DE69506797T2

DE69506797T2 - Phosphomagnesiumzemente, die Polysaccharide und pflanzliche Proteine enthalten, und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE69506797T2
Application number: DE69506797T
Authority: DE
Inventors: Jean F-69530 Brignais Ambroise; Laurent F-94240 L'hay Les Roses Frouin; Jean F-69100 Villeurbanne Pera
Original assignee: Rhodia Chimie SAS; Rhone Poulenc Chimie SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2015-06-24
Also published as: ATE174888T1; FR2721601A1; FR2721601B1; DE69506797D1; EP0691314B1; EP0691314A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat Phosphomagnesiumzemente, die Polysaccharide pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs oder pflanzliche Proteine umfassen, sowie ihr Herstellungsverfahren zum Gegenstand.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf hydraulische Zemente, das heißt, auf Zusammensetzungen, die sich in Anwesenheit von Wasser verfestigen.
Bei dem Arbeitsgang des Vermischens mit Wasser stellt man ein Phänomen der Exothermie fest. Im Fall von Phosphomagnesiumzementen liegt die Temperatur der Reaktion mit Wasser in der Umgebung von 100ºC. Die Exothermie dieser Reaktion bringt ein Problem bei der Anwendung dieser Zusammensetzungen mit sich. Vom Zeitpunkt der beginnenden Reaktion der Hydratation an steigt nämlich die Temperatur der Zusammensetzung, was das Sieden des in ihr enthaltenen Wassers nach sich zieht. Man beobachtet somit eine Erscheinung des Ausschwitzens von Wasser, die sich durch das Auftreten von Blasen an der Oberfläche der Zusammensetzung überträgt, und anschließend eine Flüssigkeit auf der Basis von Wasser und den verschiedenen Bestandteilen der Zusammensetzung, die sich dann in eine klebrige Kruste umwandelt. Eine Verringerung der Wassermenge (auch als Wasser zum Anrühren bezeichnet) verändert nichts, weder das Auftreten dieser Erscheinung noch ihr Ausmaß.
Der auf diese Weise erhaltene Zement hat in irreversibler Weise seine Homogenität verloren unter bedeutender Herabsetzung seiner besonderen mechanischen Eigenschaften der Festigkeit.
Die vorliegende Erfindung hat daher zum Gegenstand, einen Phosphomagnesiumzement vorzuschlagen, der bei seinem In-Kontakt- Bringen mit Wasser diese Nachteile nicht aufweist, wobei die vorteilhaften Eigenschaften derartiger Zemente, wie hohe mechanische Eigenschaften, beibehalten werden.
Außerdem ermöglicht es die vorliegende Erfindung, einen selbstglättenden oder sogar selbstausgleichenden Zement zu erhalten, das heißt, daß sich dessen Oberfläche glätten kann, ohne daß man dazu besondere Mittel anwendet.
Die vorliegende Erfindung hat daher einen Zement zum Gegenstand, der geeignet ist, durch In-Kontakt-Bringen einer Bindemittel-Phase auf der Basis von mindestens einer Phosphorverbindung und mindestens einer Magnesiumverbindung mit mindestens einem Zusatzstoff, ausgewählt unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen, und Wasser erhalten zu werden.
Die Erfindung hat gleichfalls ein Kompositmaterial auf der Basis eines derartigen Zementes und Fasern zum Gegenstand.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung besteht in dem Verfahren zur Herstellung dieser Zemente.
Jedoch werden andere Vorteile und Charakteristiken der Erfindung noch klarer aus den Darlegungen der nachfolgenden Beschreibung und der Beispiele hervortreten.
In klassischer Weise bestehen die Zemente aus einer Bindemittel-Phase, die gegebenenfalls auf diesem Gebiet übliche Zusatzstoffe umfaßt. Obwohl für die Definition von Zementen, die außer der genannten Bindemittel-Phase und den eventuellen Zusatzstoffen noch Granulate umfassen, ein unterschiedlicher Ausdruck verwendet wird, so gebraucht man in der Beschreibung aus praktischen Gründen nur den einzigen Begriff "Zement" für die Bezeichnung dieser zwei Typen von Zusammensetzungen.
