DE3019900A1 - Verfahren zur herstellung eines faserverstaerkten hydraulischen bindemittels - Google Patents

Description

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Beschreibung *

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines mit Poylvinylalkohol-Fasern verstärkten, hydraulischen Bindemittels, das ohne Abtrennung eines Teils des ursprünglich zugesetzten Wassers,beispielsweise zur Formgebung gegossen, gepreßt oder gespritzt werden kann, sowie das nach diesem Verfahren erhaltene zementartige Material.

Das bekannteste und weltweit genutzte faserförmige Armierungsmittel für zementartige Materialien und hydraulische Bindemittel ist Asbest. Allerdings verursacht Asbest in der zementartigen Matrix eine deutliche Versprödung. Es wurden deshalb schon viele Versuche unternommen, die Schlägzähigkeit solcher Produkte zu verbessern. Ferner sind die Begrenzung der natürlichen Vorräte an Asbest und die großen gesundheitlichen'Gefahren bei seiner Verarbeitung wichtige Gründe für die Einschränkung seines Einsatzes.

Es wurden deshalb auch andere Fasern, wie natürliche, metallische und synthetische Fasern, zur Armierung von zementhaltigen Materialien eingesetzt.

So werden für den in Frage stehenden Zweck in einem gewissen Umfang Glasfasern eingesetzt (vgl. BE-PS 857 332), wobei es jedoch 4 bis 6 Vol.-% dieser Faser bedarf, um eine spürbare Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes zu erzielen. Besonders nachteilig wirkt sich dabei aus, daß die Glasfaser wegen ihres chemisch inerten Charakters praktisch im Zement nicht eingebunden wird und sich leicht aus entstehenden Bruchstellen aus der Matrix herausziehen läßt. Mit steigender Länge der einge-· setzten Glasfaser können zwar die fehlenden Bindungskräfte

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durch physikalische Haft- bzw. Reibungskräfte kompensiert werden (vgl. US-PS 4 109 051 und GB-PS 1 519 041), die größeren Faserlängen erschweren jedoch die Einmisch- : barkeit in das Bindemittel ganz erheblich.

Man hat deshalb schon für den genannten Zweck spezielle Haftvermittler/ oder die Mischung von Glasfasern mit Asbest oder anderem fadenförmigen Material eingesetzt _; (BE-PS 855 729, GB-PS 1 528 545). Der wichtigste Nachteil beim Einsatz der Glasfaser, bleibt .jedoch auch in diesem Fall bestehen, nämlich deren Unbeständigkeit im stark alkalischen Milieu der zementartigen Umgebung, was auch bei sogenannten alkkalibeständigen GlasSorten im Verlauf von einigen Monaten zum .deutlichen Abfall ihrer Festigkeit und damit zugleich ihrer Armierungswirkung führt. Die durch eine GlasfaseryerStärkung erzielten.Effekte können deshalb nur in einem begrenzten Zeitraum genützt werden. _ „ . - -

Ähnliche Schwierigkeiten tauchen auch beim Einsatz von Stahl- und anderen .Metallfasern auf ..So kann zum Beispiel bei der Verwendung von normalen Stahlfasern in zementhaltiger, zumeist poriger Matrix der gemeinsame Angriff von Feuchtigkeit, Alkalität und Kohlendioxid der IiUf t in den Randzonen der ..Produkte nicht unterbunden wer-' den, wobei durch die Entstehung von,braunem Rost sich zusätzliche ästhetische Nachteile ergeben- können.

Das mangelhafte. Einbinden der Metallfasern kann zwar durch abgewinkelte Formgebung verbessert werden. Solche Formen bleiben aber nach dem Mischyorgang nur beim Einsatz von Fasern mit größeren Durchmessern./ also von drahtähnlichen Gebilden, erhalten. Bei den. für eine hinreichende Wirkung notwendigen. 4 bis 6 Vol.—%. Fasern werden infolge.des hohen spe—

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zifischen Gewichts des Stahls ,Gewichtsanteile von Ί.'2-und ■ · mehr ^Prozent nötig,, wodurch dieses. Vorgehen sehr -kosten- ■ ^! intensiv wird. (Taschenbuch für Tunnelbau, Verlag Glück- ■ auf, 1979, S. 375 f-f K- -.....- _: ·-.--■■·-.· . i ■■:. = . ■

Für die Verstärkung von zementhal_;tigen Produkten wurden auch schon Kohlenstoff-.und Aramidfasern verwendet. (M.A- Äliet, · Chem. Concr. Res. .1972,, 20-1 - 12; JA-AS 74 104 9TS). : .

