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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines faser-
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verstarkten ausgehdrteten Formkörpers des Gipssystems, sie betrifft
insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines solchen ausgehärteten Formkdrpers,
bei dem Gips (CaS04.2H20) und Schlacke als Hauptausgangsmaterial verwendet und eine
verstärkende Faser eingearbeitet werden, sowie das dabei erhaltene Produkt.
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Bisher wurden Gips, Schlacke und eine Mischung davon wie nachfolgend
angegeben verwendet: 1.) Verwendung von Gipshemihydrat und Anhydrit vom Typ II Die
Verwendung von Gipshemihydrat (CaS04.1/2H20, nachfolgend abgekürzt als "Hemihydrat"
bezeichnet) und Anhydrit vom Typ II (CaSO4, wasserfreier Gips), wird durch eine
Gipsmartelplatte reprdsentiert. Das heißt, das Hemihydrat erhalt man durch Dehydratation
von 3/2 Mol des in Gips (CaS04.2H20) enthaltenen gebundenen Wassers. Zu dem Hemihydrat
werden Füllstoffe und dgl. und außerdem 70 Gew.-% oder mehr Wasser zugegeben und
die dabei erhaltene Mischung wird durchgeknetet und gehärtet zur Herstellung einer
Platte.
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Den Anhydrit vom Typ II erhält man durch Calcinieren von Gips bei
etwa 6000C oder mehr und der dabei erhaltene Anhydrit vom Typ II wird gemahlen.
Dem Anhydrit werden etwa 35 Gew.-Z Wasser zugesetzt
und die Mischung
wird durchgeknetet und gehärtet zur Herstellung einer Platte.
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Diese ausgehärteten Gipsformkörper erhält man unter Ausnutzung der
Selbsthärtungseigenschaften des Hemihydrats und des Anhydrits vom Typ II. Die oben
genannten Verfahren zur Herstellung von ausgehärteten Gipsformkörpern erfordern
die Dehydratation von Gips und zur Herstellung von Anhydrit vom Typ II ist insbesondere
eine große Wärmemenge erforderlich. Außerdem weisen diese ausgehurteten Gipsformkörper
eine geringe Wasserbeständigkeit auf. Daneben besitzt der ausgehärtete Hemihydrat-Formkörper
eine geringere Festigkeit, da viel Wasser zur Herstellung eines solchen ausgeharteten
Formkörpers erforderlich ist. Der Anhydrit vom Typ 11 ist kaum hydratisierbar, selbst
wenn Wasser zugegeben wird. Zum Hydratisieren des Anhydrits vom Typ II ist es erforderlich,
einen Beschleuniger zuzugeben. Wenn jedoch ein solcher Beschleuniger zugegeben wird,
kann die Hydratation nicht innerhalb eines kurzen Zeitraumes vervollständigt werden
und sie läuft langsam ab. Deshalb hat der ausgehdrtete 11-Typ-Anhydrit-Formkörper
die-Neigung, innerhalb eines langen Zeitraumes expandiert und zerstört zu werden
und die Stabilitt, die fur Baumaterialien erforderlich ist, ist gering.
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aus Verbundmoterialien QUS Hemihydrat und Portlandzement Das Verbund
verfahren wurde untersucht zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit eines ausgehärteten
Gipsformkörpers. Das Verbundmaterial aus Hemihydrat und Portlandzement hat jedoch
den Nachteil, daß das Verbundmaterial zu schnelle Abbindeeigenschaften besitzt und
nicht ver- bzw. bearbeitbar ist. Deshalb ist es erforderlich, einen Verzögerer zuzusetzen.
In einigen Fällen führt jedoch die Zugabe eines
Verzögerers zu
einer starken Verringerung der Festigkeit des Endproduktes. Darüber hinaus reagieren
nach Beendigung der Aushärtung des Xemihydratformkörpers das Calciumaluminat (3
CdO.A1203) in dem Zement und das Hemihydrat miteinander unter Bildung von Ettringit
(3CaO.Al2O3.3CaSo4.3l-32H2O) und die Folge davon ist, daß der ausgehdrtete Formkörper
expondiert und zerstört wird.
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3.) Sulfatierter Schlackenzement Sulfatierter Schlackenzement besteht
zu 80 bis 85 Gew.-% aus Hochofenschlacke, zu 10 bis 15 Gew.-% aus Anhydrit und zu
etwa 5 Gew.-% aus Portlandzement. Die latenten hydravlischen Eigenschaften der Hochofenschlacke
werden zur Herstellung eines ausgeharteten Formkörpers aus sulfatiertem Schlackenzement
ausgenutzt. Dieser ausgehdrtete Formkörper hat die Neigung, aufgrund eines Versprödungsphunomens
in seiner Oberfläche beeinträchtigt (verschlechtert) zu werden, was höchst nachteilig
ist. Daneben besitzt der ausgeharteta Formkörper dann, wenn eine große Menge Anhydrit
des' Typs 11 dem sulfatierten Schlackenzement zugesetzt wird, den Nachteil, daß
er ähnliche Eigenschaften aufweist wie die oben unter (II) erwahnten ausgehdrteten
Formkörper und daß seine BeeintrUchtigung (Verschlechterung) gefördert wird.
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Bei der vorstehend beschriebenen konventionellen Verwendung von Gips
beruhen die Fölle (1) und (2) auf der Ausnutzung der Selbsthörtungseigenschaften,
die das Hemihydrat und der Anhydrit voi Typ 11 besitzen, und in dem Fall (3) wird
der Anhydrit als Stimulans fUr die Hydratation in einer geringen Menge verwendet.