Die Bindemittel-Phase des Zements gemäß der Erfindung umfaßt mindestens einen Bestandteil auf der Basis von Phosphor und mindestens einen Bestandteil auf der Basis von Magnesium.
Alle Verbindungen von Phosphor sind in dem Maße verwendbar, wo sie Phosphorpentoxid umfassen, das direkt oder in Form eines Vorläufers verfügbar ist.
So kann man als Verbindung auf der Basis von Phosphor ohne einschränkende Absicht das Phosphorpentoxid, die Phosphorsäure oder Derivate wie die Orthophosphorsäure, die Pyrophosphorsäure, die Polyphosphorsäure oder auch die Salze derartiger Säuren nennen, wie die Phosphate, die Hydrogenphosphate, die Orthophosphate, die Pyrophosphate, die Polyphosphate, die Tripolyphosphate, die Tetrapolyphosphate von Aluminium, Calcium, Kalium, Magnesium, Ammonium oder deren Mischungen.
Es ist festzustellen, daß der Phosphor enthaltende Abfall der Düngemittel-Industrie oder auch der Stahlindustrie (Abbeizen von Stahl, Behandlung zur Verringerung der Korrosion) ebenfalls als Bestandteil auf der Basis von Phosphor verwendet werden kann.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung verwendet man die Salze der zuvor erwähnten Säuren auf der Basis von Phosphor.
Vorzugsweise setzt man Phosphate und Hydrogenphosphate von Kalium, Magnesium, Ammonium oder ihre Mischungen ein. In einer noch mehr bevorzugten Weise ist der Bestandteil auf der Basis von Phosphor das Ammoniumdihydrogenphosphat.
Der Bestandteil auf der Basis von Phosphor kann in flüssiger oder vorzugsweise in fester Form vorliegen.
Gemäß einer ersten Variante liegt der Bestandteil in Form von Teilchen vor, deren Granulometrie in ganz besonderer Weise höchstens 300 um beträgt. Hier ist festzustellen, daß dieser Wert nicht kritisch ist und daß ebenfalls die Möglichkeit besteht, Bestandteile mit einer Teilchengröße über 300 um zu verwenden, wo bei eine Zerkleinerung vor dem Einbringen in die Zusammensetzung gemäß der Erfindung wünschenswert sein kann.
Gemäß einer zweiten Variante wird der Bestandteil in adsorbierter Form auf einem porösen Träger verwendet. Als Träger kann man beispielsweise die Diatomeenerden, Ton, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid erwähnen. Die Adsorption wird in an sich bekannter Weise durchgeführt. So wird in klassischer Weise der Bestandteil auf der Basis von Phosphor in Lösung oder in Suspension mit dem Träger unter Rühren in Kontakt gebracht und anschließend die entstandene Suspension derart erhitzt, daß man die im Überschuß vorliegende Flüssigkeit verdampft. Diese Operation kann in gleicher Weise durch Imprägnieren des Trägers in einer Trommel oder auf einer Drehscheibe realisiert werden.
Das zweite Element der Bindemittel-Phase ist mindestens ein Bestandteil auf der Basis von Magnesium.
Es eignet sich für die vorliegende Erfindung jede Verbindung auf der Basis von Magnesium in dem Maße, wo sie mit dem ersten Bestandteil in Anwesenheit von Wasser reagiert.
Als Beispiel kann man für die Durchführung der Erfindung die folgenden geeigneten Bestandteile nennen: Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat.
Vorzugsweise verwendet man einen Bestandteil auf der Basis von Magnesiumoxid. Es eignet sich insbesondere die Magnesia, genannt "dead burned", üblicherweise erhalten nach Kalzinierung von Magnesiumcarbonat bei Temperaturen von höher als 1200ºC.
In vorteilhafter Weise kann das genannte Magnesiumoxid in reiner Form eingesetzt werden oder gegebenenfalls mindestens ein Element vom Typ Calcium, Silicium, Aluminium oder auch Eisen umfassen. Diese Elemente liegen im allgemeinen in Form von Oxid oder Hydroxid vor. Als Beispiel für diesen Typ von Verbindung kann man den Dolomit nennen, eine Mischung, die insbesondere Magnesiumoxid und Calciumoxid umfaßt.
Wenn das Magnesiumoxid in reiner Form verwendet wird, so beträgt die Reinheit des genannten Oxids mindestens 80%.
