DE2930939C2 - Verfahren zum mechanischen Verstärken von formbaren und/oder härtbaren Massen - Google Patents
Verfahren zum mechanischen Verstärken von formbaren und/oder härtbaren MassenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen
Verstärkern von formbaren und/oder härtbaren Massen, die durch anorganische Bindemittel verfestigbar
und hauptsächlich für bautechnische Zwecke anwendbar sind, unter Verwendung von mechanisch
versaäirkenden Fasern.
Zum jiächstkommenden Stand der Technik ist die
DE-OS 23 22 271 zu nennen, aus derein Verfahren zum
mechanischen Verstärken von formbaren und/oder
fcänflsareia Massen, die duich anorganische Bindemittel
venfcsiigbar und hauptsächlich für bauiechnische
Zwedke anwendbar sind, unter Verwendung von
idtardhgebenden Mineralfaserbüradeln, gemäB dem man
die Fasern der Bündei vor oder beim Einbetten in die zu
verstärkende Masse in Abständen auf einer relativ !kurzen Sirecke durch ausluirtende Flüssigkeiten oder
aaif mechanischem Wegt miteinander kraftschnissig
veAündet, bekannt ist. Dabei kann man die Lage der
Fasern im Querschnitt der Böäsidel vor dem Einheiten
derart gesJalten. daß alle Fasern in bestimmte«
Abständen alternierend außen Hegen und abschnittsweise
mit der zu verstärkenden Masse in Berührung kommen.
Demgegenüber liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde,-eine kriechfeste mechanische Veran- ■■-Ikerung
der sonst weitgehend ire&ewegfichen. mit dem i
Bindemittel nur eine schwache oder keine chemische '
Einbindung eingehenden Fasern im Baustoff zu bewirken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch
gelöst, daß die Verankerung durch die Ausbildung von Wülsten und/oder Verdickungen auf den Oberflächen
und/oder den Enden der Fasern und/oder durch Festhalteorgane, die mit den Fasern kriechfest verbunden
sind, hergestellt wird.
Nach einer besonderen bevorzugten Ausführungsform besteht das Fasermaterial aus Glas und/oder
kristallinen anorganischen Stoffen, aus Polypropylen aus textlien Kunststoffen, aus Baumwolle, Hanf, Sisal
und/oder Proteinen oder Mischungen daraus, wobei zur Herstellung eines Bauteils gleichartige oder verschiedenartige
Fasern verwendet werden können.
Eine weitere bevorzugte Ausfülirungsform des
"■erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß Fasern und/oder Faserbündel und/oder
Fasermatten verwendet werden, die mit Trennmittel enthaltenden Flüssigkeiten, die eine Verbindung des
Bindemittels bei dessen Hydratation mit den außen und innen liegenden Fasern und gegebenenfalls eine
elektrische Aufladung weitgehend verhindern, vorzugsweise mit Reaktionsharz, Schmierstoffen, Paraffinen,
Wachsen, Latex, Leinölfirnis, Bitumen und/oder Silikonen bzw. deren Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen
getränkt werden.
Schließlich können die Fasern in bevorzugter Weise als getränkte Spinnfäden, Schnitzel, Rovings, Bündel
und/oder Matten verwendet werden, die gegebenenfalls eine Vorspannung besitzen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern bzw. Faserbündel an den Enden und/oder in bestimmten Abständen Festhalteorgane
(sogenannte Anker) aus einem gleichartigen oder andersartigen Stoff, vorzugsweise aus Metall, Keramik,
Ton, Stein, Glas, Bindemittel und/oder Kunststoff aufweisen, die eine kriechfeste mechanische und
chemische Verankerung im Baustoff ermöglichen.
Dabei können die Fasern bzw. Faserbündel an endständigen Festhalteorganen (sogenannte Anker) bei
oder nach dem Erhärten des Bindemittels gegenüber demselben eine, gegebenenfalls zu einer bereits
vorhandenen Vorspannung weitere, Spannung ohne
oder mit Verdrillung der Achse der Fasern bzw. Faserbündel erhalten. Entsprechend sind die Festhalteorgane
(sogenannte Anker) ausgebildet
3ei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Baustoff in der Faserrichtung also dadurch eine
Druckspannung erhalten, daß die fasern Jzw. die Faserbündel mit einer Vorspannung eingebaut und/oder
nachträglich durch endständige Anker mit Gewinde und zusätzlich im Baustoff eingebauten Haltescheiben oaer
durch starre Festhalteorgane (sogenannte Anker) ohne oder mit Verdrillung der Faserachse gespannt werden.
