DE747852C - Werkstoff und Werkstuecke aus einem Gemisch eines hydraulischen Bindemittels, wie insbesondere Zement, und kuenstlichen mineralischen Fasern und Verfahren zur Herstellung des Gemisches - Google Patents

Description

• Werkstoff und Werkstücke aus einem- Gemisch eines hydraulischen Bindemittels, wie insbesondere Zement, und künstlichen mineralischen Fasern und Verfahren zur Herstellung des Gemisches Zur Herstellung von Körpern aus mineralischen Faserstoffen und einem hydraulischen Bindemittel findet als Faserstoff neben bzw. an Stelle von Asbest auch künstlich erzeugte Mineralwolle, wie Glaswolle oder Schlackenwolle, Verwendung.
• Der Asbest wird für die Beigabe zu den genannten Mischungen soweit aufgeschlossen, daß Faserbündel und zum Teil auch einzelne Fäden durch geeignete Mahl- und Schlagwerkzeuge freigelegt werden, worauf er in diesem Zustand mit dem Zement meist unter sehr hohem Wasserzusatz vermischt wird. Die Faserbündel haben dabei etwa einen Durchmesser bis zu 30,u und bestehen jeweils aus Einzelfasern,-deren, Durchmesser etwa -:2 bis 3,u beträgt. Die Faserbündel weisen infolge ihrer Zusammensetzung aus Einzelfasern eine erhebliche Schmiegsamkeit auf, die so weit geht, daß sie als knot- und spinnbar angesehen werden können.
• In dem Bestreben, den Asbest durch künstlich erzeugte mineralische Fasern, wie z. B. Glaswolle, zu ersetzen und diese mit einem hydraulischen Bindemittel zusammenzubringen, glaubte man, daß es vorteilhaft und notwendig sei, eine Glaswolle zu wählen, die sich durch große Schmiegsamkeit wenigstens in diesem Punkte den Eigenschaften des Asbestes soweit wie möglich nähert. Dies erschien um so mehr erforderlich, als die einzelnen Glaswollfasern mit einem Durchmesser- von normalerweise etwa io bis .Io ci. weit grbber und spröder sind als die Asbestfasern.
• Bei der Herstellung von Faserstoffzementinischungen unter Verwendung von Schlaki kenwolle benutzte man die üblichen Wollsorten, die zwar kurzfädig sind, die aber ähnlich dem Asbest eine flauschige Struktur Haben und infolge der Feinheit der Fasern von normalerweise etwa 2 bis 5 ,ci. Durchmesser, sehr nahe an die Schmiegsamkeit der Asbestfasern herankommen.
• In beiden Fällen haben sich jedoch, insbesondere bei der verhältnismäßig trockenen Mischung dieser künstlichen mineralischen Fasern mit dem Zement. Schwierigkeiten ergeben. Es zeigte sich nämlich heim "Zusatz normal schmiegsamer Glaswolle ebenso wie beim Zusatz feiner Schlackenwolle, daß die Fasern im Zement nur zu einem geringen Prozentsatz verteilt werden konnten und hierbei noch zum größten Teil dazu neigten, Faserstoffbä llchen zu bilden, die in dem im übrigen homogenen Faserstoffzementgeinisch Fremdkörper darstellen. ,Die Grenze der Faserstoffnienge, die bisher zugemischt werden konnte, lag nur bei etwa io °/p der Zementmenge. Die Schwierigkeiten bei Verwendung der Glaswolle stiegen dabei uni so mehr, je schmiegsamer und feinfädiger die zugesetzte `Volle war. Andererseits lag die Vermutung nahe, daß es, aufbauend auf der Erkenntnis, daß die Festigkeit und Schmiegsamkeit der Fäden finit ihrer Feinheit steigt, auch für Faserstoffzementgemische von wesentlicher Bedeutung und von Vorteil sei, möglichst feine schmiegsame Fasern zti verwenden, zumal sich auch gerade möglichst feine sclnniegsame, im sogenannten Spinnverfahren leergestellte lange bzw. endlose Glasfäden für Textilzwecke als besonders geeignet erwiesen hatten. Derartige Glasfäden für Textilzwecke sind knotbar, haben also ein Verhältnis von dein kleinsten -Schlingendurchmesser D, welchen man erreichen kann, ohne daß der Faden beim Zusammenziehen bricht, zu der Fadenstärke d von etwa i, während dieses Verhältnis bei der normal üblichen Glaswolle etwa zwischen io und 15 liegt.
