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Fasermaterial, unter Verwendung dieses Fasermaterials
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hergestellter, zementgebundener Formkörper sowie Verfahren zur E'erstellunz
des Fasermaterials Zusatz zu Patent .......(Patentanmeldung ) Die Erfindung betrifft
ein Fasermaterial, insbesondere zur Herstellung zementgebundener Formkörper, das
aus glasiger Mineralwolle besteht, die an ihrer Oberfläche mit einer kristallinen
Schicht versehen ist, nach Patent ..........
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Ein solches Fasermaterial kann noch dadurch verbessert werden, daß
es in Ausgestaltung der durch das Hauptpatent geschützten Erfindung einen Anteil
von 20 bis 40 Gew.% Stahlfasern enthält. Durch den Zusatz von Stahlfasern wird die
Festigkeit von zementgebundenen Formkörpern im Verhältnis zu Formkörpern, die reine
Mineralfsern enthalten, bedeutend erhöht.
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Die Verwendung von Stahlfasern in dem Fasermaterial nach dem Hauptpatent
war keineswegs naheliegend. Stahlfasern lassen sich normalerweise nicht in Wasser
ausschlammen, wie es bei der Herstellung und der Weitcrverarbeitung eines solchen
Fasermaterials erforderlich ist, weil sich die plastischen Stahlfasern beim mechanischen
Dispergieren haken- oder Ösenartig verbiegen und einc Gestalt annehmen, die einer
Büroklammer ähnlich ist. Die verbogenen Stahlfasern verhaken in einander und knäueln
sich zusammen, so daß sic schlieP-lich einen dicken Klumpen bilden und alles ndere
als eine Dispersion ergeben. Weiterhin sind Stahlfasfrn, wenn sie zur Herstellung
zementgebundener Formkörper verwendet werden, w:;hrend verhältnismäßig langer Zeit
dem Wasser ausgesetzt wodurch sie erhebliche Rostschäden erleiden. Bei dem geringen
Durchmesser der Stahlfasern können die Scheiden so groß sein, daß tine Festigkeitserhöhung
durch diese ?tahlfasern nicht mehr eintritt. Außerdem sind diese Fasern auch noch
innerhalb der zementgebundenen Formkörper den schädlichen Einflüssen vom Wasser
ausgesetzt, insbesondere, wenn es sich um poröse Formkörper geringer Dichte handelt,
zu deren Verstarkung Fasermaterial bevorzugt eingesetzt wird.
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Es hat sich gezeigt, daß ein Fasermaterial nach der Erfindung auf
einfache und befriedigende Weise dadurch hergestellt
werden kann,
daß zun.=chst die glasige Mineralwolle in Wasser aufgeschlämmt und erst dann, wenn
eine homogene Dispersion der Mineralwolle erreicht worden ist, die Stahlfasern zu
der die Mineralwolle enthaltenden Aufschlämmung hinzugeführt werden. In diesem Fall
findet ohne jede schädliehe Deformation und insbesondere ohne Knftuelbildung eine
gleichmEßige Dispersion der Stahlfasern in der bereits die tXineralwolle enthaltenden
Aufschlämmung statt. Weiterhin hat die zur herstellung der kristallinen Schicht
verwendete Alkylsulfamidocarbonsäure zu Metall eher noch eine stärkere Affinität
als zu glasigen Mineralien, so daß auch die Stahlfasern, wie die Fasern der glasigen
Mineralwolle, mit einer kristallinen Schicht bedeckt werden. Diese von walzen der
Alkylsulfamidocarbonsäure gebildete kristalline Schicht bildet einen ausgezeichneten
Oberflächenschutz fiir Stahl, so daß der Stahl gegen alle Angriffe von Wasser während
und nach der Herstellung der Formkörper geschützt ist.
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Der Aufbau der kristallinen Schicht kann bei dem erfindungsgemäßen
Fasermaterial genau der gleichc sein, wie er im Hauptpatent angegeben ist. Auch
die Herstellung des Fasermaterials kann im einzelnen nach dem im Hauptpatent angegebenen
Verfahren durchgeführt werden. Dies gilt sowohl für den Einsatz der verschiedenen
Stoffe als auch fr die Art und Dauer der einzelnen Verfahrensschritte. Insoweit
wird der Inhalt des llauptpatentes auch zum Inhalt dieses Patentes gemacht.
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Die Erfindung betrifft EUCh einen zementgebundenen Formkörper, der
das Fasermaterial nach der Erfindung enthält.
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Dieser Formkörper kann ebenfalls in der gleichen Weise hergestellt
werden, wie es im Hauptpatent beschrieben und
beansprucht wird.
Auch insoweit wird der inhalt des Hauptpatents zum Inhalt der Unterlagen dieses
Patentes gemacht.
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Wie bereits erwähnt, zeichnet sich ein zementgebundener Formkörper
nach der Erfindung durch eine erhohte Festigkeit aus, welche durch den Zusatz von
Stahlfasern erzielt wird.
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Da die Stahlfasern in dem Formkörper korrosionsgeschützt sind, besteht
keine Gefahr daß die Festigkeit solcher Formkörper mit der Zeit nachläßt. Dies ist
insbesondere fiir ein sehr leichtes Fasermaterial von Bedeutung, das in hohem Maße
porös und wassersurchlässig ist. Ein solches Material hatte bisher eine nur geringe
Festigkeit. Die Erfindung macht es möglich, sehr leichte Dämmstoffe mit entsprechend
guten Dämmeigenschaften herzustellen, die zugleich eine sehr hohe Festigkeit aufweisen.