Man verwendet vorzugsweise einen Bestandteil auf der Basis von Magnesium, dessen spezifische Oberfläche unter 2 m²/g liegt. In besonderer Weise liegt die spezifische Oberfläche unter 1 m²/g.
Außerdem beträgt die Granulometrie des genannten Bestandteils üblicherweise zwischen 10 um und 500 um. Es kann auch die Verwendung von Verbindungen vorgesehen werden, deren Granulometrie sich außerhalb dieses vorstehend genannten Bereiches befindet, ohne daß dies besondere Vorteile mit sich bringt. Wenn also die Granulometrie über 500 um liegt, so kann vor dem Einbringen in die Zusammensetzung vorher eine Stufe Zerkleinerung erforderlich werden. Wenn sich die Granulometrie der genannten Bestandteile andererseits unter 10 um befindet, so wird man zudem eine Veränderung der Eigenschaften der Zusammensetzung beim Kontakt mit Wasser feststellen können. Man kann insbesondere einen Anstieg der Geschwindigkeit beim Abbinden des Zementes feststellen, außer in dem Fall, wo man den Gehalt an Abbindeverzögerern erhöht, wovon in der folgenden Beschreibung noch die Rede sein wird. Deshalb könnte der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene Zement weniger interessant sein im Hinblick auf die Durchführung oder die Wirtschaftlichkeit.
Es ist festzustellen, daß die zwei oben genannten Bestandteile, wenn sie in fester Form vorliegen, gegebenenfalls den Gegenstand einer Stufe der Zerkleinerung bilden, bevor sie in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.
Das Verhältnis des Bestandteils auf der Basis von Magnesium (ausgedrückt in Gewicht MgO), bezogen auf das des Bestandteils auf der Basis von Phosphor (ausgedrückt in Gewicht P&sub2;O&sub5;) liegt in besonderer Weise zwischen 1 und 3.
Die Bindemittel-Phase des Zementes gemäß der Erfindung kann außerdem ein Mittel zur Verzögerung des Abbindens umfassen.
In besonderer Weise wird dieses Mittel unter den Verbindungen ausgewählt, die zur Komplexbildung mit dem Magnesium fähig sind.
Diese Verbindungen können insbesondere Carbonsäuren, beispielsweise Citronensäure, Oxalsäure, Weinsäure, Bor enthaltende Säuren, Ester oder Salze, Phosphor enthaltende Säuren, Ester oder Salze, wie Natrium-tripolyphosphat, Eisen(II)-sulfat, das Sulfat und Lignosulfat von Natrium, Zinkchlorid, Kupferacetat, Natriumgluconat, das Sulfoacetat von Natriumcellulose, das Produkt der Reaktion von Formaldehyd mit Aminolignosulfat, Stärkedialdehyd, N,N-Dimethyloldihydroxyethylen-harnstoff, die Silicofluoride, Tallöl und Sucrose sein, wobei diese Verbindungen allein eingesetzt werden oder in Mischung.
Vorzugsweise verwendet man, allein oder in Mischung, die Carbonsäuren und vorzugsweise die Bor enthaltenden Säuren, Ester oder Salze.
So kann man bei dieser letzten Kategorie von Verbindungen ohne Absicht zur Einschränkung die Borsäure und ihre Salze, wie die Salze von Alkalimetallen, beispielsweise von Natrium (Borax), und die Salze von Amin oder Ammonium nennen. Die Ester der Borsäure eignen sich ebenfalls für die Durchführung der Erfindung, wie die Trialkyloxyborate und die Triaryloxyborate.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird der eingesetzte Zusatzstoff in Form eines Pulvers mit einem mittleren Durchmesser von 10 um bis 200 um verwendet.
Die Menge des Mittels zur Verzögerung des Abbindens schwankt zwischen 0 und 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der zwei vorstehend genannten Bestandteile. Vorzugsweise liegt diese Menge zwischen 0 und 5 Gewichtsteilen, bezogen auf die gleiche Referenz.
Die Zemente, die geeignet sind, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten zu werden, können außerdem Granulate als wesentliche Elemente enthalten.