Der Gips besitzt keine Selbsthärtungseigenschaften und er wurde daher bisher als
solcher als Ausgangsmaterial nicht verwendet.
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Es wurden nun Untersuchungen durchgefUhrt, um die Verwendung von Gips
selbst zu entwickeln. Als Folge davon wurde gefunden, daß ein unerwarteter ausgehdrteter
Formkörper mit schnellen Aushartungseigenschaften, einer hohen Festigkeit und einer
hohen Wasser beständigkeit erhielten wird, wenn man Gips (CaSo4.2H2O), der keine
Selbsthärtungseigenschaften besitzt, und Schlacke, welche latente hydraulische Eigenschaften
besitzt, als Hauptausgangsmaterial verwendet und in das Hauptausgangsmaterial eine
Alkalisalzsubstanz und eine Aluminiumsulfat enthaltende Substanz einarbeitet. Es
wurde auch gefunden, daß dann, wenn zusammen mit dem Hauptausgangsmaterial und den
Ubrigen Bestandteilen, wie sie oben erwähnt sind, auch eine verstdrkende Faser verwendet
wird, ein verbesserter ausgehärteter Formkörper erhalten werden kann, der bemerkenswerte
ausgezeichnete physikalische Eigenschaften einschließlich einer ausgezeichneten
Schlagfestigkeit, änderung der Lange und insbesondere eine ausgezeichnete Biegefestigkeit
aufweist.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eher, ein Verfahren zur Herstellung
eines faserverstarkten ausgeharteten Formkörpers des Gips systems anzugeben, bei
dem Gips, der keine selbsthärtenden Eigenschaften besitzt, zusammen mit Schlacke,
welche latente hydraulische Eigenschaften besitzt, als Hauptausgangsmaterial verwendet
wird. Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten
ausgehärteten Formkörpers des Gipssystems anzugeben, der Schnellaushärtungseigenschaften,
eine hohe Festigkeit, eine hohe Wasserbeständigkeit und Verwitterungsbestandigkeit
besitzt. Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren -zur Herstellung eines
faserverstärkten ausgehdrteten Formkörpers des Gips systems anzugeben, der ausgezeichnete
physikalische
Eigenschaften einschließlich einer ausgezeichneten
Schlagfestigkeit, Anderung der Lunge und Biegefestigkeit aufweist.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines faserverstärkten ausgehärteten Formkdrpers des Gipssystems,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Gips und Schlacke in einem Gewichtsverhältnis
von Gips zu Schlacke zwischen 3 : 7 und 7 : 3 miteinander mischt zur Herstellung
eines Hauptaus gangsmaterials, dem Hauptausgangsmaterial 1 bis 30 Gew.-% einer verstärkenden
Faser, 0,1 bis 5 Gew.-so einer Alkalisalzsubstanz und 0,1 bis 5 Gew.-% einer Aluminiumsulfat
enthaltenden Substanz, jeweils bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials,
zusetzt und außerdem Wasser zugibt, um die dabei erhaltene Ausgangsmaterialmischung
durchzukenten und zu formen, und die geformte Ausgangsmaterialmischung unter Normalbedingungen
oder mittels Wasserdampf bei 90°C oder darunter härtet.
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Gemaß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines faserverstdrkten ausgeharteten Formkörpers des Gips
systems, bei dem man zusätzlich zu den Komc ponenten, die in dem Verfahren gemäß
dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt der Erfindung verwendet werden, noch
ein Material mit -einem geringen Gewicht zusetzt.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines faserversterkten ausgeharteten Formkörpers des Gipssystems,
bei dem man den Komponenten, wie sie in dem Verfahren gemäß dem oben erwUhnten ersten
Aspekt der Erfindung verwendet werden, außerdem noch eine fluorierte Salzsubstanz
zusetzt.
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Gembß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines faserverstdrkten ausgehärteten Formkörpers des Gipssystems,
bei dem man den Komponenten, wie sie in dem Verfahren gemäß dem oben erwdhnten ersten
Aspekt der Erfindung verwendet werden, außerdem noch ein Material mit einem geringen
Gewicht und eine fluorierte Salzsubstanz zusetzt.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugt Ausfuhrungsformen der Erfindung hervor.
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Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Verfahren zur
Herstellung eines faserverstarkten ausgehUrteten Formkörpers des Gipssystems, bei
dem man Gips und Schlacke in einem Gewichtsverhältnis von Gips zu Schlacke zwischen
3:7 und 7:3 miteinander mischt zur Herstellung eines Hauptausgungsmaterials, dem
Hauptausgangsmaterial 1 bis 30 Gew.-% einer verstärkenden Faser, 0,1 bis 5 Gew.%
einer Alkalisalzsubstanz und 0,1 bis 5 Gew.-% einer Aluminiumsulfat enthaltenden
Substanz, jeweils bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, zusetzt und
außerdem Wasser zugibt, um die dabei erhaltene Ausgangsmaterialmischung dlurehzukneten
und zu formen, und die geformte Ausgangsmaterialmischung unter Normalbedingungen
oder mittels Wasserdampf bei 900C oder darunter härtet.
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Das Hauptausgangsmaterial, das den erfindungsgemäßen ausgehärteten
Formkörper auf baut, besteht aus Gips und Schlacke.
