DE3033634A1

DE3033634A1 - Verfahren zur armierung von formkoerpermassen

Info

Publication number: DE3033634A1
Application number: DE19803033634
Authority: DE
Inventors: Hans 4570 Quakenbrück Litwin
Original assignee: Individual
Current assignee: Litwin Geb Braumann Hildegard 4570 Quakenbruec
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1980-09-06
Publication date: 1982-04-15

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zur Armierung von Formicörpermassen (Zusatz zu Patent ................ Patentanmeldung P 30 12 792.5) Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen mit kurzen und mikrokurzen und mikrodünnen starren Fasern, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, die unterschiedliche Formen mit scharfen zackigen, stark ausqefransten Betrenzungslinien der jeweiligen Flächen haben.
Das Armieren von Formkörpermassen mit organischen oder anorganischen Fasern gehört zum Stand der Technik. Um bei auf Druck, Zug und Biegezug beanspruchten Formkörpern zu günstigen Festigkeiten zu gelangen, sollte eine Armierungsfaser um ihre Eigenfestigkeit auszunutzen eine möglichst große Oberfläche haben, so daß ein der Eigenfestigkeit entsprechendes Haftvermögen vorhanden ist. Deshalb wird bisher, wenn das Fertigungsverfahren es erlaubt, eine möglichst lange Faser verwendet.
Dabei sind relativ aufwendicje Verfahren notwendig, um die Fasern in die Massen homogen einzuarbeiten und somit eine durchgehend gleichmäßige Festigkeit der Formmasse zu erreichen.
Ziel der Erfindung ist es , eine Fasertype zu verwenden, die gegenüber den bisher benutzten Fasern Vorteile in der erzielbaren Festigkeit und in der Verarbeitung bringt.
Kurze uni mikrokurze dünne spanförmige Fasern werden bislang zur Armierung von Formkörpermassen nicht verwendet. So werden z. B. Metallfasern, soweit sie bereits zur Armierung verwendet werden, bisher aus Metalldrähten oder Metallbändern durch Schneiden oder Stanzen hergestellt und müssen wegen ihrer glatten und scharf umrissenen Oberflächen eine Mindestlänge von 30 mm haben, um ein ihrer Eigenfestigkeit entsprechendes Haftvermögen zu gewährleisten.
Versuche haben ergeben, daß dünne kurze und mikrokurze Metallfasern, die im spanabhebenden Verfahren gewonnen werden, sich hervorragend für die Bewehrung von Formkörpermassen eignen und hohe Druck-, Zug- und Biegezug-Festigkeiten bewirken. Dies beruht auf der Tatsache, daP> die durch spanabhebendes Verfahren gewonnenen kurzen und mikrokurzen dünnen Metallfasern, wie man unter dem Mikroskop sehen kann, absolut unter schiedliche und unregelmän,ige Formen mit scharfen zackigen und stark ausgefransten Begren2ungslilien der jeweiligen Flächen haben.
Aufgrund der vorbeschriebenen Form armiert eine solche Faser 1.) mittels der im Verhältnis zum Volumen großen Oberfläche 2.) Zusätzlich verankern sich die Fasern durch die vielen Haken und Wide rhaken untereinander.
3.) Die Fasern verankern sich zusätzlich durch ihre Haken und Widerhaken fest in der sie umgebenden Masse.
Damit erhöht sich der Widerstand gegen jede Ar von Beanspruchung erheblich, und die Eigenfestigkeit d£r Metallfaser wird besser ausgenutzt. Dies bedeutet, daß ca. 0,8 GWT (Gewichtsteile) einer solchen spanförmigen Kurzfaser aus Metall, z. B. Stahl, den gleichen Armierungseffekt haben wie 1,0 GWT einer glatten längeren Faser aus dem gleichen Werkstoff. Es hat sich weiter gezeigt, daß z. B. 0,33 GWT spanförmiger Stahlkurzfasern den gleichen Armierunc seffeIct haben wie 1,0 GWT einer alkalibeständiger glatten, f;- denförmigen Glasfaser von 50 - 60 mm Länge.
Die Versuche haben weiter ergeben, daß spanförmige kurze und mikrokurze Metallfasern (Stahl) sich mit einfachen Zwangsmischern hervorragend in fast jede Art von nicht abgebundener Masse, unabhängig von deren Konsistenz, einarbeiten lassen und sich absolut gleichmäßig und homogen verteilen.