Durch das e< findungsgemäDe Verfahren lassen sich
Verbundbaustoffe herstellen, die aus einem oder mehreren Bauteilen, sowie verbindenden und gegebenenfalls
oberflächlichen Schichten aus Kunststoffen mit oder ohne Faserverstärkung bestehen.
Die erfindungsgemäß herstellbaren Baustoffe bzw. Verbundbaustoffe können beispielsweise die Form bzw.
Gestalt von Platten, Masten oder Rohren, besitzen.
Zum allgemeinen Stand der Technik ist festzustellen, daß Baustoffe mit verschiedenen anorganischen und/
oder organischen Fasern seit vielen Jahren bekannt sind, wobei die Fasern in Anwesenheit von wasserhärtenden
Bindemitteln durch das Aufwachsen von Hydratphasen auf chemischem Wege in den Baustoff eingebunden
- ,,werden.
Diese Fasern können oberflächlich bzw. die Faserbündel
oberflächlich und in ihrem Innern so sehr mit Hydratphasen zuwachsen, daß sie z. B. für die
Biegefestigkeit keinen nennenswerten Beitrag mehr liefern können.
Zur Minderung dieser sogenannten Alterung wurden bereits Imprägnierungen der Fasern vorgeschlagen,
iWobei aber nach wie vor eine chemische Einbindung der
Oberflächen der Fasern oder Faserbündel wenigstens punktweise erfolgt. Das Problem der Alterung wurde
auf diese Weise bisher nicht gelöst. Hinzu kommt, daß manche Fasern, wie z. B. solche aus Ε-Glas, einen
geringen Alkaliwiderstand besitzen, eo daß zu der genannten Versprödung ein oberflächlicher Angriff
tritt, der die Fasern schädigt. Außerdem laden sich bekanntlich Glasfasern häufig oberflächlich elektrisch
auf. Dabei kann sich scharfkantiger Staub anlagern, der bei mechanischen Beanspruchungen und beim Manipulieren
der Fasern diese ritzen und zerschneiden kann.
Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die bevorzugte Ausführungsformen
zeigen, weiterhin erläutert, wobei diese Ausführungsbeispiele anhand von Figuren ergänzt sind.
Die Fasern liegen bei der vorliegenden Erfindung als -so
Filamente vor, als Spinnfäden aus zahlreichen Filamenten, als Rovings aus mehreren Spinnfäden, als Schnitzel,
Bündel oder Matten.
Ausführungsbeispiel
55
Dieses Ausführungsbeispiel ist zusammen mit der beiliegenden F i g. 1 zu lesen.
Auf einem Spinnfaden oder Roving ε sitzen in
Abständen von beispielsweise 10 bis 50 mm Scheiben und/oder Kugeln und/oder andere Haltekörper b, z. B.
aus Metall, Keramik, Ton, Stein, Glas, Bindemittel und/oder Kunststoff. Diese sind beispielsweise in
heißem Zustand während oder nach der Herstellung der Fasern aufgeschrumpft, mechanisch befestigt und/oder
mit einem Kleber kxiechfest mit den Fasern verbunden. Die Bohrung der Kugeln kann dabei von beiden Seiten
konisch sein und sich zur Mitte der Kugel hin verjüngen.
Ausführungsbeispiel 2
Dieses Ausführungsbeispiel 2 ist zusammen mit der beiliegenden F i g. 2 zu lesen.
Auf einen Spinnfaden, Roving oder ein Faserbündel a sind an dessen Ende Gewinde c aufgesetzt. Die Faser
wird mit den frei beweglichen Haltescheiben b in der Matrix eingebettet Während oder nach dem Erhärten
werden die Muttern d aufgeschraubt und angezogen. Die Gewinde auf den Fasern oder in den Muttern
können konisch sein und sich nach außen hin, d. h. von der Faser weg, verjüngen.
Ausführungsbeispiel 3
Dieses Ausführungsbeispiel 3 ist zusammen mit den ^beiliegenden F i g. 3,4 und 5 zu lesen.
Schnitzel a aus Spinnfäden werden beispielsweise an den Enden mit Scheiben, Kugeln, Haken und/oder
anderen Haltekörpern b aus Metall, Keramik, Ton, Stein, Glas, Bindemittel und/oder Kunststoff versehen.
Die Schnitzel können miteinander kombiniert werden, wie es beispielsweise in F i g. 5 dargestellt ist.
Ausführungsbeispiei 4
Dieses Ausführungsbeispiei 4 ist zusammen mit der beiliegenden F i g. 6 zu lesen.