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Der erfindungsgemäß verwendete Gips umfaßt kUnstlichen Gips aus einer
Abgasdesulfurierungsanlage
und solchen in einer Phosphatanlage sowie sonstigen als Nebenprodukt gebildeten
Gips und außerdem natürlichen Gips. Der hier verwendete Ausdruck "Gips" ist nicht
auf die kristalline Form beschränkt und es genügt, wenn die an dem Gips angelagerte
Wassermenge innerhalb des Bereiches liegt, innerhalb dessen der Gips ohne Nachteil
transportiert werden kann.
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Wenn der künstliche Gips aus der Abgasdesulfurierungsanlage verwendet
wird, braucht er nicht sorgfältig ausgewählt zu werden, weil die möglichen Verunreinigungen,
wie z.B. Calciumcarbonat, Calciumsulfit und Ruß,keinen Einfluß auf die physikalischen
Eigenschaften des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers haben.
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Bei der erfindungsgemäß verwendeten Schlacke kann es sich um eine
solche handeln, die eine spezifische Oberflächegröße von mindestens 3000 cm²/g besitzt.
Die bevorzugte Schlacke ist glasartige Hochofenschlacke. Außerdem konn Elektro-Siemens-Martin-Ofenschlacke
verwendet werden.
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Das Mischungsgewichtsverhultnis von Gips zu Schlacke wird festgelegt
unter Berücksichtigung der Festigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers
und es liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches zwischen 3 : 7 und 7 : 3, wie
in den weiter unten folgenden Beispielen angegeben.
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Die erfindungsgemäß verwendete Alkalisalzsubstonz umfaßt Alkalimetallsalze,
wie z.B. Natriumsulfat und Kaliumsulfat und Alkalimetallhydroxide, wie z.B. Natriumhydroxid
und Kaliumhydroxid, sowie Erdalkalimetallhydroxide' wie z.B. gelöschten Kalk. Sie
kann in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise von 1,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen
auf dos Gewicht des Hauptausgangsmaterials, verwendet werden.
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Die Aluminiumsulfat enthaltende Substanz umfaßt beispielsweise Aluminiumsulfat,
vorzugsweise wasserfreies Aluminiumsulfat, Natriumalaun und Kaliumalaun. Die Menge
der Aluminiumsulfat enthaltenden Substanz kann 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 2,0
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, betragen.
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Die fluorierte Salzsubstanz umfaßt beispielsweise Natriumfluorid,
Kaliumfluorid, Natriumsilikofluorid und Kaliumsilikofluorid.
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Sie kann in einer Menge von 0,1 bis 5, vorzugsweise von 0,5 bis 2,0
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, verwendet werden.
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Wenn die vorstehend genannten Zusätze in einer Menge verwendet werden,
die unterhalb des unteren Grenzwertes liegt, können keine zufriedenstellenden Ergebnisse
erzielt werden, und wenn sie dagegen in einer Menge verwendet werden, die oberhalb
des oberen Grenzwertes liegt, nimmt die Festigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten
Formkörpers ab.
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Als verstörkende Faser, die erfindungsgemaß verwendet wird, können
anorganische und organische Fasern verwendet werden. Die ersteren umfassen beispielsweise
Asbest (einschließlich Chrysotil und Amosit), Steinwolle, Glasfasern (einschließlich
alkclifreier Glasfasern, wie z.B. E-Glasfasern und Glasfasern mit geringem Alkaligehalt,
wie z.B. alkalibestandige Glasfasern) sowie Stahlfibern (einschließlich Fibern des
Eisensystems). Letztere umfassen beispielsweise Kohlefasern, Polypropylenfasern,
Nylonfasern und Pulpenfesern. Die Länge dieser Fasern bzw. Fibern kann in beliebiger
Weise ausgewählt werden unter Berucksichtigung der Be- und Verarbeitbarkeit
des
dabei erhaltenen ausgehurteten Formkörpers, der Biegefestigkeit derselben und dgl.
Die LUnge der Faser bzw. Fiber kann 2 bis 50 mm betragen und die bevorzugte Länge
betrUgt 2 bis 10 mm.
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Die Fasern bzw. Fibern können allein oder in Form von Kombinationen
verwendet werden und die bevorzugten Materialien fur die Kombination sind Asbest-
und Glasfasern, Asbest- und Polypropylenfasern und dgl.
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Die Zugabe der verstdrkenden Faser fördert nicht nur die Formbarkeit
und das Verformungsverhinderungsvermögen des ausgeharteten Formkörpers, sondern
trägt auch zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des ausgehärteten Form
körpers, insbesondere seiner Biegefestigkeit, bei. Wenn die verstärkende Faser eingearbeitet
wird, kann außerdem das Material zur Herstellung des ausgehdrteten Formkörpers leicht
extrudiert werden, wenn das Extrusionsformverfohren als Formgebungsverfahren angewendet
wird. Die Menge der verstärkenden Faser kann 1 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, betragen. Wenn die Menge mehr
als 30 Gew.-% beträgt, nimmt die Biegefestigkeit des erhaltenen gehärteten Formkörpers
ab und seine Be- bzw. Verarbeitbarkeit wird verschlechtert (beeinträchtigt).
