DE4119086A1

DE4119086A1 - EXTRUDABLE CEMENT COMPOSITION

Info

Publication number: DE4119086A1
Application number: DE19914119086
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Hayakawa; Shi-Ichiro Nakamuro
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1991-12-19
Also published as: GB9112166D0; KR950014704B1; GB2244996A; KR920000648A

Description

Die Erfindung betrifft eine extrudierbare Zementzusammensetzung und insbesondere eine extrudierbare Zusammensetzung auf Basis eines hydraulischen Zements. Diese Zusammensetzung läßt sich ausgezeichnet extrudieren und führt nach dem Abbinden zu Zementkörpern mit einer hohen mechanischen Festigkeit, und zwar auch dann, wenn im Vergleich zu üblichen extrudierbaren Zusammensetzungen auf Basis eines hydraulischen Zements eine nur verhältnismäßig geringe Menge eines organischen Bindemittels als Additiv eingesetzt wird.The invention relates to an extrudable cement composition and in particular an extrudable composition Basis of a hydraulic cement. This composition leaves extrude excellently and leads after setting Cement bodies with high mechanical strength, namely even when compared to conventional extrudable compositions based on a hydraulic cement one only relatively small amount of an organic binder is used as an additive.

Bekanntlich werden vorgefertigte Zementplatten und andere Körper, die mit Asbestfasern verstärkt sind, häufig und in großen Mengen beim Bauen von Häusern eingesetzt, beispielsweise als Außenwände, zur Dacheindeckung und zur Herstellung von Fußböden. Derartige vorgeformte Zementkörper werden dadurch hergestellt, daß ein Rohkörper in der gewünschten Form gehärtet wird. Dazu wird eine Zusammensetzung, die aus einem hydraulischen Zement, Asbestfasern in einer Menge von etwa 10 Gew.-% des Zements, Aggregate, beispielsweise feiner Sand, und andere Additive unter Beimischung von Wasser aus dem Mundstück eines Extruders extrudiert, so daß der gewünschte Querschnitt erhalten wird.As is well known, prefabricated cement slabs and other bodies, which are reinforced with asbestos fibers, often and in large Amounts used in building houses, for example as External walls, for roofing and for the production of floors. Such preformed cement bodies are produced by that a raw body hardened in the desired shape becomes. This is done using a composition that consists of a hydraulic Cement, asbestos fibers in an amount of about 10% by weight cement, aggregates such as fine sand, and others Additives with the addition of water from the mouthpiece of a Extruder extruded so that the desired cross section is obtained becomes.

Obwohl außer den oben genannten Asbestfasern verschiedene Arten von verstärkenden Materialien bzw. bewehrenden Materialien vorgeschlagen worden sind, werden heutzutage immer noch Asbestfasern als verstärkende Materialien eingesetzt, da sie über ausgezeichnete Eigenschaften verfügen. So lassen sich Asbestfasern beispielsweise in Zementzusammensetzungen sehr gut dispergieren. Außerdem tragen sie dazu bei, daß der extrudierte Rohkörper seine Form behält und daß das Wasser zurückgehalten wird. Zudem sind Asbestfasern ausreichend hitzebeständig, um den bei der Härtung des extrudierten Materials herrschenden Bedingungen standzuhalten. Diese Härtung wird üblicherweise in einem Autoklaven bei superatmosphärischem Druck mit Dampf bei etwa 170°C oder darüber durchgeführt, so daß die gehärtete Zementplatte über eine Dimensionsstabilität und einer mechanischen Festigkeit verfügt, die für eine als Baumaterial dienende Platte erforderlich sind. Es gibt somit kein Material, das ebenso wie die Asbestfasern die verschiedenen Anforderungen erfüllt, welche an ein verstärkendes Material gestellt werden, das mit einer extrudierbaren Zementzusammensetzung vermischt wird. Zu diesen Eigenschaften zählen beispielsweise die Dispergierbarkeit in der Zusammensetzung, die Fähigkeit die Form beizubehalten, die Fähigkeit, Wasser zurückzuhalten, die Hitzebeständigkeit etc.Although different types besides the above-mentioned asbestos fibers of reinforcing materials or reinforcing materials Asbestos fibers are still being proposed today used as reinforcing materials as they have excellent properties. This is how asbestos fibers can be for example very good in cement compositions disperse. They also help the extruded Raw body retains its shape and that the water is retained becomes. In addition, asbestos fibers are sufficiently heat-resistant around the hardening of the extruded material to withstand prevailing conditions. This hardening will usually in an autoclave at super atmospheric Pressure with steam at about 170 ° C or above, so that the hardened cement board has a dimensional stability and has a mechanical strength that for a Building material serving plate are required. So there is not a material that, like the asbestos fibers, the different Meets requirements for a reinforcing material be made with an extrudable cement composition is mixed. These properties include for example the dispersibility in the composition, the ability to maintain shape, the ability to hold water withhold heat resistance etc.

In den letzten Jahren ist jedoch vermutet worden - dies hat ein großes öffentliches Interesse hervorgerufen -, daß Asbestfasern Krebs hervorrufen. Es wird angenommen, daß dies auf der spezifischen Morphologie der Faser beruht, so daß Asbestfasern früher oder später nicht mehr als verstärkendes Material in extrudierbaren Zementzusammensetzungen Anwendung finden können. Es ist daher dringend erforderlich und auch erwünscht, die Menge an Asbestfasern, welche einer Zementzusammensetzung beigemischt werden, stark zu verringern oder sogar eine extrudierbare Zementzusammensetzung formulieren zu können, in der keine Asbestfasern mehr als verstärkendes Material zum Einsatz kommen, sondern durch ein Substitut dafür ersetzt wurden.In recent years, however, it has been suspected - this has a great public interest - that asbestos fibers Cause cancer. It is believed that this is on the specific morphology of the fiber is based, so that asbestos fibers sooner or later no longer as reinforcing material in extrudable cement compositions can be used. It is therefore urgently necessary and also desirable the amount of asbestos fibers that make up a cement composition can be mixed, greatly reduce or even an extrudable To be able to formulate cement composition in the no more asbestos fibers used as reinforcing material come, but have been replaced by a substitute for it.