Als Elemente derartiger Verbindungen kann man Sand, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, rohen Dolomit, Chrommineral, Kalk, Klinker, Vermiculit und Perlit erwähnen. In gleicher Weise kann man Flugaschen oder kondensierten Rauch von Siliciumdioxid verwenden.
Die Flugaschen können im allgemeinen Silicoaluminium-Aschen sein, die vor allem aus der Verbrennung in Wärmekraftwerken stammen.
Die Granulometrie dieser Aschen liegt üblicherweise zwischen 0,5 um und 200 um.
Der kondensierte Rauch von Siliciumdioxid, wie er gegebenenfalls einen Bestandteil der Zusammensetzung gemäß der Erfindung bildet, weist im allgemeinen eine spezifische Oberfläche zwischen 20 und 30 m²/g auf.
Gemäß einer späteren Anwendung des Zements werden die Granulate, die in die Zusammensetzung eingebracht werden, ausgewählt unter Sand, Siliciumdioxid oder den anderen genannten Verbindungen, und entweder den Flugaschen oder dem kondensierten Rauch von Siliciumdioxid oder unter einer Mischung dieser zwei Typen von Granulaten.
Üblicherweise liegt die Menge von Granulat in dem Zement gemäß der Erfindung zwischen 0 und 1000 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Bindemittel-Phase.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform liegt die Menge an Sand, Siliciumdioxid oder den anderen in dieser Aufstellung genannten Verbindungen im allgemeinen zwischen 0 und 900 Gewichtsteilen, bezogen auf die gleiche Referenz wie oben. Außerdem beträgt die Menge an kondensiertem Rauch von Siliciumdioxid oder Flugaschen zwischen 0 und 100 Gewichtsteilen.
Der Zement gemäß der Erfindung kann außerdem als wesentliches Element ein wasserabweisendes Mittel umfassen.
Unter diesen Typen von Mitteln kann man insbesondere die Silicone in Form einer Lösung, eines Feststoffes und vorzugsweise in Form eines Harzes, eines Öles oder einer Emulsion (vorzugsweise in Wasser) nennen. Es eignen sich ganz besonders die Silicone, die im wesentlichen Struktureinheiten M (RSiO0,5) und D (R&sub2;SiO) umfassen. In diesen Formeln werden die Reste R, gleich oder verschieden, ganz besonders unter Wasserstoff und den Resten Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ausgewählt, wobei der Rest Methyl bevorzugt ist. Die Anzahl der Struktureinheiten liegt vorzugsweise zwischen 30 und 120.
Die Menge an Silicon, das in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, liegt unterhalb oder gleich 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Bindemittel-Phase, und vorzugsweise unterhalb oder gleich 5 Gewichtsteilen.
Schließlich kann der Zement gemäß der Erfindung alle klassischen Zusatzstoffe umfassen, wie Fließmittel, mit insbesondere Natrium-lignosulfonat und die Kondensate von Naphthalin-sulfonat, Naphthalin, Tripolyphosphat, Natrium-hexametaphosphat, Ammoniumhydrogenphosphat, Melanin, Alkylsiliconaten.
Es können in gleicher Weise Antischaummittel einen wesentlichen Bestandteil des Zementes gemäß der Erfindung bilden. Man kann hier beispielsweise vor allem die Antischaummittel auf der Basis von Polydimethyl-siloxanen nennen.
Im allgemeinen stellen derartige Zusatzstoffe nicht mehr als 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Bindemittel-Phase dar. Vorzugsweise liegt die Menge an Zusatzstoffen zwischen 0 und 5 Gewichtsteilen.
Das wesentliche Merkmal des Zementes besteht darin, daß er einen Zusatzstoff umfaßt, der unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen ausgewählt wird, wobei diese Verbindungen allein oder in Mischung vorliegen.
Die Polysaccharide pflanzlichen Ursprungs, die für die Durchführung der Erfindung eignen, sind ganz besonders Produkte, die sich von der Stärkeindustrie ableiten.
So kann man chemisch modifizierte Stärke und vorzugsweise chemisch modifizierte Kartoffelstärke verwenden. Derartige Produkte sind bekannt und werden insbesondere von den Firmen ROQUETTE, CERESTAR, AVEBE oder auch AMYLUM gehandelt.
Unter den Polysacchariden tierischen Ursprungs kann man das Chitosam und das Chitin erwähnen.