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Als Material mit geringem Gewicht (leichtes Material) können anorganische
und organische Materialien verwendet werden. Zu verwendbaren anorganischen Materialien
mit geringem Gewicht gehörenbeispielsweise Perlit, verschäumbarer leichter Zuschlag,
leichter Sand, Galciumsilikuthydrat (z.B. Xonotlit und Tobermolit), Diatomeenerde,
Tricalciumsulfoaluminathydrat und calcinierter Zeolit. Das organische Material mit
geringem Gewicht umfaßt beispielsweise Schnitzel (Späne), Sägemehl und geschöumtes
Polystyrol. Außerdem kann Sand, der fUr die Verwendung in Zement beton geeignet
ist, als Material mit
einem geringen Gewicht zur Verbesserung der
Verwitterungsbeständigkeit des dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörpers verwendet
werden, Die Menge des Materials mit geringem Gewicht (des leichten Materials) kann
1 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials,
betragen. Das Material mit geringem Gewicht vermindert das spezifische Schüttgewicht
des ausgehärteten Formkörpers. Wenn jedoch seine Menge oberhalb der oberen Grenze
liegt, wird die Be- bzw. Verarbeitbarkeit verschlechtert (beeinträchtigt), und wenn
sie unterhalb der unteren Grenze liegt, kann der gewünschte Effekt nicht erzielt
werden.
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Die oben genannten Zusätze, wie z.B. die Alkylisalzsubstanz, die Aluminiumsulfat
enthaltende Subst nz und die fluorie e Salzsubstantz, die verstörkende Faser und
das Material mit geringem Gewicht, können dem Hauptausgangsmaterial gleichzeitig
oder getrennt zugesetzt werden.
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Das Verfahren zum Formen des ausgehärteten Formkö ers umfaßt Ile bekannten
Verfahren, wie z.B. das Gießen, das Formen unter Druck, das Extrusionsformen und
die Verfahren, in denen eine Hatschek-Naßmaschine verwendet wird. Zum Zeitpunkt
der Formgebung kannen verschiedene Arten von Zement und feinpulvrigem Calciumcarbonat
mit den übrigen Komponenten (Zus.citzen) gemischt werden zur Erhöhung der Festigkeit
des dabei erhaltenen ausgehUrteten Formkörpers.
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Das Hauptausgangsmaterial, die Zusätze, die verstUrkende Faser und
das Material mit geringem Gewicht werden zweckmäßig erfindungsgemäß gemischt zur
Herstellung einer Ausgangsmaterialmischung fur die Bildung des ausgehärteten Formkörpers.
Dann wird der Ausgangsmaterialmischung Wasser zugesetzt und diese wird durchgeknetet
und geformt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Wassermenge variiert und
bestimmt
werden in Abhangigkeit von dem angewendeten Formgebungsverfahren,und deshalb unterliegt
seine Menge keinen Beschrankungen, so lange der Zweck erreicht werden kann.
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Da die Hartung nach dem Durchkneten und Formen der Ausgangsm>terialmischung
durchgefuhrt wird, kann nicht nur die Härtung bei Normaltemperatur, sondern auch
die Härtung mittels Wasserdampf bei 90°C oder darunter angewendet werden. Wenn die
Temperatur oberhalb 900C liegt, wird der Gips dehydratisiert und der dabei erhaltene
Ettringit in dem ausgehärteten Formkörper wird zersetzt, was ZU einem unerwunschten
Ergebnis fUhrt.
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Der erfindungsgemaß hergestellte ausgehörtete Formkörper enthalt oder
besteht aus Ettringit (3Ca.Al2O3.3CaSO4.31-32H2O) und uberschUssigen Gips, der mit
dem Hydrat der Schlacke nicht reagiert hat. Bei dem Ettringit handelt es sich um
einen solchen, der bei der Umsetzung von Calciumoxid (coo) und Aluminiumoxid (Al203),
die in der Schlacke enthalten sind, mit Gips (CaS04.2H20) gebildet wird.
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Die hohe Anfangsfestigkeit, die der erhaltene ausgehartete Formkörper
besitzt, ist, wie angenommen wird, auf den Ettringit zuruckzuführen, und sie wird
auch bei langer Lagerung (Alterung) aufrechterhalten durch die latenten hydraulischen
Eigenschaften der Schlacke. Was den Effekt der ZusUtze anbetrifft, so beschleunigen
die Alkalisalzsubstanz und die Aluminiumsulfat enthaltende Substanz gemeinsam die
Bildung von Ettringit, der die hohe Festigkeit, die Schnellaushärtungseigenschaften
und die Wasserbestädigkeit des ausgehärteten Formkörpers bei seiner ersten Verfestigung
ergibt.
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Die fluorierte Salzsubstanz bildet unlösliches Fluorid in dem ausgehärteten
Formkörper, so daß die Wasserbeständigkeit eines solchen
Formkörpers
verbessert und eine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Körperoberfläche verhindert
wird.
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Die verstdrkende Faser hat die Wirkung, die Biegefestigkeit und die
VerwitterungsbestUndigkeitseigenschaften des ausgehärteten Formkörpers sowie die
Verformbarkeit und das Verformungsverhinderungsvermögen des geformten Formkörpers
zum Zeitpunkt der Durchfuhrung der Extrusionsformung und der Anwendung von Verfahren,
in denen eine Hatschek-Naßmaschine verwendet wird, zu verbessern. Das Material mit
geringem Gewicht hat die Wirkung, das spezifische SchUttgewicht des ausgehärteten
Formkörpers herabzusetzen und die Verwitterungsbeständigkeit desselben zu verbessern,und
sie macht außerdem den ausgekdrteten Formkörper besser be- und verarbeitbar und
verringert das Gewicht dieses Formkörpers.