Es sind bereits verschiedene synthetische organische Fasern als Ersatz für die Asbestfasern als verstärkendes Material in extrudierbaren Zementzusammensetzungen vorgeschlagen und getestet worden. Keine dieser Fasern kann jedoch alle oben aufgeführten Anforderungen erfüllen. Selbst wenn man einmal die im Vergleich mit Asbestfasern verhältnismäßig hohen Kosten der organischen Fasern außer Betracht läßt, dann ist keine der synthetischen organischen Fasern in befriedigender Weise in der Lage, die gestellten Anforderungen hinsichtlich der Dispergierbarkeit in der Zusammensetzung und der Fähigkeit, die Form des extrudierten Körpers beizubehalten und das Wasser zurückzuhalten, zu erfüllen. Einige der synthetischen organischen Fasern sind zudem nur wenig hitzebeständig, so daß sie den Autoklavierungsbedingungen in einer Atmosphäre aus Dampf mit hohem Druck nicht standhalten. Es kommt insbesondere hinzu, daß synthetische organische Fasern, welche dem gehärteten Körper eine hohe mechanische Festigkeit verleihen können, im allgemeinen äußerst teuer sind.There are already various synthetic organic fibers as a replacement for the asbestos fibers as a reinforcing material in Extrudable cement compositions proposed and tested been. However, none of these fibers can do all of the above Meet requirements. Even if you look at the Comparison with asbestos fibers relatively high cost of organic fibers, then none of them synthetic organic fibers in a satisfactory manner able to meet the requirements regarding dispersibility in the composition and ability that Maintain the shape of the extruded body and the water hold back, meet. Some of the synthetic organic ones Fibers are also not very heat-resistant, so they the autoclaving conditions in an atmosphere of steam do not withstand high pressure. In particular, that synthetic organic fibers, which the hardened Body can give a high mechanical strength in are generally extremely expensive.

Als Ersatz für die Asbestfasern sind im übrigen nicht nur synthetische organische Fasern vorgeschlagen worden. Es ist auch angeregt worden, Pulpefasern als eine Art von natürlichen organischen Fasern zur Anwendung zu bringen. Pulpefasern sind im Vergleich mit den synthetischen organischen Fasern nicht nur verhältnismäßig billig, sondern lassen sich auch verhältnismäßig gut in Zementzusammensetzungen dispergieren, obgleich sie diesbezüglich den Asbestfasern doch nachstehen. Außerdem verfügen Pulpefasern über Vorteile, welche die Asbestfasern nicht haben. So kann beispielsweise eine damit verstärkte, gehärtete Zementplatte gesägt werden. Auch kann ein Nagel eingeschlagen werden. Somit stellen Pulpefasern einen vielversprechenden Ersatz für Asbestfasern in Zementzusammensetzungen bzw. in Zusammensetzungen auf Zementbasis dar.Incidentally, the replacement of asbestos fibers is not just synthetic organic fibers have been proposed. It is also Pulp fibers as a kind of natural organic To apply fibers. Pulp fibers are in the Comparison with synthetic organic fibers not only relatively cheap, but can also be relatively disperse well in cement compositions, although they are inferior to the asbestos fibers in this regard. Furthermore pulp fibers have advantages that the asbestos fibers not have. For example, a reinforced, hardened one Cement board can be sawn. A nail can also be hammered in will. Pulp fibers are therefore a promising one Replacement for asbestos fibers in cement compositions or in cement-based compositions.

In den letzten Jahren wurde die Effizienz der Extrusion von Zementzusammensetzungen für die Herstellung von vorgefertigten Körpern mehr und mehr gesteigert. Dazu wurden die mit Asbestfasern oder Pulpefasern verstärkten Zementzusammensetzungen während des Extrusionsvorganges einer hohen Kompressionskraft ausgesetzt. Dies führte häufig dazu, daß sie Wasser trotz des guten Wasserrückhaltevermögens dieser verstärkenden Fasern abschied, so daß die Oberfläche der extrudierten Körper mit einer Schicht aus freiem Wasser bedeckt ist. Dies ruft eine Adhäsion der Körper hervor, bevor die extrudierten Körper vollständig koaguliert und gehärtet sind, was eine mehr oder weniger starke Deformation der extrudierten Körper bewirkt.In recent years, the extrusion efficiency of Cement compositions for the production of prefabricated Bodies increased more and more. For this purpose, those with asbestos fibers or pulp fiber reinforced cement compositions a high compression force during the extrusion process exposed. This often led them to water despite the good water retention of these reinforcing fibers so that the surface of the extruded body with a Layer of free water is covered. This calls one Adhesion of the body emerges before the extruded body are completely coagulated and hardened, what a more or less severe deformation of the extruded body causes.