Auch Fasern der Polyolefinreihe, insbesondere aus". Polyäthylen und Polypropylen, .wurden, zur Zementverstärkung verwendet (Elvery et al·,. Composites. 1976,, 180 bis 184; ÜS-PS 3 980 484 und DE-OS 2 690 697). Die chemische Konstitution dieser Synthesefasern, läßt jedoch keine Bindungskräfte zu. Es-kann somit auch keine .eigentliche Verstärkung der zementhaltigen Matrix erzielt werden, obwohl es an be~ ' kannt gewordenen Vorschlägen, zur Modifizierung der Oberfläche solcher Fasern_r zum Beispiel ·durch Beladen mit anorganischen Partikeln und durch Herstellen netzartiger Strukturen des Verstärkungsmaterials ,zur besseren-Verankerung, nicht gefehlt hat. . · '

Solche Zusätze können zwar die. Schlagfestigkeit der stellten Produkte und andere wichtige Verarbeitungseigenschaften, wie-die Gr.ünfestigkeit, deutlich verbessern, sie vermindern je^⁰⁰!¹ auch die sogenannte Mikrorißbiidung während der Aushärtung der Formkörper,.. Ihr .Einfluß auf die · mechanischen Festigkeitswerte bleibt jedoch gering und liegt zum Beispiel unter 10 %· Zuwachs der Biegezugfestig— keit. ,.■·-...-, ■ ... :.■ .

Um Asbest speziell in Asbest-Zementprodukten teilweise oder auch vollständig zip ersetzen, . ist auch. der Einsatz· von zürn Beispiel 2 bis 20,Vol.-% Poylvinylalk.oholfasern (PVA) bekannt (CH-PA ,14 T72/77) . Die einwandfreie und gleichmäßige Ver-

teilung der Fasern in der Wasser/Zement-Mischung stellt dabei das: größte Problem dar. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die PVA^-Fasern erst dann problemlos gut verteilbar sind, wenn spezielle Verteilungshilfsmittel angewendet werden und die Menge des zugesetzten Wassers in der Mischung etwa das 500- bis 1000-fache des Fasergewichtes beträgt. Bei in der Asbestindustrie üblichen Feststoff-Verhältnissen von 1 : 4 bis 1 : 15 (bevor das Überschußwasser des ursprünglichen Ansatzes auf Siebtrommeln oder Filtergeweben usw. abgesaugt wird) können die Fasern nur mit speziellem· Mischaufwand und zusätzlichem Verfahrens-Know-How als Einzelfasern im Wasser verteilt werden. Andernfallsführen Faseranhäufungen in den Fertigprodukten zu Schwachstellen mit ungenügender Zementumhüllung und bei der Plattenbildung zum Beispiel zur sogenannten Buckelbildung. Es hat sich nun gezeigt, daß PVA-Fasern gut in einer relativ kleinen Menge Wasser, und zwar insbesondere in der für das Abbinden und Formgeben der Mischung höchstens notwendigen Menge Wasser, verteilt werden können, wenn man als Hilfsmittel Dispergier- bzw. Netzmittel zusetzt.

Es ist für die Herstellung von faserarmierten Bindemitteln bisher nur möglieh gewesen, die zum Einsatz vorgesehene Faserinenge so in das Bindemittel einzuarbeiten, daß nach dem Mischen ein Teil des eingebrachten Wassers, das die Einmischung der Fasern erleichtern sollte, wieder entfernt werden muß, was in der Regel mehr als 80 bis 85 % der eingesetzten Wassermenge ausmacht. Dies ist nun beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr notwendig.

Erfahrungsgemäß nimmt zwar der Wasserbedarf der Mischung mit kleineren Titern der Fasern und steigender Fasermenge etwas zu, diese Wassermengen liegen jedoch völlig im üblichen, bei der Verarbeitung eingehaltenen Rahmen. So können

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zum Beispiel 2 Gew.-% PVA-Fasern mit 6 mm Schnittlänge in einer Wasser-Portlandzement-Mischung mit einem Gewichtsverhältnis von 0,35 : 1 und 5 Gew.-% PVA-Fasern mit 2 mm Faserlänge mit einem entsprechenden Gewichts"-verhältnis von 0_r42 : 1 verarbeitet werden.: Es ist selbstverständlich, daß auch die herkömmlichen Verflüssiger eingesetzt werden können.