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Der erfindungsgemBße ausgehärtete Formkörper weist ausgezeichnete
Schnellaushurtungseigenschaften, eine ausgezeichnete Festigkeit, Wasserbeständigkeit,
Verwitterungsbeständigkeit und Formbarkeit auf und er ist billig. Er kann daher
in große. Uifonge verwendet werden und er ist besonders wertvoll als Baumaterial.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen bevorzugte
AusfUhrungsformen der Erfindung beschrieben sind, naher erläutert, ohne jedoch darauf
beschränkt zu sein. In diesen Beispielen wurden als' auptausgangsmaterialien kunstlicher
Gips aus einer Abgasdesulfurierungsanlage fur die Metallraffination und granulierte
Hochofenschlacke verwendet. Bei der granulierten Schlacke handelte es sich um eine
solche mit der in der folgenden Tabelle I angegebenen Zusammensetzung, die gemahlen
worden war,
um ihre spezifische Oberflächengröße auf 3800 cm²/g
einzuregulieren.
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Als Alkalisalzsubstanz wurde gelöschter Kalk verwendet, wie er in
der Industrie eingesetzt wird. Bei den Ubrigen Zusätzen handeltees sich um erstklassige
Zusätze.
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Die nachfolgend angegebenen Teile und Prozentsätze sind, wenn nichts
anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen.
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Tabelle I Zusammensetzung der Hochofenschlacke Glühver- unlösliche
SjO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 MnO luste Materialien 0.19 1.27 32.36 14.i6 0.97 40.17
6.04 2.00 1.00 Beispiel 1 Dem Hauptausgongsmaterio1, bestehend aus 50 Teilen Gips
und 50 Teilen Schlacke, wurden 1,5 % gelöschter Kalk und 0,25 %, 1,00 % bzw. 5,00
% Aluminiumnatriumsulfat als Zusatz und 25 % Asbest (Chrysotil) als verstUrkende
Faser zugegeben. Dann wurden 200 % Wasser den Mischungen zugesetzt zur Herstellung
von drei Arten von Proben, Nr. 1 bis Nr. 3, wie in der folgenden Tabelle 1I angegeben.
Die Proben wurden jeweils getrennt durchgeknetet und danach unter Anwendung eines
Druckes von 100 kg/cm2 zu Platten geformt. Sie wurden 24 Stunden lang mittels Wasserdampf
bei 60°C gehärtet, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt, die weitere 7 Tage
lang natürlich gehörtet wurden. Diese ausgehärteten Formkörper Nr. 1 bis Nr. 3 wurden
in bezug auf ihre physikalischen
Eigenschaften hin untersucht,
wobei die in der folgenden Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.
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Beispiel 2 Zu dem Hauptausgangsmaterial, bestehend aus 50 Teilen Gips
und 50 Teilen Schlacke'wurden jeweils 1,5 % gelöschten Kalk, 0,13 %, 0,5 % und 1,25
% Aluminiumsulfat und 0,13 % 0, % und 1,25 % Natriumsilikofluorid als Zusätze zugegeben
und es wurden 25 % Asbest (Chrysotil) als versturkende Faser zugesetzt. Ferner wurden
200 % Wasser zu den Mischungen zugegeben, die durchgeknetet wurden zur Herstellung
von drei Arten von Proben Nr. 4 bis Nr. 6, wie in der Tabelle II angegeben. Nach
Beendigung des Durchknetes wurden die Proben unter einem Druck von 100 kg/cm² zu
Platten geformt. Diese wurden 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60°C gehärtet,
wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt, die noch weitere 7 Tage lang unter natürlichen
Bedingungen gehärtet wurden.
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Die fertigen ausgehdrteten Formkörper Nr. 4 bis Nr. 6 wurden in bezug
auf ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden
Tabelle III angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.
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Tabelle II
Probe Hauptausgang- Zusätze Asbest Wasser |
Nr. material |
Gips @ Schlick @ gebran - A B C |
ter Kalk |
(%) |
Teile |
1 50 50 1.5 0.25 - - 25 200 |
2 50 50 1.5 1.00| - | - 25 209 |
3 50 50 1.5 5.00| - | - 25 200 |
4 50 50 1.5 - 0,13 0.13 |
5 50 50 1.5 - 0.50 0.50 25 200 |
6 50 50 1.5 - 1.25 1.25 25 200 |
* bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials A: Aluminiumnatriumsulfat B:
Aluminiumsulfat C: Natriumsilikofluorid Tabelle III
Wasserab- spez. |
Siegefe- Schlag- Brinell- Längen- |
sorptions- Schütt- |
stigkeit festigkeit Härte änderungs- |
Probe rate rate gewicht |
Nr. |
(Kg/cm²) (Kg.cm x10-4 (%) |
/cm²) |
1 185 2.3 9.7 18.1 17.2 1.74 |
2 261 2.9 12.6 16.5 16.7 1.73 |
3 232 2.7 11.4 15.2 16.9 1.73 |
4 173 | 2.4 10.5 17.6 16.8 1.72 |
5 278 3.2 13.2 15.9 16.0 1.75 |
6 | 253 | 2.9 | 12.4 | 15.0 | 16.2 | 1.74 |
Beispiel 3 0,5 s Aluminiumsulfat, 0,5 % Natriumsilikofluorid und
1,5 %, 2,5 % bzw. 5,0 < gelöschter Kalk als Zusatze und 25 % Asbest (Chrysotil)
als verstdrkende Faser wurden jeweils dem Hauptausgangsmaterial, bestehend aus 50
Teilen Gips und 50 Teilen Schlacke, zugegeben. Zu den dabei erhaltenen Mischungen
wurden 200 % Wasser zugegeben, dann wurden sie durchgeknetet zur Herstellung von
drei Arten von Proben Nr. 7 bis 9, wie in der folgenden Tabelle IV angegeben. Nach
dem Durchkneten wurden die Proben unter einem Druck von 100 kg/cm² zu Platten geformt.