Um das oben geschilderte Problem beim Formen der mit Asbest- oder Pulpefasern verstärkten Zementzusammensetzungen beim Extrudieren unter hohem Druck zu lösen, ist es vorgeschlagen worden, eine extrudierbare Zementzusammensetzung mit einem wasserlöslichen organischen Polymer als Bindemittel zu versetzen. Für diese Zwecke sind verschiedene wasserlösliche organische Polymere vorgeschlagen worden. Dazu zählen beispielsweise Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und dergleichen, die in der Japanischen Offenlegungsschrift 43-7134 beschrieben sind, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylhydroxyethylcellulose, Polyethylenoxid, Poly(natriumacrylat), Casein und dergleichen. Von diesen Substanzen werden Hydroxyalkylalkylcellulosen am meisten häufig eingesetzt, da sie den Zementpartikeln und den Aggregaten eine gute Dispergierbarkeit verleihen und da das Wasserrückhaltevermögen und der Zusammenhalt der damit versetzten extrudierten Körper gut ist.To address the problem outlined above when molding asbestos- or pulp fiber reinforced cement compositions during extrusion to solve under high pressure, it is suggested an extrudable cement composition with a water-soluble organic polymer as a binder. Various water-soluble organic ones are used for these purposes Polymers have been proposed. These include, for example Methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose and the like, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 43-7134 are, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, Polyethylene oxide, poly (sodium acrylate), casein and the like. Of these substances, hydroxyalkylalkyl celluloses most often used because it contains the cement particles and give the aggregates good dispersibility and because the water retention and cohesion of the displaced extruded body is good.

Im Stand der Technik finden sich verschiedene Vorschläge für extrudierbare Zementzusammensetzungen, die mit Pulpefasern als verstärkendem Material sowie mit einem derartigen organischen Bindemittel vermischt sind. So beschreibt beispielsweise die Japanische Offenlegungsschrift 63-1276 eine Zementzusammensetzung, die mit Pulpefasern, sphärischen Partikeln aus einem synthetischen Harz mit einer cellulären Struktur, das durch Vorschäumen gebildet wird, und einem Bindemittel, beispielsweise Methylcellulose, vermischt ist. Diese Zusammensetzung kann extrudiert und dann gehärtet werden, wobei ein gehärteter Zementformkörper erhalten wird, der gesägt werden kann und in den Nägel eingeschlagen werden können.In the prior art there are various suggestions for extrudable cement compositions with pulp fibers as reinforcing material and with such an organic Binder are mixed. For example, the Japanese Patent Laid-Open No. 63-1276 a cement composition, that with pulp fibers, spherical particles from one synthetic resin with a cellular structure that passes through Pre-foaming is formed, and a binder, for example Methyl cellulose, is mixed. This composition can be extruded and then cured using a cured Cement molding is obtained, which can be sawn and in can be hammered in.

Der Einsatz von Pulpefasern als verstärkendes Material und als Ersatz von Asbestfasern in extrudierbaren Zementzusammensetzungen ist jedoch nicht problemlos. Die gewöhnlich im Stand der Technik eingesetzte Pulpe ist nämlich ein mechanischer Holzschliff (mechanical woodpulp), der durch Schleifen von Holz von Nadelholzbäumen oder Hutbäumen stammt, oder eine Pulpe, die aus dem Abfallpapier aus einem solchen mechanischen Holzschiff zurückgewonnen wurde, und enthält eine große Menge an Lignin, das aus dem eingesetzten Holz stammt, welches 30 bis 50 Gew.-% Lignin enthält. Der Lignin-Bestandteil in der Pulpe verzögert die Härtung bzw. das Abbinden des hydraulischen Zements, so daß die für das vollständige Härten des extrudierten Körpers durch Autoklavieren erforderliche Zeit übermäßig verlängert wird. Dies führt zu einer Zunahme der Produktionskosten.The use of pulp fibers as a reinforcing material and as Replacement of asbestos fibers in extrudable cement compositions is however not without problems. Usually in the state the pulp used in technology is namely mechanical Wood pulp (mechanical woodpulp), which is obtained by grinding Wood comes from coniferous trees or hat trees, or a pulp, that from the waste paper from such a mechanical Wooden ship has been recovered and contains a large amount of lignin, which comes from the wood used, which is 30 contains up to 50% by weight of lignin. The lignin component in the Pulp delays the hardening or setting of the hydraulic Cement so that for the complete hardening of the extruded Time required by autoclaving is extended excessively. This leads to an increase in Production costs.

Der oben erwähnte durch das Lignin in der Pulpe hervorgerufene Effekt stellt natürlich dann kein ernsthaftes Problem dar, wenn eine chemische Pulpe, die nach einer chemischen Behandlung nur wenig Lignin enthält, als verstärkendes Material eingesetzt wird. Chemische Pulpen wären daher für den geschilderten Zweck durchaus zufriedenstellend, wenn sie nicht, verglichen mit den mechanischen Holzschliffen, teurer wären. Daher können chemische Pulpen in extrudierbaren Zementzusammensetzungen praktisch nicht in einer solchen Menge Anwendung finden, daß sie für den verstärkenden Effekt allein verantwortlich sind. Würden sie nämlich in einer solchen Menge eingesetzt werden, dann wären diese Zusammensetzungen wesentlich teurer als Zusammensetzungen, die mit Asbestfasern vermischt wären.The one mentioned above caused by the lignin in the pulp Effect is of course not a serious problem, if a chemical pulp after a chemical treatment contains little lignin, used as a reinforcing material becomes. Chemical pulps would therefore be for the described Purpose satisfactory if not compared with the mechanical wood cuts, would be more expensive. Therefore can use chemical pulps in extrudable cement compositions practically not used in such an amount, that they are solely responsible for the reinforcing effect are. Would they be used in such an amount? then these compositions would be essential more expensive than compositions mixed with asbestos fibers would be.

In der Japanischen Patentschrift 63-2 56 558 ist ferner eine extrudierbare Zementzusammensetzung beschrieben, die einen hydraulischen Zement und einen mechanischen Holzschliff enthält und mit einem Härtungsbeschleuniger vermischt ist. Diese Zusammensetzung löst jedoch das Problem in der mit Pulpe verstärkten Zusammensetzung nicht, da der Härtungsbeschleuniger so teuer ist, daß die Kostenreduktion durch die Verwendung eines mechanischen Holzschliffes, der im Vergleich mit einer chemischen Pulpe billig ist, mehr als aufgezehrt wird.In Japanese patent specification 63-2 56 558 is also an extrudable Cement composition described that a hydraulic Contains cement and a mechanical wood pulp and is mixed with a hardening accelerator. This composition however, solves the problem in the pulp reinforced Composition not because of the hardening accelerator is so expensive that the cost reduction by using a mechanical wood pulp, which is compared to a chemical pulp is cheap, more than it is consumed.