Die erfindungsgemäßen Hilfsmittel zur Fäservertellung können Dispergiermittel bzw. Tenside unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sein^. Sie können auch in Kombination untereinander, zum Beispiel mit synergistischer Wirkung, eingesetzt werden. Als solche Netzmittel können zum Beispiel die insbesondere bei der Papier- und Naßvliesherstellung aus Synthesefasern zur Anwendung gelangenden Tenside verwendet werden. Tenside gemäß vorliegender Erfindung sind zum Beispiel äthoxilierte Fettalkohole oder Carbonsauren, äthoxilierte Alkylphenole, Propylenoxid/ Äthylenoxid-Copolymere und Formaldehyd-Melaminharze.

Die erfindungsgemäßen Dispergier- und Netzmittel werden vorzugsweise bereits nach dem Spinnen der Faser zusammen mit den für die Verstreckung notwendigen Faserpräparationen aufgebracht. Es ist jedoch auch denkbar, die Fasern zum Beispiel erst nach dem Strecken mit den erfindungsgemäßen Hilfsmitteln zu beaufschlagen oder die geschnittenen Fasern mit einer entsprechenden wäßrigen Flotte zu behandeln bzw. mit entsprechenden Verdünnungen zu besprühen. Dabei ist eine Abstimmung bezüglich Verträglichkeit und Wirkung zwischen Präparation und Hilfsmittel natürlich unerläßlich

Es ist für die Ausführung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung unerheblich,, ob die Faser zum Bindemittel/ Wasser- oder das Bindemittel zum Faser/Wasser-Gemisch züge-

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geben wird.^: Um unnötige Schaumbildung zu vermeiden, hat es sich jedoch"-'als vorteilhaft erwiesen', die Faser zuerst in das für^;die Mischung notwendige Volumen Wasser einzugeben. •Nach kurzer Zeit kann dann die gesamte Menge des notwendigen Bindemittels eingerührt werden. Die Zugabe aller eventuellen Zuschlage und sonstiger Beimischungen, wie Kies, Füllstoffe, Vergütungsmittel usw., kann gleichzeitig oder später erfolgen;

Prinzipiell ist es unerheblich, ob die für die Verteilung vorbereitete Faser in feuchtem oder getrocknetem Zustand zum Einsatz kommt.

Die Äuftragsmenge' der eingesetzten erfindungsgemäßen Hilfsmittel/wird; nur der gewünschten Wirkung angepaßt. Erfahrungsgemäß können teilweise schon mit "0,5 Gew.-% Anteil auf der Faser befriedigende Verteilungen erreicht werden. Auftragsmengeii von mehr als 3 Gew.-% vor dem Streckprozeß können unter Umständen die gewünschten Hochmodul-Eigenschaften der Faser nachteilig beeinflussen.

Beim Aufbringen der Hilfsmittel durch Tauchen wurde beobachtet, daß Anteile Von 10 Gew.-% beim nachfolgenden Trocknen der Faser zu verhärteten Klumpen führen können, die beim; Einmischen -ungünstige lange Quellzeiten erfordern. .

Unter hydraulischen Bindemitteln sind alle Arten von Zement zu verstehen, so insbesondere zum Beispiel auch Portlandzement;/ Trass-Z'ement, Hochofenzement und auch Gips.

Als Polyvinylalkoholfasern können alle möglichen. PVA-Fasern zum Einsatz gelangen,insbesondere jedoch PVA-Fasern mi.t hohem Ä-Modül, also sog. Hochmodul-Fasern. Unter Α-Modul wird die?Steigung des ersten*linearen Anstiegs der Kraft/Dehnungs-Kurve verstanden. Sie wird in der Regel durch Verlängerung

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der Tangente an diesem Kurvenstück bis auf 100 % Bruchlast ermittelt und nach der Formel ,

