstärkten Zementproduktes nach
Ablauf einer gewissen Zeit
Zementprodukte, die 5 Gewichtsprozent Glasfasern erhielten, wurden an der Luft eine Woche narh Hpr Verformung getrocknet und dann mit Wasser bei 6O0C (Tabelle 5) oder bei 800C (Tabelle 6) während einer bestimmten Anzahl von Tagen behandelt und dann wurde die Biegefestigkeit der so behandelten Produkte gemäß JISAI408 gemessen.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 und 6 gezeigt.
Tabelle 5
Uehandlung mit heißem Wasser bei 60 C
(Einheit: kg/cnr)
Heha ndlungstagc
0 I
15
336
294
366
285
338
305
315
258
265
197
Tabelle 6
Behandlung mit heißem Wasser bei 80 C
(F.inheit: kg/cnr)
Cilas Nr.
Hehandliingstage
(I I
336
294
313
250
240
210
188
173
Aus diesen Ergebnissen wird ersichtlich, daß die geprüften Glasmassen sehr gute Schmelzeigenschaften haben und gut gekühlt werden können, und daß sie unter
versponnen werden können.
Darüber hinaus haben die so hergestellten Glasfasern eine ausgezeichnete Alkalibeständigkeit und eine hohe Festigkeit und sie können verwendet werden zum Verstärken von Zementprodukten, ohne daß sie ihre Festigkeit im Verlauf der Zeit verlieren.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Alkalibeständige Glasfasern des Systems SiO2-ZrO2-Na2O-(CaO)
    zur Verwendung als Verstärkungsinaterialien für Zementprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Gewichtsprozenten bestehen aus:
    SiO2 54-60
    ZrO2 13-16
    Na2O 12-15
    CaO O- 7 sowie
    MnO 5,5-14
    mit den Bedingungen: MnO+CaO ^ 11 und Gewicht von MnO S Gewicht von CaO.
DE2851020A 1977-11-30 1978-11-24 Alkalibeständige Glasfasern des Systems SiO↓2↓-Zro↓2↓-Na↓2↓O-(CaO) zur Verwendung als Verstärkungsmaterialien für Zementprodukte Expired DE2851020C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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JP14372577A JPS5476612A (en) 1977-11-30 1977-11-30 Glass composition

Publications (3)

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DE2851020A1 DE2851020A1 (de) 1979-05-31
DE2851020B2 DE2851020B2 (de) 1980-07-24
DE2851020C3 true DE2851020C3 (de) 1981-06-04

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