Als Polysaccharide bakteriellen Ursprungs kann man die Biogummis nennen, erhalten durch Fermentation eines Kohlenwasserstoffes unter der Einwirkung eines Mikroorganismus der Gattung Xanthomonas, Pseudomonas Elodea oder Alcaligenes.
Man kann somit als Zusatzstoff für den Zement gemäß der Erfindung Xanthangummi, erhalten durch Fermentation unter der Einwirkung von Bakterien oder Pilzen des Typs Xanthomonas, wie Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas carotae, Xanthomonas heredae, Xanthomonas icanae, Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas papavericola, Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas pisi, Xanthomonas vasculorum, Xanthomonas vesicatoria, Xanthomonas vitians und Xanthomonas pelargonii verwenden. Diese Xanthangummis finden sich üblicherweise auf dem Markt, beispielsweise unter den Bezeichnungen RHEOFLOW, RHODOPOL, gehandelt von Rhöne-Poulenc.
In gleicher Weise kann man Gellangummis verwenden, erhalten durch Fermentation unter Einwirkung von Pseudomonas Elodea oder die Gummis Rhamsan und Welan, erhalten ausgehend von Alcaligenes.
Ein anderer Typ von Zusatzstoff, der in die Zusammensetzung gemäß der Erfindung Eingang findet, wird unter den pflanzlichen Proteinen ausgewählt. Für die Erfindung eignen sich ganz besonders die Proteine von Mais und vorzugsweise die Proteine von Kartoffeln. Diese Produkte werden insbesondere von der Firma ROQUETTE gehandelt.
Gemäß einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung verwendet man als Zusatzstoff ein oder mehrere Polysaccharide pflanzlichen Ursprungs und ein oder mehrere Proteine pflanzlichen Ursprungs.
Vorzugsweise verwendet man einen Zusatzstoff, der eine Mischung von chemisch modifizierter Kartoffelstärke und mindestens ein Protein pflanzlichen Ursprungs umfaßt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet man als Zusatzstoff ein Polysaccharid bakteriellen Ursprungs oder eine Mischung derartiger Verbindungen.
Die Menge als Zusatzstoff, die in die Zusammensetzung des Zementes gemäß der Erfindung eingetragen wird, beträgt 0,5 bis 2 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Bindemittel- Phase.
Die Charakteristik des Zementes gemäß der Erfindung besteht darin, daß er fähig ist, durch In-Kontakt-Bringen der vorstehend beschriebenen Phase, mindestens einem Zusatzstoff, ausgewählt unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen, und Wasser erhalten zu werden.
Die zugesetzte Menge an Wasser ist so bemessen, daß man eine plastische, homogene und modellierfähige Paste erhält.
Dies richtet sich nach der späteren Anwendung des Zementes. Wenn man nämlich wünscht, innere Verkleidungen von Rohrleitungen auszuführen, so ist die Zusammensetzung im allgemeinen kohäsiver als ein Zement, der dafür vorgesehen ist, eine Beschichtung von Böden zu bilden, oder ein solcher für die Herstellung von Kacheln oder Tafeln.
Im allgemeinen liegt der Gehalt an Wasser unter 30%, bezogen auf das Gewicht der Trockensubstanzen.
Ganz besonders und als Hinweis angegeben, liegt der Gehalt an Wasser unter 15% und vorzugsweise unter 10% für Anwendungen vom Typ der Instandsetzungsarbeiten.
In dem Fall, wo man wünscht, einen Zementbrei zu erhalten, liegt dieser Gehalt in der Größenordnung von 20% bis 25%.
Das In-Kontakt-Bringen kann nach jeder geeigneten Methode durchgeführt werden. So kann man in der Weise verfahren, daß alle wesentlichen Elemente des Zementes und Wasser, gleichzeitig oder getrennt, zusammengebracht werden. Nach dieser letzten Möglichkeit stellt man im allgemeinen eine Zusammensetzung her, die die Bindemittel-Phase, die Granulate, gegebenenfalls das Verzögerungsmittel und ganz oder teilweise die im allgemeinen festen, vorstehend genannten eventuellen Zusatzstoffe umfaßt. Anschließend mischt man die genannte Zusammensetzung mit Wasser, das in dem Fall, wo die Elemente nicht in der vorhergehenden Herstellungsstufe der Zusammensetzung eingetragen wurden, insbesondere die flüssigen Zusatzstoffe umfaßt.