^: Bruchlast - ·" 100 Titer i - Dehnungswert'

berechnet; . ■■''"'■

Bei einem geeigneten Streckprozeß werden ohne weiteres Festigkeiten von 8 bis 9 pdtex und mehr bei nur 4 bis 6 % Bruchdehnung erreicht. Die entsprechenden Kraft-Dehnungs— kurven ergeben A-Modulwerte von 180 bis 300 pdtex bzw. 2350 bis 3900 daN/mm² und mehr·. Diese Werte, die titerabhängig sind, sollen nicht die Anwendung auf bestimmte Quglitätsklassen des. PVA-Typs einschränken, sondern hur zeigen, daß der hohe A-I<iodul dieser¹ PVA-Fasern, der von den übrigen Synthesefasern^ nur schwer erreicht wird, dem Ε-Modul der zu verstärkenden Matrix offensichtlich überlegen oder zumindest ähnlich sein sollte, damit die Armierungsfasern nach dem Versagen der Matrix ihre Wirkung ausüben können. ·

Ein weiterer Vorteil des PVA-Fasertyps liegt in seinem chemischen Aufbau, d.h. in den zahlreichen Hydroxygruppen an der Kohlenstoffkette, die in der Lage sind, zur Matrix über Wasserstoffbrücken eine■starke Faser-Matrix-Bindung aufzubauen... . - " "

Erfindungsgemäß lassen sich vorzugsweise PVÄ-Fasern mit genügend hohem Α-Modul aller Titerbereiche einsetzen, wobei die Verstärkungswirkung mit wachsenderOberflache," d.h. mit sinkendem·Titer zunimmt.

Als Faserlängen kommen zur Einmischung vor allem die ohne besonderen Arbeitsgang bei der Faserproduktion herstellba-

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ren Schnitte in Betracht. Es hat sich gezeigt, daß das Herausziehen der Faser beim Bruch vermieden werden kann, wenn Fasern mit einer Faserlänge verwendet werden, die etwa 1 bis 2 ram beträgt. Mit Fasern von 2 bis 3 mm Länge kann bereits eine deutliche Verstärkungswirkung erzielt werden. Größere Schnittlängen können besonders bei gröberen Titern störungsfrei eingesetzt werden. So wird z.B. eine 10 dtex Faser mit 12 mm Schnittlänge gut in die Matrix., eingebaut. Bevorzugt werden Fasern mit einer Länge von T bis 50 mm und insbesondere von 1. bis 25 mm.

Die verstärkende Wirkung der eingesetzten PVA-Faser wird bereits bei etwa 1,5 Vol.-%, das sind etwa 1,0 Gew.-% des Einsatzmaterials, bezogen auf die Bindemittelmischung, deutlich spürbar. Geeignete Kombinationen von entsprechenden Titern und Schnittlängen führen zu besonders günstigen Ergebnissen. Die obere Grenze für die Faseranteile liegt in der Praxis dort, wo das Bindemittel das eingemischte Faservolumen nicht mehr vollständig umschliessen kann. Erfahrungsgemäß können bei kürzen Schnittlängen wesentlich mehr Gewichtsanteile zugemischt werden. So wird eine Mischung von 3,5 Gew.-% 6,6 dtex PVA-Fasern mit 12 mm Schnittlänge bereits strohig, während von derselben Faser in 1 bis 2 mm Länge etwa 6 Gew.-% noch eine geschmeidige Mischung ergeben. Vorzugsweise werden gemäß vorliegender Erfindung 1 bis 5 Gew.-% an PVA-Fasern zur Verstärkung eingesetzt, insbesondere 1-his 25 Gew.-%. Damit ergeben sich für den Einsatz von PVA-Fasern weitere kostenmäßige Vorteile gegenüber allen anderen bereits vorgeschlagenen Verstärkungsfasern.

Es liegt im Einsatz der Faser ganz allgemein begründet, daß die Vorteile, die für andere Armierungsfasern, speziell für Synthesefasern, wie Polyolefine, geltend gemacht werden,

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zwangsläufig mit in Erscheinung treten. So beobachtet man bei Verwendung von PVA-Fasern in gleicher Weise eine erhöhte Grünfestigkeit, eine frühere Entformbarkeit, eine stark verminderte Mikrorißbildung und ähnliche Produkteigenschaften wie sie bereits ohne gleichzeitige Erhöhung der Biegezugfestigkeit für andere Verstärkungsfasern beschrieben werden.