Zudem haben mechanische Holzschliffe noch den Nachteil, daß sie nur wenig verstärkend wirken. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Schlagfähigkeit des damit verstärkten gehärteten Zementkörpers, da die Faserlänge in mechanischen Holzschliffen höchstens nur etwa 6 mm oder höchstens etwa 2 mm beträgt, wenn der Holzschliff aus Holz von Nadelholzbäumen oder Hutbäumen hergestellt ist. Die Länge ist somit wesentlich kürzer als die Faserlänge von etwa höchstens 25 mm in chemischen Pulpen. Aus Abfallpapier wiedergewonnene Pulpen sind zwar teilweise nicht mit dem Nachteil belastet, daß sie durch das anwesende Lignin die Härtungszeit verlängern, da sie nur einen geringen Ligningehalt aufweisen. Jedoch ist die Faserlänge in wiedergewonnenen Pulpen häufig kürzer als in frischen mechanischen Holzschliffen bzw. Holzpulpen, so daß sie aus diesem Grunde nicht den gewünschten verstärkenden Effekt liefern.In addition, mechanical wood cuts have the disadvantage that they only have a little reinforcing effect. This applies in particular with regard to the impact strength of the reinforced hardened Cement body because the fiber length in mechanical wood cuts is at most only about 6 mm or at most about 2 mm if the wood cut from wood of coniferous trees or hat trees is made. The length is therefore much shorter than that Fiber length of at most 25 mm in chemical pulps. Out Some pulps recovered from waste paper are not with the disadvantage that the presence of lignin prolong the hardening time because they have a low lignin content exhibit. However, the fiber length is recovered Pulps are often shorter than in fresh mechanical wood cuts or wood pulps, so they are not for this reason deliver the desired reinforcing effect.

Wird ein mechanischer Holzschliff als Pulpe für eine durch eine Pulpe verstärkte Zementzusammensetzung zur Anwendung gebracht, dann erhöhen sich die Kosten für eine durch eine Pulpe verstärkte Zementzusammensetzung nicht nur dadurch, daß die Pulpefasern in einer großen Menge beigegeben werden müssen, sondern auch dadurch, daß die Menge an organischem Bindemittel derart erhöht werden muß, daß er dem Anteil der Pulpefasern entspricht. Würde zudem eine extrudierbare Zementzusammensetzung mit einer solchen Menge an Pulpefasern versetzt, dann würde die Feuerbeständigkeit des gehärteten Zementkörpers stark reduziert werden.A mechanical wood pulp is used as a pulp for one applied a pulp reinforced cement composition, then the cost of one through pulp increases reinforced cement composition not only in that the Pulp fibers must be added in a large amount but also in that the amount of organic binder must be increased so that the proportion of pulp fibers corresponds. Would also be an extrudable cement composition with such an amount of pulp fibers, then would increase the fire resistance of the hardened cement body be greatly reduced.

Angesichts der oben geschilderten Situation besteht ein dringendes Bedürfnis, extrudierbare Zementzusammensetzungen zu entwickeln, welche die verschiedenen an sie gestellten Anforderungen erfüllen. Dazu zählt beispielsweise, daß die Menge an organischen Fasern, die der Zusammensetzung als verstärkendes Material beigegeben ist, so gering wie möglich ist. Zudem soll es möglich sein, den durch Formen und Härten aus der Zusammensetzung erhaltenen Zementkörper zu sägen und einen Nagel in ihn einzuschlagen. Der vorgefertigte und gehärtete Zementkörper soll unempfindlich sein gegenüber mechanischen Stößen und Erschütterungen, so daß er beim Transport so wenig wie möglich beschädigt wird. Der vorgefertigte und gehärtete Zementkörper soll zudem über die erforderlichen und ausreichenden mechanischen Festigkeiten beim Einsatz verfügen, wozu beispielsweise die Schlagzähigkeit, die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit zählen. Die Menge an organischen Bindemitteln, die für die Zusammensetzung erforderlich ist, soll so gering wie möglich sein, ohne daß die Extrudierbarkeit der Zusammensetzung nachteilig beeinflußt wird. Auch sollen die gesamten Produktionskosten für die herzustellende Zusammensetzung so gering wie möglich sein.In view of the situation described above, there is an urgent one Need to extrudable cement compositions develop the various requirements placed on them fulfill. This includes, for example, that the amount of organic fibers that reinforce the composition Material added is as low as possible. In addition, should it may be possible by molding and hardening from the composition sawed cement body and saw a nail in to hit him. The prefabricated and hardened cement body should be insensitive to mechanical shocks and Shocks so that it is transported as little as possible is damaged. The prefabricated and hardened cement body should also have the necessary and sufficient mechanical Strengths in use, for what purpose impact strength, flexural strength and compressive strength counting. The amount of organic binders used for the Composition is required should be as low as possible be without the extrudability of the composition disadvantageous being affected. The total production costs should also for the composition to be made as low as to be possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte extrudierbare Zementzusammensetzung bereitzustellen, die mit einem fasrigen Material verstärkt ist, welche frei ist von den Problemen und Nachteilen der bekannten, mit Fasern verstärkten Zementzusammensetzungen.The object of the present invention is therefore an improved to provide extrudable cement composition, which is reinforced with a fibrous material that is free of the problems and disadvantages of the known, with fibers reinforced cement compositions.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine extrudierbare Zusammensetzung auf Zementbasis die als Mischung
a) einen hydraulischen Zement,
b) ein anorganisches Aggregatmaterial in Form eines Pulvers,
c) ein organisches Polymer als Bindemittel,
d) Fasern aus roher Linterspulpe vor der Verfeinerung und
e) Wasser in einer solchen Menge enthält, daß der Zusammensetzung eine zum Extrudieren geeignete Konsistenz verliehen wird.This task is solved by an extrudable cement-based composition as a mixture
a) a hydraulic cement,
b) an inorganic aggregate material in the form of a powder,
c) an organic polymer as a binder,
d) raw linter pulp fibers before refinement and
e) contains water in an amount such that the composition is given a consistency suitable for extrusion.