Wie die durchgeführten Vergleichsversuche ferner gezeigt haben, verbleibt eine kurze oder mikrokurze spanförmige Metallfaser aufgrund ihrer Verankerung beim Gießen, Pressen oder Stampfen der Masse zwischen den Festkörpern dieser Masse, während sich die flüssigere Komponente der Masse an die Formwände drückt und nach dem Erhärten eine glatte Oberfläche biidet, die die Fasern nach außen abdeckt. Fasern mit glatten und gleichförmigen Oberflächen dagegen drücken sich mit an die Formkörper-Oberfläche und ergeben dadurch eine rauhere Oberfläche, an der man sich unter Umständen verletzen kann, Sie sirid aui3erdem dadurch äußeren Einflüssen aust3es3tzt, was die Ciberflächenstabilität negativ beeinflussen kann.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ert ibt sich wie folgt: Weitere Untersuchungen haben ergeben, daß die v@rbeschriebenen Mikrofasern besonders bei Formkörpermassen aus hydraulischen mehlförmigen Gindemitteln, hier vorzugsweise Zement, die p@@sik@lischen Eigenschaften wesentlich verbessern, wobei die Formkörpermasse mindestens zu 60 ,? aus Zement bestehen sollte und die übrigen Zuschlag stoffe ebenfalls aus mehlförmigen Substanzen wie qu-rzmehl, Schamottehl, Ziegelmehl etc. sein sollten. Bei einer Zumischung von 3 - 8 Volumen5', Mikrostalllfasern zu mehlförmigen hydraulisch abbindenden Bindemitteln und den mehlförmigen Zuschlägen für Formkörpermassen verbessert sich gegenüber unbewehrten Massen gleicher Mischung die Druckfestigkeit um 20 - 50 ^ die Biegezugfestigkeit um 20 - 50 -í das Schwindverhalten um 100 A.
Die Bewehrung mit Mikrostahlfasern gemäß Erfindung verhindert die Bildung von Mikrorissen bei der Zugbelastung von der Formkörpermasse und ermöglicht so die volle Ausnutzung der normalen Zugfestigkeit unbewehrter hydraulischer Massen.
Eine Beimischung von Mikrostahlfasern gemäß Erfindung zu mehlförmigen hydraulischen Bindemitteln mit mehlförmigen Zuschlagstoffen wie vorstehend beschrieben ergibt z. B. bei Formkörpermassen mit Zement als Bindemittel in unabgebundenem Zustand bei hoher Plastizität eine grosse Homogenität und zähe Steifigkeit, so daß solche Massen bei einem Wasser/Zement-Faktor von 0,4 - 0,5 genügend Grünfestigkeit haben, um z. B.
extrudiert werden zu können. Auch lassen sich solche Massen bis auf 1 mg Stärke auswalzen und bleiben auch bei Flächen von 3 - 4 m frei von Rissen und Mikrorissen. Dies ist bei längeren Stahlfasern aus Draht oder Bandmaterial nicht möglich, ebenfalls nicht bei den zur Zeit auf dem Markt befindlichen Glasfasern. Auch bei spritzfähigen hydraulischen Massen mit Zement als Bindemittel, mit Wasser/Zement-Faktoren bis zu 1,0, erschwert die Faser ein Abfließen von senkrechten Flächen und läßt sich eingemischt in die Masse verspritzen. Auch hier kann sehr dünnwandig gearbeitet werden.
Weiter hat sich gezeigt, daß eine erfindungsgemäße Mikrostahlfaser sich so in den Zementleim einarbeitet, wenn sie trocken in das Zementmehl eingemischt wird, daß sie voll vom Zementstein ummantelt wird, so daß auch bei Langzeitbewitterungsver suchen keinerlei Rostbildung festzustellen ist.
Besondere Bedeutung haben die vorbeschriebenen Eigenschaften bei der Verarbeitung von hydraulischen Massen mit Mikrostahlfasern im Feuerungsbau, wenn als Bindemittel Tonerdeschmelzzement verwandt wird und die Mikrostahlfasern aus einer nichtrostenden, sä'rebeständigen und hitzebeständigen Stahllegierung bestehen. Hier lassen sich z. B. mit mikrostahlfaserarmierten hydraulischen Massen großformatige dünnwandige Formkörper herstellen, dLe bisher aus hitzebeständigem Stahl mit hohem Isolationsaufaand hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen gemäß Patent *. (Patentanmeldung P 30 12792.5) d a d u r c h g e 1< e n n z e i c h -n e t , daß zur Armierung von Massen mit hydraulischen Bindemitteln in Mehlform, vorzugsweise Zement, und mehiförmigen Zuschlagstoffen kurze und itikrokurze dünne, stqrre Fasern, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, verwendet werden, die unterschiecliche und unregelmässige Formen mit scharfen zaclcigen, stark ausgefransten Begrenzungslinien der jeweilicen Flächen haben.
2. Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen gemäß Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t , daß das Bindemittel der Masse aus Tonerdeschmelzzement besteht und daß die Mikrostahlfaser gemäß Erfindung aus einer nichtrostenden, säurefesten und hitzebeständigen Legierung besteht.