Ein bedeutender, anwendungstechnischer Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten faserarmierten, hydraulischen Bindemittel liegt in der stark verbesserten Verarbeitbarkeit, die in der .Wirkung der erfindungsgemäßen Hilfsmittel begründet liegt. Solche Mischungen eignen sich z.B. beson-· ders gut zum Einsatz als Spachtelmassen, Verputze und Fugenkitte. Für diesen Einsatzzweck kommt die armierende Wirkung der Faseranteile in besonderem Maße zur Geltung, weil die Elastizität und Verformbarkeit der Mischung im abgebundenen Zustand bedeutend größer ist als für nichtarmierte Mischungen. Im allgemeinen kann bei dieser Anwendung bereits ein Faseranteil von 0,5 bis 3,0 Gew.-Ioim hydraulischen Bindemittel genügen, da bei diesem Vorgehen bereits eine Festigkeitserhöhung von 10 bis 20 %.beobach- tet werden kann.

Eine besondere Anwendungsform ist der Einsatz der in Frage stehenden PVA-Fasern in Spritzbeton. Es ist bereits bekannt, Spritzbeton mit Stahlfasern zu verstärken. Dabei resultieren zum Beispiel bei Verwendung von 4 bis 6 Gew.—% Stahlfasern wesentlich höhere Grünfestigkeiten, während die betreffenden Druckfestigkeiten nach beispielsweise 28 Tagen nur noch in bescheidenem Rahmen verbessert sind. Ein bedeutender kosten- und arbeitsintensiver Nachteil ist dabei, daß sich in dem beim Spritzen vom Untergrund zurückprallenden Beton/Faser-Gemisch, dessen Mengenanteil· bis zu 25 und 30 % betragen kann,

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ein überhöhter Anteil- ah Stahlfäserh befindet.

Bereits; 1 bis 2 Gew.—%_o PVA-Fasern in der Mischung können einen wesentlichen Anteil der verstärkenden Wirkung von Stahlfasernübernehmen, ohne daß deren Wirkung mit dem sogenannten "Rückprall" verloren geht. Auch bei dieser Anwendung ist die deutliche Verformbarkeit des Betonformstücks von erheblicher Bedeutung, so zum Beispiel.im Untertagebau, wo frühzeitige Lastaufnahme durch den Betonkörper erwünscht ist* - . V-- .;-^: -'·-'"■■ - - - - ' ■ ; : " . " . -

Im allgemeinen kann ein um das mindestens 5-fache vergrössertes Arbeitsvermögen gemessen werden. Unter Arbeitsvermögen wird die Fläche unter der Arbeitslinie unter der Spannungslinie der Festigkeitsprüfung verstanden.

Damit lassen sich also mit PVA-Fäsern hydraulische Bindemitter,, insbesondere alle Zement- und Gipsarten, so verstärken, daß erhöhte Festigkeiten, speziell Biegezug-, Spaltzug- und Druckfestigkeiten, und eine sehr stark erhöhte Verformbarkeit bzw. ein sehr stark erhöhtes Arbeitsvermögen resultieren.

■Beispiel. 1

Aus 1000 Gew.-Teilen Portlandzement und 350 Gew.-Teilen.Wasser wird mit einem Scheibenrührer ein Mörtel hergestellt, zu dem innerhalb weniger Minuten 18 Gew.-Teile PVA-Fasern zugerührt werden, die durch Tauchen in eine 10 %ige Lösung eines Propylenoxid/Äthylenoxid-Copolymeren (Mol-Gew.. 3300) mit einer Auflage des Dispergiermittels von 3 Gew.-% versehen worden waren. Sobald eine geschmeidige, klumpenfreie Mischung entstanden ist, wird der Rührer abgestellt und der

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- 14 Mörtel verarbeitet.

Die zugesetzte Faser weist folgende charakteristische Daten auf: ^:. .-'-■- - ... - - -.

Durchmesser: ca. 25 μ (entspricht etwa 6,5 dtex)

Schnittlänge: 6 mm

Reißfestigkeit: 100 daN/mm² .

Bruchdehnung: ca. 4,5 %

Α-Modul: ca. 3500 daN/mm²

Die Dichte des hergestellten Fasermörtels beträgt ca.· 1,86.