Die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen extrudierbaren Zementzusammensetzung sind somit die Komponenten (a bis e), von denen die Komponente (d) besonders wichtig ist.The essential components of the extrudable according to the invention Cement composition are therefore the components (a to e), of which component (d) is particularly important.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält als Basisbestandteil einen hydraulischen Zement als Komponente (a). Hinsichtlich dieses Zementes gibt es keine besonderen Beschränkungen. So können verschieden hydraulische Zemente zur Anwendung gelangen, wozu beispielsweise Portlandzement, Hochofenzement, Flugaschezement, Tonerdezement und dergleichen fallen, wobei jedoch Portlandzement in den meisten Fällen angesichts der im Verhältnis niedrigen Kosten bevorzugt wird. Falls kompatibel, können auch zwei oder mehrere Arten von hydraulischen Zementen in Kombination eingesetzt werden.The composition according to the invention contains as a basic component a hydraulic cement as component (a). Regarding there are no particular restrictions on this cement. So different hydraulic cements can be used, which includes, for example, Portland cement, blast furnace cement, Fly ash cement, alumina cement and the like fall, whereby however, Portland cement in most cases given the im Low cost ratio is preferred. If compatible, can also use two or more types of hydraulic cements can be used in combination.

Die Komponente (b) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist ein Aggregatmaterial, bei dem es sich um jedes bekannte anorganische Aggregatmaterial handeln kann. Dazu zählen beispielsweise feiner Sand, Silikatpulver mit einer Partikelgröße, welche derjenigen des hydraulischen Zements entspricht, Perlit, Vermikolit, Flugasche und dergleichen. Auch feiner Silikasand kann in einer begrenzten Menge eingesetzt werden. Die Partikelgröße des Aggregatmaterials hängt vom speziellen Typ der geformten und gehärteten Zementkörper ab, die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt werden. Die Menge an Aggregatmaterial, bezogen auf den hydraulischen Zement, kann derjenigen entsprechen, die in gewöhnlichen Zementmörtelzusammensetzungen eingesetzt wird.Component (b) of the composition according to the invention is an aggregate material which is any known inorganic Aggregate material can act. These include, for example fine sand, silicate powder with a particle size, which corresponds to that of hydraulic cement, perlite, Vermicolite, fly ash and the like. Also fine silica sand can be used in a limited amount. The particle size of the aggregate material depends on the special type of molded and hardened cement body from the inventive Composition to be made. The amount of Aggregate material, based on the hydraulic cement, can correspond to those found in ordinary cement mortar compositions is used.

Bei der Komponente (c) handelt es sich um ein wasserlösliches organisches Polymer, das als Bindemittel dient. Als geeignete Bindemittelmaterialien können beispielsweise wasserlösliche Alkylcellulosen und Hydroxyalkylalkylcellulosen, wie Methylcellulose, Hydroxpropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxyethylethylcellulose und dergleichen eingesetzt werden. Obgleich dies nicht zwingend vorgeschrieben ist, sollte der als Komponente (c) eingesetzte Celluloseäther einen solchen durchschnittlichen Polymerisationsgrad besitzen, daß eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung eine Viskosität von mindestens 15 000 centipoise und vorzugsweise von mindestens 30 000 centipoise bei 20°C besitzt. Die Menge an organischem Bindemittel, welche der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beigegeben wird, sollte so gering wie möglich sein, mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung im Hinblick auf die verhältnismäßig hohen Kosten eines organischen Polymers gut extrudierbar ist. Typischerweise und in den meisten Fällen beträgt die Menge an organischem Polymer, das als Bindemittel eingesetzt wird, 0,2 bis 1,0 Gew.-Teile und vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b).Component (c) is a water-soluble one organic polymer that serves as a binder. As suitable Binder materials can be, for example, water-soluble Alkyl celluloses and hydroxyalkyl alkyl celluloses, such as methyl cellulose, Hydroxpropylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, Hydroxyethylethyl cellulose and the like can be used. Although this is not mandatory, the Cellulose ether used as component (c) have average degree of polymerization that a 2% by weight aqueous solution has a viscosity of at least 15,000 centipoise and preferably at least 30,000 centipoise at 20 ° C. The amount of organic binder which added to the composition of the invention should be as small as possible, with the proviso that the composition in view of the relatively high Cost of an organic polymer is easily extrudable. Typically and in most cases the amount is organic Polymer used as a binder, 0.2 to 1.0 part by weight and preferably 0.3 to 0.5 part by weight per 100 parts by weight of the total amount from the hydraulic cement as component (a) and the inorganic aggregate material as Component (b).