Diese wurden 21 Tage lang bei 200C und 80 % relativer' Feuchtigkeit (RH) gehartet.
Die dabei erhaltenen ausgehdrteten Formkörper Nr. 7 bis Nr. 9 wurden in bezug auf
ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden Tabelle
V angegebenen Ergebnisse erholten wurden.
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Tabelle IV
Hauptausgangs- Zusätze |
Asbest Wasser |
gelöschter |
Gips Schlacke |
Kalk |
(Teile) .(%)* |
7 50 50 1.5 0.5 0.5 25 200 |
8 50 50 2.5 0.5 0.5 25 200 |
9 50 50 5.0 0.5 0.5 25 200 |
* bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials B: Aluminiumsulfat C: Natriumsilikofluorid
Tabelle
V
Biegefe- Schlagfe- Brinell- Längen- Wasserab- spez. |
Probe stigkeit stigkeit Härte änderungs- sorptions- Schütt- |
rate rate gewicht |
Nr. |
(Kg/cm²) (Kg.cm x10-4 (%) |
/cm²) |
7 258 3.0 12.3 16.9 16.0 1.75 |
8 202 2.4 9.9 18.4 16.9 1.73 |
9 178 2.3 8.6 19.1 17.6 1.70 |
Beispiel 4 Zuerst wurden drei Arten von Hauptausgangsmaterialien hergestellt, in
denen die Mischungsverhultnisse von Gips zu~Schlacke 7 : 3, 5 : 5 bzw. 3 : 7 (bezogen
auf das Gewicht) betrugen. Zu den Hauptausgongsmaterialien wurden jeweils 3,0 %
gelöschter Kalk, 1,0 % Aluminiumsulfat, 1,0 % Natriumsilikofluorid und 25 % Asbest
(Chrysotil) zugegeben. Zu den Mischungen wurden 200 Teile Wasser zugegeben, dann
wurden sie durchgeknetet zur Herstellung von drei Arten von Proben Nr. 10 bis Nr.
12, wie in der Tabelle VI angegeben. Nach dem Durchkneten wurden die Proben unter
einem Druck von 100 kg/cm² zu Platten geformt. Diese wurden 24 Stunden lang mittels
Wasserdampf bei 600C gehärtet, wobei man ausgehartete Formkörper erhielt, die weitere
7 Tage lang unter natUrlichen Bedingungen gehärtet wurden.
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Die ausgehdrteten Formkörper Nr. 10 bis Nr. 12 wurden auf ihre physikalischen
Eigenschaften hin untersucht, wobei die in der folgenden Tabelle VII angegebenen
Ergebnisse erhalten wurden.
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Tabelle VI
Hauptausgangs- |
Zusätze |
Probe material |
Asbest Wasser |
Nr. |
Gips Schlacke B C |
ter Kalk |
(Teile) (%)* |
10 30 70 3.0 1.0 1.0 25 200 |
11 50 50 3.0 1.0 1.0 25 200 |
12 70 30 3.0 1.0 1.0 25 200 |
* bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials B: Aluminiumsulfat C: Natriumsilikofluorid
Tabelle VII
Biegefe- Schlag- Brinell- Längen- Wasserabsorp- Spez. |
Probe stigkeit festigkeit Härte änderungs- tionsrate Schüttge- |
Nr. rate wicht |
(Kg/cm²) (Kg.cm |
x10-4 (%) |
/cm²) |
10 180 2.5 10.9 18.3 17.1 1.72 |
11 240 2.8 11.t 18.o 17.2 1.74 |
12 174 2.5 11.0 18.2 17.0 1.74 |
Beispiel 5 Gips und Schlacke wurden in einem Mischungsverhöltnis
von 1:1 (bezogen auf das Gewicht) miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials.
Als verstörkende Faser wurde Asbest (Chrysotil) in variierenden Mengen zu dem Hauptausgangsmaterial
zugegeben zur Herstellung von drei Arten von Mischungen mit den jeweiligen Gewichtsverhöltnissen
von Hauptausgangsmaterial zu verstärkender Faser von 9,0:1,0, 8,5:1,5 und 8,0:2,0.
Außerdem wurden den Mischungen die folgenden Zusatze zugegeben: gelöschter Kalk
und Aluminiumsulfat in den jeweiligen Mengen von 1,5 %, bezogen auf das Gewicht
des Hauptousgangsmaterials, ein Verdickungsmittel (Methylcellulose) in einer Menge
von 0,1 %, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials plus des Asbests,
und Wasser in einer Menge von 28 %. Dabei erhielt man drei Arten von Proben Nr.