Durch Gießen in eine entsprechende Form hergestellte Prüf-* körper mit den Abmessungen 100 χ 30 χ 10 mm zeigen Biegedruck-Festigkeitswerte von 14,4 N/mm² .■ Das sind etwa 146 % der Festigkeit eines gleichen Prüfkörpers, der ohne Faserzusatz hergestellt wird und einen entsprechenden Wert von 9,9 N/mm² aufweist.

Im Gegensatz zu 0,18 %eVerformbarkeit im Prüfkörper ohne PVA-Armierung steigt die Verformbarkeit im erfindungsgemäß verstärkten Prüfkörper auf ca. 0,7 %.. -

Beispiel 2

25 Gew.-Teile. PVA-Fasern, die durch Versprühen'init einer 5 %-igen Nonylphenoläthoxylatlösung mit einer Auflage von 5 Gew.-% Dispergiermittel versehen worden sind, werden zu 380 Gew.-Teilen Wasser gegeben. Nach kurzer Wartezeit werden 1000 Gew.-Teile Zement mit Hilfe eines Knetwerks zugemischt.

Die zugesetzte Faser weist folgende charakteristische Da-

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ten auf:

Durchmesser: 12 μ (entsprechend 1,6 dtex)

Schnittlänge: 6mm

Reißfestigkeit: 110 daN/mm²

Bruchdehnung: 4,5%

A-Modul: 3200 daN/mm²

Die Dichte des hergestellten rohen.Fasermörtels beträgt 1,84.

Für die entsprechend Beispiel 1 hergestellten Prüfkörper wird eine Biegedruckfestigkeit von 14,5 N/mm² gemessen, das sind ca. 156 % gegenüber 9,3 N/mm² für entsprechende Prüfkörper ohne Armierung.

Die Verformbarkeit liegt über 0,8 %.

Beispiel 3

Es werden 30 Gew.-Teile PVA-Fasern mit einem Durchmesser von ca. 6 μ (entsprechend 0,6 dtex) und der Auflage von 1,5 Gew.-% eines äthoxilierten Fettalkohols der Summenformel C^j-H₇₄O₁₁ (zugleich mit der Streckpräparation aufgebracht) in einen Mörtel mit einem Wasser/Zement-Verhältnis von 0.35 : 1 eingearbeitet. Als Faser wird ein Fasergemisch mit Schnittlängen von T bis 3 mm eingesetzt. Die. Dichte des erhaltenen Fasermörtels liegt bei 1,83 und die resultierenden Festigkeiten der betreffenden Prüfkörper bei etwa 136 % der unverstärkten Matrix.

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Beispiel 4

In 1000 Gew.-Teilen Gips und 650 Gew.-Teilen Wasser werden 20 Gew.-Teile PVA-Fasern mit einem Durchmesser von 32 μ (entsprechend 10,0 dtex) eingerührt. Die Faser wird entsprechend Beispiel 1 mit einer Auflage von 1 Gew.-% Formaldehyd-Melaminharz versehen und verarbeitet.

Die hergestellten Prüfkörper weisen eine verbesserte Biegedruckfestigkeit analog Beispiel 1 auf.

Die angegebenen Beispiele sollen die vorliegende Erfindung nur erläutern, ohne diese jedoch in irgend einer Weise einzuschränken. So ist es zum Beispiel bei geeigneter Rührweise möglich, bis 70 Gew.-Teile PVA-Fasern mit 1 bis 3 mm Misch-Schnittlänge und 1,5 Gew.-% Dispergiermittel und einem Wasser/Zementverhältnis von 0,4 : 1 zu einem gutverarbeitbaren Fasermörtel zu verarbeiten, der als hochverformbare Überzugsmasse auf eine geeignete stark rissige Oberfläche aufgetragen werden kann.

Beispiel 5

Zu einer aus 600 Gew.-Teilen Sand und 400 Gew.-Teilen Zement bestehenden Trockenmischung eines Reparaturmörtels lassen sich 0,6 Gew.-Teile PVA-Fasern (Durchmesser 25 μ, Länge 6 mm, A-Modul 3300 daN/mm²) gut einmischen. Nach Zugabe von 150 Gew.-Teilen Acrylharzdispersion entsteht ein geschmeidiger, leicht thixotroper Brei, der gut mit der Kelle bzw. Galosche verarbeitbar ist.