Die Komponente (d), bei der es sich um die wichtigsten der Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt, ist eine rohe Linterspulpe (crude linters pulp), bei der es sich um einen Flaum von kurzen Fasern handelt, die an den Baumwollsamen nach dem Entkörnen haften, bevor eine Verfeinerungsbehandlung, beispielsweise ein Entfetten, durchgeführt wird. Gewöhnlich enthalten rohe Linters vor dem Entfetten bis zu etwa 10 Gew.-% eines ölartigen Materials. Überraschenderweise beeinflußt ein derartiges ölartiges oder fettiges Material das Härtungsverhalten der erfindungsgemäßen Zementzusammensetzung nicht nachteilig, sondern hat vielmehr eine vorteilhafte Wirkung, da es als eine Art von Gleitmittel dient, welches eine "weichere" Extrusion ermöglicht, wodurch die Menge an wasserlöslichem organischem Polymer, das als Bindemittel dient, vermindert werden kann. Die Menge an rohem Linters als Komponente (d) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann lediglich 2 bis 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b) betragen, wodurch den geformten und gehärteten Körpern auf Basis der erfindungsgemäßen Zementzusammensetzung eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit verliehen wird.Component (d), which is the most important of the Constituents of the composition according to the invention, is a raw linter pulp (crude linters pulp) where it is a fluff of short fibers attached to the Cotton seeds stick after ginning before a refinement treatment, for example, degreasing becomes. Usually, raw linters contain up to before degreasing about 10% by weight of an oily material. Surprisingly affects such an oily or greasy material the hardening behavior of the cement composition according to the invention not disadvantageous, but rather has an advantageous one Effect as it serves as a type of lubricant, which is a allows for "softer" extrusion, reducing the amount of water soluble organic polymer that serves as a binder can be reduced. The amount of raw linters as a component (d) in the composition according to the invention can only 2 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the total from the hydraulic cement as component (a) and the inorganic Aggregate material as component (b), whereby the shaped and hardened bodies based on the invention Cement composition an excellent Impact resistance is conferred.

Gewünschtenfalls können, falls zulässig, Asbestfasern in Kombination mit der rohen Linterspulpe als zusätzlich verstärkendes Material in einer begrenzten Menge von 5 Gew.-Teilen oder weniger pro 100 Gew.-Teilen aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b) eingesetzt werden.If desired, if possible, asbestos fibers in combination with the raw linter pulp as an additional reinforcement Material in a limited amount of 5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the hydraulic cement than Component (a) and the inorganic aggregate material as a component (b) can be used.

Die Komponente in (e) ist Wasser, die natürlich für das hydraulische Härten der Zementzusammensetzung wesentlich ist. Die Wassermenge in der Zusammensetzung sollte so klein wie möglich sein, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Zusammensetzung eine für die Extrusion geeignete Konsistenz besitzt. Auch sollte die Zusammensetzung einheitlich sein. Die Wassermenge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt üblicherweise 20 bis 50 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b).The component in (e) is water, which is natural for the hydraulic Hardening the cement composition is essential. The The amount of water in the composition should be as small as possible be careful, however, that the composition has a consistency suitable for extrusion. Also the composition should be uniform. The amount of water the composition according to the invention is usually 20 up to 50 parts by weight per 100 parts by weight from the hydraulic Cement as component (a) and the inorganic aggregate material as component (b).

Die erfindungsgemäße extrudierbare Zusammensetzung auf Basis eines hydraulischen Zements ist nachstehend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert. Der Ausdruck "Teile" bezieht sich auf "Gewichts-Teile".The extrudable composition based on the invention A hydraulic cement is given below using examples and comparative examples explained in more detail. The expression "Parts" refers to "parts by weight".

example

Es wurden 6 Zusammensetzungen auf Basis eines hydraulischen Zements hergestellt, die nachstehend als Zusammensetzungen I, II, III, IV, V, VI bezeichnet sind. Dazu wurden folgende Bestandteile 3 Minuten lang in einem Henschel-Mischer, der sich mit 500 UpM drehte, vermischt: 70 Teile normaler Portlandzement, 30 Teile Quarzsand mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 12 µm, nicht verfeinerte rohe Linterspulpe in einer Flaumform aus Fasern mit einer Länge von 2 bis 10 mm und einem Durchmesser von 10 bis 40 µm in einer Menge von jeweils 1, 2, 3, 3, 4 und 5 Teilen, 0,5 Teile (Zusammensetzungen I, II, IV, V und VI) oder 0,4 Teile (Zusammensetzung III) von jeweils einem der Celluloseäther, die nachstehend als Bindemittel I, II, III, IV bezeichnet sowie in der Tabelle 1 näher erläutert sind, und Wasser. Das Wasser wurde in einer Menge eingesetzt, daß sie ein Wasser/Zementverhältnis von 25 bis 30% ergab, wie dies in der Tabelle 1 angedeutet ist. Anschließend wurde erneut 5 Minuten lang in einem doppelarmigen Kneter geknetet.There were 6 compositions based on a hydraulic Cement produced, hereinafter as compositions I, II, III, IV, V, VI are designated. The following components were used In a Henschel mixer for 3 minutes rotated at 500 rpm, mixed: 70 parts of normal Portland cement, 30 parts of quartz sand with an average particle diameter of 12 µm, unrefined raw linter pulp in a fluff form made of fibers with a length of 2 to 10 mm and a diameter of 10 to 40 µm in an amount of each 1, 2, 3, 3, 4 and 5 parts, 0.5 parts (compositions I, II, IV, V and VI) or 0.4 parts (composition III) of each one of the cellulose ethers, the following as binders I, II, III, IV designated and in more detail in Table 1 are explained, and water. The water was in a lot used that they have a water / cement ratio of 25 to 30% resulted as indicated in Table 1. It was then again in a double arm for 5 minutes Kneaders kneaded.

Die oben erwähnten Celluloseäther, welche die Bindemittel I bis IV darstellen, sind nachstehend näher erläutert.The cellulose ethers mentioned above, which binders I to IV are explained in more detail below.