Es ist festzustellen, daß man ebenfalls vorsehen kann, mehr oder weniger vollständige Mischungen der wesentlichen Bestandteile des Zementes einzusetzen, so daß der Mischung von Elementen im Moment der Anwendung lediglich Wasser zuzusetzen ist.
Das Wesentliche des Verfahrens besteht darin, es in der Weise anzuwenden, daß man eine so homogen wie mögliche Verteilung aller wesentlichen Elemente in der Masse des Zementes erhält.
Das Vermischen der wesentlichen Elemente erfolgt durch jedes bekannte Mittel und vorzugsweise unter Scherbedingungen, indem man beispielsweise einen Kneter verwendet.
Der Arbeitsgang des Vermischens wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur von etwa der Umgebungstemperatur durchgeführt.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Zemente können bei der schnellen Ausbesserung von Straßen, Brücken und Flugplätzen verwendet werden. So werden sie zum Verfüllen von feinen Rissen, Löchern oder zum Abdecken von zerstörten Bereichen eingesetzt. Diese Zemente weisen nämlich außer einer guten Haftfähigkeit auf den sogenannten Portland-Zementen bedeutende mechanische Festigkeitseigenschaften gegenüber Biegung und Druck auf, die sie besonders geeignet für diesen Typ von Anwendungen machen.
Sie können ebenfalls als Überzüge für Böden oder Rohrleitungen verwendet werden, um diese gegenüber Korrosion resistent zu machen.
Die vorliegende Erfindung hat weiterhin ein Kompositmaterial auf der Basis des Phosphomagnesiumzementes gemäß der Erfindung und von Fasern zum Gegenstand.
Als für das Erzielen des genannten Materials geeignete Fasern kann man die Fasern aus Polyester, Polyaramid, wie beispielsweise KEVLAR® und Carbonfasern nennen.
Glasfasern können zur Herstellung des Kompositmaterials ebenfalls verwendet werden.
Es eignen sich alle üblicherweise in den Zementen verwendeten Glasfasern. Man kann daher alkaliresistente Fasern verwenden wie spezielle Glasfasern, die insbesondere durch Behandlung mit Zirkonium erhalten werden, ebenso Fasern aus Soda-Kalk-Gläsern.
Jedoch eignen sich in vorteilhafter Weise auch Standardfasern für die Herstellung der Kompositmaterialien gemäß der Erfindung. So sind dies klassische Gläser wie Borsilikatgläser, die üblicherweise im alkalischen Milieu zerstört werden.
Die Fasern besitzen eine Länge, die von 5 mm bis zu mehreren hundert Millimetern schwankt.
Die Menge an Fasern im dem Kompositmaterial gemäß der Erfindung liegt zwischen 1% und 10%, bezogen auf das Gewicht der Trockensubstanz des Zementes.
Die Kompositmaterialien gemäß der Erfindung werden durch Mischen des wie oben beschriebenen Zementes mit den Fasern erhalten.
Das Vermischen erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie bei der Herstellung des Zementes und wird hier nicht noch einmal behandelt.
Die auf diese Weise erhaltene Zusammensetzung wird in eine geeignete Form gegossen, um Kacheln oder Tafeln zu ergeben.
Die gegossenen Produkte werden anschließend in vorteilhafter Weise bei einer Temperatur von etwa der Umgebungstemperatur getrocknet.
Die Kompositmaterialien gemäß der Erfindung können insbesondere als Fassadentafeln verwendet werden. Der Vorteil dieser Materialien besteht in ihrer Geschwindigkeit bei der Herstellung und hauptsächlich in ihrer Geschwindigkeit beim Trocknen.
Im folgenden werden jetzt konkrete, jedoch nicht einschränkende Beispiele der Erfindung angegeben.
In den nachstehenden Beispielen sind die Verfahrensbedingungen zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß der Erfindung und zur Herstellung von Probekörpern des Zementes, um Werte zur Festigkeit gegenüber Biegung und Druck zu erhalten, die folgenden:

Messungen der mechanischen Festigkeit

Herstellung der Probekörper

Nach dem Kneten wird der Mörtel in Gießformen aus Weichstahl umgefüllt. Die gefüllte Form wird dann auf einem Schlagapparat fixiert, wodurch der Mörtel festgehalten wird. Die Funktionsweise ist die folgende:
Die Form wird auf einem Tisch fixiert und durch einen Nocken bewegt, der bei jeder Umdrehung einen Sturz von 15 mm Höhe hervorruft. Es wurde eine Dauer von 60 Schlägen fixiert.
Nach einer Stunde entformt man, und die Probekörper werden dann bei 21ºC und 50 % relativer Feuchte getrocknet.
Die Messung der Biegefestigkeit entspricht der Messung der Last, die notwendig ist, um einen auf einer Spitze mit 3 Punkten plazierten Probekörper zu zerbrechen. Man stellt einen mittleren Wert an den drei hergestellten Probekörpern fest.
Die Messung der Druckfestigkeit wird unter Verwendung der zuvor zerbrochenen Probekörper erhalten. Sie werden zwischen zwei Backen von 4 · 4 cm angeordnet und bis zum Zersplittern gedrückt. Das berücksichtigte Resultat ist der Mittelwert von mehreren Stücken.

BEISPIEL 1

1. Herstellung der Bindemittel-Phase

Man mischt die folgenden Verbindungen (angegebene Werte in Gewichtsteilen) in einem Kneter:

2. Bierstellung des Zementes

Zu 450 g der auf diese Weise erhaltenen Bindemittel-Phase gibt man 1350 g Sand.
Anschließend setzt man 190 g Wasser hinzu, in das man vorher 4,5 g ALBUREX® N (Roquette) und 2,25 g FORALYS® HTS (Roquette) einträgt.
Nach dem Verkneten wird die entstandene Mischung auf einen Schlagtisch gebracht und anschließend in Formen aus Weichstahl umgefüllt, wodurch 3 Probekörper aus Mörtel erhalten werden (prismatische Probekörper 40 · 40 · 160 mm³).
Nach einer Stunde entformt man, und die Probekörper werden 17 Stunden lang bei Umgebungstemperatur getrocknet.

3. Messung der mechanischen Eigenschaften

Biegefestigkeit (3 Probekörper): (4,9 ± 0,2) MPa
Druckfestigkeit (6 Probekörper): (42,2 ± 0,6) MPa

BEISPIEL 2

1. Herstellung des Zementes

Man verwendet 250 g der nach Beispiel 1 hergestellten Bindemittel-Phase und setzt hinzu:
* 200 g Flugaschen vom Wärmekraftwerk
* 1350 g Sand
Zu der erhaltenen Mischung gibt man 170 g Wasser und 2,5 g ALBUREX® N und 2,5 g FORALYS® HTS.
Nach dem Verkneten wird die entstandene Mischung auf einen Schlagtisch gebracht und anschließend in Formen aus Weichstahl umgefüllt, wodurch 3 Probekörper aus Mörtel erhalten werden (prismatische Probekörper 40 · 40 · 160 mm³).
Nach einer Stunde entformt man, und die Probekörper werden 24 Stunden lang bei Umgebungstemperatur getrocknet.

2. Messung der mechanischen Eigenschaften

Biegefestigkeit (3 Probekörper): (2,6 ± 0,1) MPa
Druckfestigkeit (6 Probekörper): (17,2 ± 0,5) MPa

BEISPIEL 3

1. Herstellung des Zementes

Man verwendet 200 g der nach Beispiel 1 hergestellten Bindemittel-Phase und setzt 200 g Flugaschen vom Wärmekraftwerk hinzu. Zu der erhaltenen Mischung gibt man anschließend 93 g Wasser und 2 g ALBUREX® N und 1 g FORALYS® HTS.
Nach dem Verkneten wird die entstandene Mischung in Formen aus Plexiglas gebracht und danach in Formen aus Weichstahl umgefüllt, wodurch 6 Probekörper aus Mörtel erhalten werden (zylindrische Probekörper Φ = 20 mm; H = 40 mm).
Nach einer Stunde entformt man, und die Probekörper werden 18 Stunden lang bei Umgebungstemperatur getrocknet.
2. Die Messung der Druckfestigkeit ergibt einen Wert von (15,3 ± 1,5) MPa

BEISPIEL 4

1. Herstellung des Zementes

Man verwendet 450 g der nach Beispiel 1 hergestellten Bindemittel-Phase und setzt 1350 g Sand hinzu.
Zu der erhaltenen Mischung gibt man 200 g Wasser und 4,5 g RHEOFLOW® CD1 (Rhône-Poulenc).
Nach dem Verkneten wird die entstandene Mischung auf einen Schlagtisch gebracht und anschließend in Formen aus Weichstahl umgefüllt, wodurch 3 Probekörper aus Mörtel erhalten werden (prismatische Probekörper 40 · 40 · 160 mm³).
Nach einer Stunde entformt man, und die Probekörper werden 24 Stunden lang bei Umgebungstemperatur getrocknet.

2. Messung der mechanischen Eigenschaften

Biegefestigkeit (3 Probekörper): (5 ± 0,3) MPa
Druckfestigkeit (6 Probekörper): (27 ± 0,5) MPa

BEISPIEL 5

1. Herstellung des Zementes

Man verfährt wie in Beispiel 4, mit der Ausnahme, daß als Zusatzstoff RHEOFLOW® CD4 verwendet wird.