Eine Fasermatte trägt an den Kreuzungspunkten der Fasern a locker oder kriechfest verbundene Scheiben
und/oder andere Haltekörper b, die ein regelmäßiges Muster bilden.
Ausführungsbeispiei 5
Dieses Ausführungsbeispiel 5 ist zusammen mit der beiliegenden F i g. 7 zu lesen.
In einer Ausführungsform tragen die Filamente bzw. die Grundeinheiten der Fasern auf der Oberfläche
ringförmige Wülste aus dem Fasermaterial. Diese Filamente können direkt oder in Form der Kombinationen
der Beispiele 1 bis 4 in der Matrix eingebaut werden.
Durch Verwendung der in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen genannten, mit Festhalteorganen
(d. h. mit den sogenannten Ankern) versehenen und imprägnierten Fasern lassen sich Bauteile herstellen, die
Biegefestigkeiten von mehr als 20 N/mm2 erreichen.
Im Vergleich dazu haben gleiche Bauteile ohne Fasern Biegefestigkeiten von weniger als 10 N/mm2.
Werden Fasern ohne Festhalteorgane (Anker) aber mit Imprägnierung bzw. ohne Festhalteorgane (Anker)
und ohne Imprägnierung verwendet, so bewegt sich die Langzeit-Biegefestigkeit ebenfalls bei den Werten der
Matrix ohne Fasern, nämlich im Bereich von unterhalb 10 N/mm2.
Für besondere Anwendungsweisen können die geoffenbarten, mit Festhalteorganen (Ankern) versehenen
und imprägnierten Fasern auch zusammen mit unbehandelten Fasern verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patenlansprüribe;3. Verfahren zum mechanischen Verstärken von farmbirren und/oder härtbaren Massen, die durch *> anorganische Bindemittel verfesdgbar und hauptsächlich 'für bautechnische Zwecke anwendbar sind, unier "Verwendung von merfttarüsdi verstärkenden Fasern, dadurch gekennzeichnet, daßjäne kriecMeste, medsanisdhe Verankerung der sonst no weitgehend ifre&ewigiirilafln, mil dein Bindemittel nur eine schwache oder keine chemische Einbindung ■eingehendem Fasern im Baustoff durch die Ausbildung von Wülsten undfoder Verdidaingen auf den Oberflächein und/oder den Enden der Fasern und/oder iüurch FesihaJteorgane, die mit den Fasern kriechfest verbunden sind, hergesldh wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaieriai aus Glas und/oder. ' '·' kristallinen anorganischen Stoffen, aus Polypropy-• - ''S- lcn, aus textlien Kunststoffen, aus BaumwoSe, Hanf, Sisal und/oder Proteinen oder Mischungen daraus besteht, wobei zur Herstellung eines Bauteils gleichartige oder verschiedenartige Fasern verwen-,„. det werden können.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern und/oder Faserbündel und/oder Fasermatten verwendet werden, die mit Trennmittel enthaltenden Flüssigkeiten, die eine Verbindung des Bindemittels bei dessen Hydratation mit den außen und innen liegenden Fasern und gegebenenfalls eine elektrische Aufladung weitgehend verhindern, vorzugsweise mit Reaktionsharz, Schmierstoffen, Paraffinen, Wachsen, Latex, Leinölfirnis, Bitumen und/oder Silikonen bzw. deren Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen getränkt werden.4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern, als getränkte Spinnfäden, Schnitzel, Rovings, Bündel *> und/oder Matten verwendet werden, die gegebenenfalls eine Vorspannung besitzen.5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprü-, ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern ,bzw. Faserbündel an den Enden und/oder in bestimmten Abständen Festhalteorgane (sogenann-. . te Anker) aus einem gleichartigen oder andersartigen Stoff, vorzugsweise aus Metall, Keramik, Ton, , Stein, Glas, Bindemittel und/oder Kunststoff aufweisen, die eine kriechfeste mechanische und chemische , Verankerung im Baustoff ermöglichen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern bzw. Faserbündel an endständigen Festhalteorganen (sogenannte Anker) bei oder nach dem Erhärten des Bindemittels gegenüber demselben eine, gegebenenfalls zu einer bereits vorhandenen Vorspannung weitere, Spannung ohne oder mit Verdrillung der Achse der Fasern bzw. Faserbündel erhalten.60
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|---|---|---|---|
| DE19792930939 DE2930939C2 (de) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | Verfahren zum mechanischen Verstärken von formbaren und/oder härtbaren Massen |
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| DE2930939C2 true DE2930939C2 (de) | 1984-01-26 |
Family
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