I. Hydroxypropylmethylcellulose, the one 2% by weight aqueous solution with a viscosity of 80,000 centipoise at 20 ° C (90SH-100,000, it is a product of Shin-Etsu Chemical Co.)
II. Hydroxypropylmethylcellulose, the one 2% by weight aqueous solution with a viscosity of 15,000 centipoise at 20 ° C (90SH-15,000, it is a product of the same company, see above)
III. Hydroxyethylmethylcellulose, which is a 2 wt .-% aqueous solution with a viscosity of 15,000 centipoise at 20 ° C (SEW-15T, it is about a product from the same company, see above)
IV. Methyl cellulose, which is a 2 wt .-% aqueous Solution with a viscosity of 8000 centipoise at 20 ° C (SM-8000, it is a product from the same company, see above).

Jede der Zusammensetzungen I bis VI wurde in einen Extruder überführt und aus einem Spaltmundstück mit einer Breite von 75 mm und einer Dicke von 6 mm der Öffnung in einen Rohkörper in Form einer Platte durchgehender Länge extrudiert. Each of Compositions I through VI was in an extruder transferred and from a split mouthpiece with a width of 75 mm and a thickness of 6 mm of the opening in a raw body extruded in the form of a sheet of continuous length.

Der Zustand des so extrudierten Rohkörpers wurde visuell untersucht. Die Ergebnisse wurden wie folgt bewertet:
A=keine Risse; B=Risse.The state of the extruded raw body was examined visually. The results were evaluated as follows:
A = no cracks; B = cracks.

Um zu messen, welche Zeit erforderlich ist, um die Zusammensetzung zu härten, wurde ein 30-g-Teil aus dem extrudierten Rohkörper entnommen und zu einem Ball gerundet bzw. geformt. Dieser Ball wurde in einen Beutel aus einem Kunststoff gegeben und in einem Thermostat bei 45°C gelegt, um die Zeitspanne zu messen, die erforderlich ist, bis keine plastische Deformation mehr hervorgerufen wird, wenn der Ball mit einem Gewicht von 20 kg zusammengepreßt wird.To measure what time it takes to complete the composition to harden, a 30 g part was extruded from the Raw body removed and rounded or shaped into a ball. This ball was placed in a plastic bag and placed in a thermostat at 45 ° C to increase the length of time measure that is required until no plastic deformation more is caused when the ball weighing 20 kg is pressed together.

Der aus dem Extruder extrudierte Rohkörper der Platte wurde zuerst 24 Stunden in einer Atmosphäre mit 100% relativer Luftfeuchtigkeit bei 45°C und dann 8 Stunden lang in einem Autoklaven bei 170°C unter einem Druck von 9 kg/cm²G gehärtet. Die so erhaltene gehärtete Platte wurde auf die Schlagzähigkeit nach Charpy gemäß dem in JIS K 6971 spezifizierten Verfahren sowie auf die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit gemäß dem in JIS R 5201 spezifizierten Verfahren untersucht.The raw body of the plate extruded from the extruder became first 24 hours in a 100% relative atmosphere Humidity at 45 ° C and then in an autoclave for 8 hours cured at 170 ° C under a pressure of 9 kg / cm²G. The hardened plate thus obtained was impact-resistant according to Charpy according to the procedure specified in JIS K 6971 as well as the bending strength and the compressive strength tested according to the method specified in JIS R 5201.

Es wurde auch untersucht, inwieweit Nägel in gehärtete Platten eingetrieben werden konnten, die aus einem Schlitz bzw. einem Mundstück mit einer Dicke von 15 mm extrudiert und anschließend unter den oben erläuterten Bedingungen gehärtet wurden. Dazu wurden Eisennägel mit einem Durchmesser von 2 mm durch Hämmern in die Platten eingetrieben. Der Zustand der Platte wurde visuell untersucht und mit A oder B bewertet, je nachdem ob Risse oder keine Risse sichtbar waren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.It was also examined to what extent nails are in hardened plates could be driven from a slot or a Mouthpiece extruded with a thickness of 15 mm and then were cured under the conditions outlined above. For this, iron nails with a diameter of 2 mm were passed through Hammered into the plates. The condition of the plate was visually examined and rated A or B depending on whether cracks or no cracks were visible. The results are summarized in Table 1.

Comparative Example 1

Für Vergleichszwecke wurden vier extrudierbare Zusammensetzungen auf Zementbasis, die als Zusammensetzungen R-I, R-II, R-III und R-IV nachstehend bezeichnet sind, auf die im Beispiel beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch die nicht verfeinerte rohe Linterspulpe durch 5 Teile oder 7 Teile einer aus Abfallpapier zurückgewonnenen Pulpe ersetzt wurden, bei der die Faserlänge 0,5 bis 3 mm und der Faserdurchmesser 10 bis 30 µm betrug. For comparison purposes, four extrudable compositions on a cement basis, which as compositions R-I, R-II, R-III and R-IV hereinafter referred to in the example described manner, but not the refined raw linter pulp by 5 parts or 7 parts one Waste paper recovered pulp were replaced at the the fiber length 0.5 to 3 mm and the fiber diameter 10 to 30 µm amounted to.

Tabelle 1 Table 1

Als Bindemittel wurde das Bindemittel I in jeder Formulierung in der in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigten Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement Verhältnis wurde wie aus der Tabelle 2 ersichtlich erhöht. Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede dieser Zusammensetzungen R-I bis R-IV sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßt. Binder I was used as the binder in each formulation used in the amount shown in Table 2 below. The water / cement ratio was as shown in the table 2 can be seen increased. The wording and the results of the Evaluation tests for each of these compositions R-I to R-IV are summarized in Table 2 below.