2. Die Messung der mechanischen Eigenschaften unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend ergibt:

Druckfestigkeit: (22 ± 0,6) MPa
Biegefestigkeit: (5 ± 0,3) MPa

BEISPIEL 6

1. Herstellung des Zementes

Man verfährt wie in Beispiel 4, der verwendete Zusatzstoff ist jedoch KELCOCRETE® (Merck).
2. Die Messung der mechanischen Eigenschaften unter den gleichen Bedingungen ergibt:
Druckfestigkeit: (30 ± 0,6) MPa
Biegefestigkeit: (5 ± 0,2) MPa

BEISPIEL 7

1. Herstellung eines Kompositmaterials

Man mischt die folgenden Verbindungen (angegebene Werte in Gewichtsteilen):
Pro 100 Gewichtsteile Bindemittel-Phase gemäß Beispiel 1 setzt man 100 Gewichtsteile Siliciumdioxid (Siliciumdioxid und Kaolin F 15) hinzu.
Anschließend gibt man 25 Gew.-% Wasser, bezogen auf die Bindemittel-Phase, und Siliciumdioxid hinzu, in das man vorher 0,5 Gewichtsteile FORALYS HTS und 0,5 Gewichtsteile ALBUREX® N einträgt.
Nach dem Verkneten gibt man 2,5 Gew.-% Fasern aus Borsilikatglas, bezogen auf das Gewicht der Bindemittel-Phase und des Siliciumdioxides, zu der vorher erhaltenen Mischung.
Die entstandene Mischung wird anschließend unter Vibration auf einem Schwingtisch in eine Form aus PVC mit den Abmessungen 300 · 300 · 10 mm³ gebracht, woraus nach 24 Stunden 3 Probekörper geschnitten werden.
2. Die Messung der Biegefestigkeit (3 Probekörper) ergibt einen Wert von 12,6 MPa.
Dieser Wert ist mit dem von 10 MPa zu vergleichen, gefunden bei einem Komposit, der einen künstlichen Portland-Zement und Glasfasern umfaßt, hergestellt unter identischen Bedingungen nach 28 Tagen Reifung bei einer Temperatur von 20ºC unter einer relativen Feuchte von 95%.

Claims

1. Phosphomagnesiumzement, dadurch gekennzeichnet, daß er geeignet ist, durch In-Kontakt-Bringen einer Bindemittel-Phase auf der Basis von mindestens einer Phosphorverbindung und mindestens einer Magnesiumverbindung mit mindestens einem Zusatzstoff, ausgewählt unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen, und Wasser erhalten zu werden.

2. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff vom Typ Polysaccharid ausgewählt wird unter chemisch modifizierter Stärke und den Biogummis, erhalten durch Fermentation eines Kohlenhydrates unter der Einwirkung eines Mikroorganismus der Gattung Xanthomonas, Pseudomonas Elodea oder Alcaligenes.

3. Zement nach einem der vorstehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein oder mehrere Polysaccharide pflanzlichen Ursprungs und ein oder mehrere Proteine pflanzlichen Ursprungs umfaßt.

4. Zement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff eine Mischung von chemisch modifizierter Stärke und mindestens einem Protein pflanzlichen Ursprungs ist.

5. Zement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein Polysaccharid bakteriellen Ursprungs ist.

6. Zement nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Zusatzstoff 0,5 bis 2 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Bindemittel- Phase.

7. Zement nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Granulate umfaßt.

8. Zement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Granulaten zwischen 0 und 1000 Gewichtsteilen beträgt, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Bindemittel-Phase.

9. Zement nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Wasser unter 30 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gewicht der Trockensubstanzen.

10. Zusammensetzung auf der Basis des Zementes nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche und von Fasern, die in alkalischen Medien nicht resistent sind.

11. Zusammensetzung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Fasern zwischen 1 und 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gewicht der Trockensubstanzen.

12. Verfahren zur Herstellung des Phosphomagnesiumzementes nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bindemittel-Phase, mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen, und Wasser in Kontakt bringt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Anspruche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bindemittel-Phase, die eine erste Verbindung auf der Basis von Phosphor und eine zweite Verbindung auf der Basis von Magnesium umfaßt, mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt unter den Polysacchariden pflanzlichen, tierischen oder bakteriellen Ursprungs und den pflanzlichen Proteinen, Fasern und Wasser in Kontakt bringt.