13 bis Nr. 15, die in der Tabelle VIII angegeben sind. Nach dem Durchkneten wurden
die Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer Offnungsrate von 24 % geformt,
die dann 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 60°C gehärtet wurden, wobei man
ausgehdrtete Formkörper erhielt. Diese Formkörper wurden weitere 7 Tage lang unter
naturlichen Bedingungen gehärtet. Die physikalischen Daten dieser ausgehärteten
Formkörper Nr. 13 bis Nr. 15 wurden bestimmt, wobei die dabei erhaltenen Ergebnisse
in der folgenden Tabelle IX angegeben sind.
-
Beispiel 6 Gipt.und Schlacke wurden in einem Gewichtsverhultnis von
1:1 miteinander gemischt zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials. Asbest (Chrysotil)
als verstärkende Faser und Perlit und Sagemehl als
Material mit
geringem Gewicht wurden zu dem Hauptausgangsmaterial zugegeben, so daß zwei Arten
von Mischungen erhalten wurden, die jeweils Gewichtsverhöltnisse von Hauptausgangsmateriol
zu verstarkender Faser zu Material mit geringem Gewicht von 8,0:1,0:1,0 und 7,5:1,0:1,5
aufwiesen. Zu den Mischungen wurden gelöschten Kalk und Aluminiumsulfat, beide jeweils
in Mengen von 1,5 %, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, sowie ein
Verdickungsmittel (Methylcellulose) in einer Menge von 0,3 %, bezogen auf das Gewicht
des Hauptausgangsmaterials plus der versturkenden Faser plus des Materials mit dem
geringen Gewicht, zugegeben. Außerdem wurde Wasser in einer Menge von 40 % zugegeben,
wenn Perlit als Material mit geringem Gewicht verwendet wurde, und es wurde in einer
Menge von 37 % zugegeben, wenn Sägemehl als Material mit geringem Gewicht verwendet
wurde. Als Folge davon erhielt man vier Arten von Proben Nr.16 bis Nr. 19. Nach
dem Durchkneten wurden die Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer Öffnungsrate
von 24 % geformt, die dann 24 Stunden lang mittels Wasserdampf bei 6QO gehärtet
wurden, wobei man ausgehärtete Formkörper erhielt. Diese Formkörper wurden 7 Tage
lang unter natürlichen Bedingungen weiter gehärtet, wobei man die ausgehurteten
Formkörper Nr. 16 bis Nr. 19 erhielt. Ihre physikalischen Daten wurden bestimmt
und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IX angegeben.
-
Tabelle VIII
Hauptausgangs- Faser und Material mit ge- |
Zusätze Methyl |
Probe material ringem Gewicht Wasser |
cellulose |
Nr. Schlak- gelösch- Aluminium |
Gips Asbest Perlit Sägemehlter Kalk sulfat. |
ke |
(Teile) (%)* (%)** |
13 45.0 45.0 10 - - 1.5 1.5 0.1 28 |
14 42.5 42.5 10 - - 1.5 1.5 0.1 28 |
15 40.0 40.0 10 - - 1.5 1.5 0.1 28 |
16 40.0 40.0 10 10 - 1.5 1.5 0.3 40 |
17 37.5 37.5 10 15 - 1.5 1.5 0.3 40 |
18 40.0 40.0 10 - 10 1.5 1.5 0.3 37 |
19 37.5 37.5 10 - 15 1.5 1.5 0.3 37 |
* bezogen lauf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials ** bezogen auf das Gesamtgewicht
von Hauptausgangsmaterial, Faser und Material mit geringem Gewicht
Tabelle
IX
Biegefe- Schlagfe- Brinell- Längenänderungs- Wasserabsorp-
Spez. Schutt- Spez. Schutt- |
stigkeit stigkeit Härte rate tionsvermögen gewicht* gewicht** |
Probe |
Nr. (Kg/cm²) (Kg.cm x10-4 (%) |
/cm²) |
13 126 3.8 13.3 15.7 18.0 1.75 1.33 |
14 150 4.2 13.0 15.3 18.7 1.74 1.32 |
15 163 4.3 13.2 15.1 19.2 1.72 1.32 |
16 109 3.2 10.4 25.2 22.5 1.41 1.07 |
17 96 2.8 8.9 27.5 27.5 1.40 1.06 |
18 132 3.9 10.3 20.1 21.6 1.46 1.11 |
19 110 3.4 8.6 21.3 23.2 1.45 1.10 |
* dasjenige des Grundmaterials ** dasjenige der Platte
Beispiel
7 Gips und Schlacke wurden in einem Gewichtsverhöltnis von 1:1 miteinander gemischt
zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials.
-
Als verstörkende Faser wurde Asbest (Chrysotil) zugegeben und als
Material mit geringem Gewicht wurden Perlit und Sägemehl dem Hauptausgangsmaterial
zugesetzt, so daß zwei Arten von Mischungen erhalten wurden, die jeweils die Gewichtsverhältnisse
von Hauptausgangsmaterial : verstdrkende Faser : Material mit geringem Gewicht von
8,0 : 1,0 : 1,0 und 7,5 : 1,0 : 1,5 aufwiesen.
-
Zu den Mischungen wurden gelöschter Kalk in einer Menge von 1,5 %,
bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, Natriumsilikofluorid in einer
Menge von 0,75 go, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, und ein Verdickungsmittel
(Methylcellulose) in einer Menge von 0,3 %, bezogen auf das Gewicht von Hauptousgangsmaterial
plus verstärkender Faser plus Material mit geringem Gewicht, zugegeben. Außerdem
wurde Wasser in einer Menge von 40 %, wenn Perlit als Material mit geringem Gewicht
verwendet wurde, und in einer Menge von 37 %, wenn Sagemehl als Material mit geringem
Gewicht verwendet wurde, zugegeben. Dabei erhielt man vier Arten von Proben Nr.