Tabelle 2 Table 2

Comparative Example 2

Zum weiteren Vergleich wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzungen B-I, B-II, B-III und B-IV, auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 oben beschrieben hergestellt, wobei jedoch die zurückgewonnene Papierpulpe durch einen Holzschliff bzw. Holzpulpe vom breitblättrigen Hutbaum ersetzt wurde, deren Faserlänge 0,5 bis 4 mm betrug und deren Faserdurchmesser 10 bis 14 µm ausmachte. Als Bindemittel in jeder Formulierung wurde das Bindemittel I gemäß der in der nachstehenden Tabelle 3 angegebenen Menge hinzugegeben. Das Wasser/Zement Verhältnis geht ebenfalls aus der nachstehenden Tabelle 3 hervor. For further comparison, four extrudable cement compositions, the following as compositions B-I, B-II, B-III and B-IV, in the same way as in the comparative example 1 described above, but the recovered Paper pulp through a wood pulp or wood pulp was replaced by the broad-leaved hat tree, whose fiber length Was 0.5 to 4 mm and their fiber diameter 10 to 14 microns mattered. This was used as a binder in every formulation Binder I according to that given in Table 3 below Quantity added. The water / cement ratio works also from Table 3 below.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede der Zusammensetzungen B-I bis B-IV sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.The formulation and results of the assessment tests for each of the compositions B-I to B-IV are as follows Table 3 shown.

Tabelle 3 Table 3

Comparative Example 3

Um einen weiteren Vergleich zu erhalten, wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzungen C-I, C-II, C-III und C-IV bezeichnet sind, wie im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Jedoch wurde die zurückgewonnene Papierpulpe durch einen Holzschliff bzw. eine Holzpulpe von Nadelhölzern ersetzt. Die Faserlänge betrug 0,9 bis 6 mm. Der Faserdurchmesser betrug 10 bis 70 µm. In jeder Formulierung wurde als Bindemittel das Bindemittel I in der in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigten Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement Verhältnis geht ebenfalls aus der Tabelle 4 hervor.To get another comparison, four were extrudable Cement compositions, hereinafter referred to as compositions C-I, C-II, C-III and C-IV are designated as in Comparative Example 1 described above. However the recovered paper pulp was ground through a wood or a wood pulp replaced by conifers. The fiber length was 0.9 to 6 mm. The fiber diameter was 10 to 70 µm. In each formulation, the binder I used in the amount shown in Table 4 below. The water / cement ratio is also shown in the table 4 out.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede der Zusammensetzungen C-I bis C-IV sind in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengefaßt.The formulation and results of the assessment tests for each of the compositions C-I to C-IV are as follows Table 4 summarized.

Tabelle 4 Table 4

Comparative Examples 4 and 5

Zur Durchführung eines weiteren Vergleichs wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzung P-I bis P-IV bezeichnet sind, im Vergleichsbeispiel 4 auf die gleiche Weise hergestellt wie bei dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 1. Jedoch wurde die wiedergewonnene Papierpulpe durch eine verfeinerte Linterspulpe ersetzt, bei der die Faserlänge 1 bis 7 mm und der Faserdurchmesser 10 bis 40 µm betrugen. In jeder Formulierung wurde als Bindemittel das Bindemittel I gemäß der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement-Verhältnis ist ebenfalls in der Tabelle 5 wiedergegeben.To make another comparison, four extrudable ones were used Cement compositions, hereinafter referred to as the composition P-I to P-IV are designated in the comparative example 4 made in the same manner as that described above Comparative Example 1. However, the recovered Paper pulp replaced by a refined linter pulp at of the fiber length 1 to 7 mm and the fiber diameter 10 to Were 40 µm. In each formulation was used as a binder the binder I according to that in Table 5 below specified amount used. The water / cement ratio is also shown in Table 5.

Eine weitere Vergleichszusammensetzung, die nachstehend als A-I bezeichnet ist, wurde ebenso wie oben im Vergleichsbeispiel 5 beschrieben hergestellt, wobei jedoch anstelle der Pulpe Asbestfasern eingesetzt wurden, deren Faserlänge 1 bis 10 mm und deren Faserdurchmesser 1 bis 10 µm betrugen. Als Bindemittel wurde das Bindemittel I in der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement- Verhältnis ist ebenfalls in der Tabelle 4 aufgeführt.Another comparative composition, hereinafter referred to as A-I was designated as in the comparative example above 5 described, but instead of Pulp asbestos fibers were used, whose fiber length was 1 to 10 mm and their fiber diameter were 1 to 10 µm. As Binder was Binder I in the following Table 5 used amount used. The water / cement Ratio is also shown in Table 4.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede dieser Zusammensetzungen P-I bis P-IV und A-I sind in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt. The formulation and results of the assessment tests for each of these compositions P-I to P-IV and A-I are in the Table 5 shown below.

Tabelle 5 Table 5

Claims

1. Extrudable cement composition which contains in a mixture:

(a) a hydraulic cement,
(b) an inorganic aggregate material in the form of a powder,
(c) an organic powder as a binder,
(d) raw linter pulp fibers before refinement and
(e) water in an amount such that the composition obtains a consistency suitable for extrusion.

2. Extrudable cement composition according to claim 1, characterized, that the fibers from the raw linter pulp, which the Component (c) represents 2 to 5 parts by weight per 100 Parts by weight of the total amount from the components (a) and (b) make out.

3. Extrudable cement composition according to claim 1 or 2, characterized, that the organic polymer forming the binder is water soluble cellulose ether.

4. Extrudable cement composition according to one of the claims 1 to 3, characterized, that the amount of organic serving as a binder Polymers 0.2 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight makes up the total of components (a) and (b).

5. Extrudable cement composition according to claim 3, characterized, that the water-soluble cellulose ether has such a degree of polymerization has that a 2 wt .-% aqueous Solution of which a viscosity of at least 15,000 centipoise at 20 ° C.

6. Extrudable cement composition according to one of the preceding Expectations, characterized, that the water used as component (e) 20 to 50 Parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of Components (a) and (b).