Der erhaltene Brei weist bereits nach 7 Tagen eine um 15 % erhöhte Festigkeit gegenüber unarmiertem Material auf und zeigt selbst bei extremer Beanspruchung durch Wärme und/

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öder Wind am Einsatzort keine Rißbildung oder Schwundneigung.

Beispiel 6

In 1-000 Gew.-Teilen eines erdfeuchten Transportbetons mit einer maximalen Korngröße von 8 mm werden 3 Gew.-Teile PVA-Fasern (Durchmesser 25 μ, Länge 6 mm, A-Modul 3300 daN/mm²), die mit 1,2 Gew.-% Dispergiermittel versehen sind, mit Hilfe einer Zementmischtrommel eingemischt. Es werden also an Stelle der üblichen 6 Gew.-% Stahlfasern 3 Gew.-%e>PVA-Fasern zugegeben.

Danach wird die erhaltene Mischung unter Zugabe von Wasser bei einem Wasser/Zement-Verhältnis von 0,48 : 1 in bekannter Weise verspritzt. Der Rückprall beträgt etwa 60 % eines vergleichbaren Betons, der 6 Gew.-% Stahlfasern enthält.. Er weist praktisch keine PVA-Fasern auf. Die Grün-, oder Frühfestigkeit (gemessen nach DIN 1048 und 18551) liegt rund 50 % über der des Stahlfaserbetons. Die Festigkeiten nach 28 und 56 Tagen sind etwa 35 % höher.

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Claims (17)

1. SÜ^EL··· SCHÖX · IIItItTEL

   PATEKTANWiLTE

   DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927-1975J DR. PAUl. DEUFEL. DIPL.-CH EM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

   ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT ■REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES !.'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS

   J 14 92

   Inventa AG für Forschung und Patentverwertung Zürich Beckenhofstrasse 16, CH-8006 Zürich / Schweiz

   Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten hydrauli*- schen Bindemittels

   . ■"- . Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung von mit Polyvinylalkoholfasern verstärkten hydraulischen Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß Hochmodul-Fasern mit Hilfe von Dispergiermitteln in der Masse verteilt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verteilung der Fasern höchstens diejenige Wassermenge verwendet wird, die zur späteren Formgebung notwendig ist.

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   MÜNCHEN 86. SIEBERTSTR. * ■ POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 474005 · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24285

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3. 3. Verfahren nach, den Ansprüchen 1 und -2, dadurch gekennzeichnet, daß PVA-Fasern mit einem. Ä-Modul:von JSO bis 300 p/dtex verwendet werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn^ zeichnet, daß der Titer der eingesetzten Fasern 0_Λ25 bis 25 dtex beträgt. ....
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Titer der eingesetzten Pasern 0_r5 bis 10 dtex beträgt.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge der eingesetzten Fasern 1 bis 50 mm beträgt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/ daß die Faserlänge der eingesetzten.Fasern 1 bis 25 mm beträgt.
8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1_:bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergiermittel 0,5-bis 20 GeWi-% äthoxilierte Fettalkohole oder Carbonsäuren, äthoxilierte Alkylphenole, Propylenoxid/ÄthyLenoxid-Copolymere und/ oder Formaldehyd-Melaminharze., bexechnet auf das Faser-

   , gewicht, eingesetzt werden. · ; - - ■·.-,■
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 10 Gew.-% Dispergiermittel eingesetzt werden.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiermittel bereits nach dem Spinnen der Faser auf diese aufgebracht wurden.

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11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis. 10 Gew.-% PVA-Fasern, bezogen auf das hydraulische Bindemittel,- verwendet werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 5 Gew.-% PVA-Fasern verwendet werden.
13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Spachtelmassen, Verputze und Fugenkitte 0,5 bis"3,0Gew.-%oPVA-Fasern auf die gesamte Masse bezogen, verwendet werden.
14. 14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Spritzbeton 0,5 bis 2,0 Gew.-%oPVA-Fasern, auf die gesamte Masse bezogen, verwendet werden.
15. 15. Mit Polyvinylalkoholfasern verstärkte hydraulische Bindemittel, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
16. 16. Mit Polyvinylalkoholfasern verstärkte hydraulische Bindemittel, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche i bis 10 und 12..
17. 17. ft$it Polyvinylalkoholfaserh verstärkte hydraulische Bindemittel, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13.

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