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überraschend hat sich herausgestellt, daß die Verwendung von Stahlfasern
in dem erfindungsgemäßen Fasermaterial nochmals eine Verkürzung der Abbindezeit
zur Folge hat, was für eine wirtschaftliche Verarbeitung des erfindungsgemäßen Fasermaterials
von hoher Bedeutung ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von einigen Ausffihrungsbeispielen
näher beschrieben und erläutert. Die diesen Beispielen zu entnehmenden Merkmale
können bei anderen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens einzeln fir sich oder
in beliebiger Vombination Anwendung finden.
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BeisDiel 1 Es wurden in 4 Liter Wasser 1 g eines Produktes gelöst,
welches die Firma Hoechst AG unter der Bezeichnung "Emulsogen H" als Korrosionsschutzmittel
und Schmiermittelzusatz vertreibt und das im wesentlichen aus einer Alkylsulfamidocarbonsäure
besteht, die 12 C-Atome in der Alkylette aufweist. In der erhaltenen Lösung wurden
100 g Glaswolle mit Hilfe eines Rührwerkes dispergiert. Die Masse wurde etwa 30
Minuten durchgearbeitet, bis ein gleichmäßiger Faserbrei erzielt worden war, dem
dann unter Fortsetzung des Rührens 35 g Stahlfasern und 7 g Olivinpulver zugegeben
wurden.
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Dabei reagiert die auf den Faseroberflächen aufgezogene Alkylsulfamidocarbonsäure
mit den Oberflächen des Olivinpulvers, und es entstand eine kristalline Schicht
auf der Oberfläche der Clas- und Stahlfasern. Diese kristalline Schicht war im Mikroskop
deutlich erkennbar. Sie war stark zerklüftet. Die Fasern konnten ohne weiteres auf
einem Sieb von dem Wasser getrennt werden. Das Wasser lief klar ab und war praktisch
neutral, was anzeigte, daß sowohl die Alkylsulfarnidocarbonsäure als auch das eingesetzte
Olivinpulver im wesentlichen vollständig zur Bildung der Oberflächenschicht verbraucht
worden waren.
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Beispiel 2 Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde unter Verwendung von
Granatmehl, einem Steinmehl von Puzzolancharakter, Traßzement und Tonerdezement
wiederholt. Die Resultate waren stets die gleichen.
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Beispiel R Es wurden in 4 Liter Wasser 1,5 g Alkylsulfamidocarbonsäure
nit 12 C-Atomcn in der Alkylkette gelöst. In dieser Lösung wurden 100 g Glaswolle
mit Ililfe eines Rührwerkes dispergiert. Nachdem nach halbstündigem Durcharbeiten
ein gleichmäßiger Faserbrei erzielt worden war, wurden dem Rrei unter fortgesetztem
Rühren 25 g Stahlfasern, 7,5 g MgHPO4. 3 H20 und 1,5 g Li2CO3hinzugegeben. Das sauere
Magnesiumphosphat reagiert mit dem alkalischen Lithiumcarbonat unter Bildung von
LiMgP04das im ölivingitter kristallisiert. Die auf den Faseroberfl:chen aufgezogene
Säure reagierte mit den Obergleichen der in der Lösung entstandenen LiMgPC4-Kristalle
in topochemischer Weise und verband diese Kristalle mit der Oberfläche der Glas-
und Stahl fasern , so daß diese Fasern mit einer kristallinen Schicht überzogen
wurden. Diese Schicht war wiederum im Mikroskop gut erkennbar und stark zerklüftet.
Es wurden zudem so hergestellten Faserbrei 500 g Portlandzement hinzugefügt, und
es wurde die Mischung nochmals gründlich durehgearbcitet, bevor der Faserzementbrei
auf einem Sieb entwässert unnd anschließend überschüssiges Wasser auf einer Filzunterlage
entzogen wurde. Die Masse wurde zu Platten geformt, die nach wenige als 2 Stunden
abgebunden hatten und sich nach dem Aush;rten durch eine besonders hohe Härte auszeichneten.
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Beispiel 4 Es wurden in 1.500 ml Wasser 40 g Glaswolle und Ii g Calciumaluminat
in Form von Tonerdezement dispergiert und während 30 Minuten gründlich durchgemischt.
Danach wurden unter
weiterem Rühren 15 g Stahlfasern und 0,7 g Alkylsulfamidocarbonsäure
hinzugefügt und es wurde das Zwischen während weiterer 30 Minuten fortgesetzt. Danach
wurden 220 g Portlandzement hinzugefügt. Nach weiterem gründlichem Durcharbeiten
wurde die Mischung auf einem Sieb entwässert und dann noch überschüssiges Wasser
mittels einer Filzunterlage abgesaugt. Das abfließende Wasser war klar und rückstandsfrei.
Aus dem Zementfaserbrei hergestellte Platten waren in weniger als 3 Stunden abgebunden
und ergaben einen Werkstoff, der infolge seines Gehalts an Stahlfasern Asbestzement
bezüglich seiner Festigkeitseigenschaften überlegen war.
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Beispiel 5 Es wurde das Beispiel 1 unter Verwendung von 1,5 g Alkylsulfamidocarbonsäure
und 10 g Flußspat (CaF2) wiederholt. Das Ergebnis war im wesentlichen das gleiche
wie im Beispiel 1 angegeben.
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Die bei den Versuchen verwendete Glasfaser hatte eine Faserstärke
von etwa 35 µm, die Stahlfaser eine Stärke von 80 bis 100 Wm. Stattdessen können
auch mit gleichfalls guten Resultaten andere Fasermaterialien verwendet werden,
wie Steinwolle mit einer Faserdicke von etwa 22»m oder Keramikwolle mit einer Faserdicke
von etwa 11 >1m, sowie Stahlfasern mit einer Dicke bis hinab zu etwa 20>im.