20 bis Nr. 23, wie sie in der folgenden Tabelle X angegeben sind. Nach dem Durchkneten
wurden diese Proben durch Extrusion zu hohlen Platten mit einer öffnungsrate von
24 s % geformt, die dann 24 Stunden lang bei 60°C mittels Wasserdampf gehärtet wurden,
wobei man ausgehartete Formkörper erhielt.
-
Die Formkörper wurden 7 Tage lang unter naturlichen Bedingungen weiter
gehörtet, wobei man die ausgehörteten Formkörper Nr. 20 bis Nr. 23 erhielt. Es wurden
die physikalischen Daten bestimmt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle XI angegeben.
-
Tabelle X
Hauptausgangs- Faser, Material mit geringem Zusätze Methyl |
Wasser |
material Gewicht cellulose |
Probe |
Schlak- Asbest Perlit Sägemehl gelösch- B C |
Nr. Gips |
ke ter Kalk |
(Teile) (%)* (%)** |
20 40.0 40.0 10 10 - 1.5 0.75 0.75 0.3 40 |
21 37.5 37.5 10 15 - 1.5 0.75 0.75 0.3 40 |
22 40.0 40.0 10 - 10 1.5 0.75 0.75 0.3 37 |
23 37.5 37.5 10 - 15 1.5 0.75 0.75 0.3 37 |
* bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials ** bezogen auf das Gesamtgewicht
von Hauptausgangsmaterial, Faser und Material mit geringem Gewicht B: Aluminiumsulfat
C: Natriumsilikofluorid
Tabelle XI
Biegefe- Schlagfe- Längenänderungs- Wasserabsorp- Spez. Schutt-
Spez. Schutt- |
Brinell- |
Probe stigkeit stigkeit Härte rate tionsvermögen gewicht* gewicht** |
Härte |
Nr. |
(Kg/cm²) (Kg/cm x10-4 (%) |
/cm²) |
20 116 3.4 10.2 24.8 22.3 1.40 1.06 |
21 100 3.4 8.8 27.0 27.6 1.40 1.06 |
22 143 4.0 10.4 20.0 21.5 1.45 1.10 |
23 115 3.5 8.6 21.1 23.2 1.46 1.11 |
* dasjenige der Grundmaterialien ** dasjenige der Platte
Beispiel
8 Gips und Schlacke wurden in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 miteinander gemischt
zur Herstellung eines Hauptausgangsmaterials.
-
Als verstärkende Faser wurde Asbest (Chrysotil) zu dem Hauptausgangsmaterial
zugegeben, so daß die Mischung ein Gewichtsverhältnis von Hauptausgangsmaterial
zu verstärkender Faser von 8:2 aufwies.
-
Außerdem wurde als zusätzliche verstärkende Faser eine Polypropylen
faser in Mengen von 0,3, 0,5 bzw. l,O %, bezogen auf das Gewicht von Hauptausgangsmaterial
plus verstärkender Faser, eingearbeitet.
-
Ferner wurden gelöschter Kalk und Aluminiumsulfat in der jeweiligen
Menge von 1,5 so, bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials, eingearbeitet.
Wasser wurde in einer Menge von 200 %, bezogen auf das Gewicht von Hauptausgangsmaterial
plus verstörkender Faser, zugegeben. Dabei erhielt man vier Arten von Proben Nr.
24 bis Nr. 27, die in der folgenden Tabelle XII angegeben sind. Nach dem Durchkneten
wurden diese Proben unter einem Druck von 100 kg/cm² zu Platten geformt, die dann
21 Tage lang bei 20°C und 80 % RH gehärtet wurden. Es wurden die physikalischen
Daten der dabei erhaltenen ausgehärteten Formkörper Nr. 24 bis Nr. 27 bestimmt,
wobei die in der folgenden Tabelle XIII angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.
-
Tabelle XII
Hauptausgangsma- |
Probe Faser Zusätze Wasser |
Schlak- gelösch- |
Gips Asbest P.P. B |
ke ter Kalk |
(Teile) (%)* (%)** (%)* |
24 40 40 20 - | 1.5 1.5 200 |
25 40 40 20 0.3 1.5 1.5 200 |
26 40 40 20 0.5 1.5 1.5 200 |
27 40 40 20 1.5 1.5 1.5 200 |
* bezogen auf das Gesamtgewicht von Hauptausgangsmaterial und
Asbest ** bezogen auf das Gewicht des Hauptausgangsmaterials P.P. Polypropylen B:
Aluminiumsulfat Tabelle -XIII
Biegefe- Schlagfe- Brinell- Längenän- Wasserab- Spez. |
Probe stigkeit stigkeit Härte derungs- sorptions- Schüttge- |
Nr. rate rate wicht- |
(Kg/cm²) (Kg.cm x10-4 (%) |
/cm²) |
24 280 3.1 12.9 15.8 16.0 1.75 |
25 285 3.6 11.6 15.2 15.8 1.7« |
26 | 292 | 3.8 | 11.9 | 14.9 | 15.9 | 1.75 |
27 281 3.6 10.7 i4.8 16.0 1.75 |
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausfuhrungsformen
näher erläutert, es ist jedoch fur den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf
keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und
modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung
verlassen wird.