• VI>erraschenderwei,se hat es sich nun gezeigt, daß für Mineralwollzementgeinische nicht die Verwendung möglichst schmiegsamer Fasern, sondern erfindunggemäß gerade im Gegenteil die Verwendung überwiegend solcher spröden Fasern, bei welchen das Verhältnis des Durchniessers D der kleinsten vor dem Bruch erreichbaren, einen Durchmesser von nicht unter 0,5 mm besitzenden Fadenschlinge zur Faserstärke d einen Wert von über 2o bis ioo aufweist, dazu führt, deri Anteil der zurnischbaren Fasern in den Mischungen erheblich zu erhöhen. Künstliche Mineralwollfasern. bei welches das Verhältnis D zu d in den vorstehend angegebenen Grenzen liegt, sind an sich bekannt, und es ist ferner bekannt, daß nian durcl Verblasen von hocherhitzten Schmelzen vor c-erli<iltnismäßig hoher Basizität. welche ein( geringe Viscosität, d. 1i. groLie Dünnflüssigkeit besitzen, Fasern mit im wesentlichen geringer Faserstärke erzeugen kann, während man aus onicht so hoch erhitzten Schmelzen von W)lierein Säuregrad. welche eine hole Visrositüt besitzen, im wesentlichen Fasern finit gi-<il:teren Durchmessern erhält.
• Ob es sich nun aber um dünnere oder uni dickere Fasern handelt, stets lät')t sich durch eine Anzahl von Proben das Verhältnis 1> zu cl bestimmen, welches die überwiegende Fasermenge besitzt, uni so festzustellen. ob die Fasern geeignet sind. sui Sinne der Erfindung Verwendung zu finden. wobei entgegcii dem naheliegenden Bestreben, nach M<iglichkeit die zugfestesten und infolgedessen feinsten Fasern als Armierungsbestandteile zii verwenden, die spröden Fasern ins allgemeinen keine so hohen Zugfestigkeitswerte aufweisen werden.
• Eingehende Versuche haben gezeigt. daß es nach dein Vorschlag der Erfindung gelingt, Fasern in Mengen bis zu etwa 20 °/" finit 7_einent zusannnenzubringen find hierbei trotz des hohen Faseranteiles eine gleichni:ißige Verteilung im Zeinentgeinisch zu erreichen.
• Diese überraschende Feststellung findet ihre Erklärung wohl darin. daß sich die spröden Fasern während des Mischvorganges nicht verknoten und ztisaininenballen. sondern infolge ihrer Sprödigkeit entweder brechen oder so sperren, daß es gelingt, den Zement in die Hohlräume, die zunächst zwischen den Fasern vorhanden sind, hinzubringen.
• Neben dem oben bezeichneten Verh:iltnis 1> zti d ist es ferner von Bedeutung. daß auch die absolute Größe des Durchmessers der vor dem Bruch kleinst erreichbaren Schlinge nicht unter einen bestimmten Betrag sinken darf. da sonst auch an sich spröde, aber sehr feine Fasern noch die Neigung haben, Faserstofbällchen zu bilden. Die untere Grenze für diesen absoluten Schlingendurclnnesser liegt bei etwa o,5 min.
• Es hat sich ferner als besonders. vorteilhaft erwiesen, die Mischun- der spröden Fasern finit Zement in etwa solchen Knet- oder Riihrinischern vorzunehmen, wie sie in der Nahrungsmittelindustrie üblich sind. cla hierdurch eine besonders weitgehende Mischung der Grundstoffe erzielt wird. Dieses Ergebnis überrascht insofern, als nicht zu erwarten war, daß derartige :Mischer die -Mischkraft ' besitzen, die erforderlich ist, uin ciie gestellte Aufgabe zu lösen. Vielmehr ließ das Mischverfahren, das, wie der Name sagt, in einer knetenden oder rührenden Arbeit des Mischers besteht, eher erwarten, daß eine unvollkommene Mischarbeit geleistet würde. Die Verwendung der vorgeschlagenen Mischer hat nun aber den Vorzug, daß die Fasern weitgehend geschont werden, so- daß ein wesentlicher Anteil von ihnen in dem späteren Gemisch erhalten bleibt. Wie groß der Vorteil ist, der in der Verwendung dieser Misch ;r liegt, ist daraus ersichtlich, daß der Prozentsatz der erhaltenen Fasern etwa das Doppelte von dem Prozentsatz ausmacht, der etwa bei Verarbeitung im Kollergang noch erhalten bleibt.
• Wenn nach den vorstehenden Vorschlägen gearbeitet wird, so ist es möglich, den Anteil der Fasern, der vorher maximal etwa io % betrug, auf etwa 2o0/, des Gemisches zu steigern.
• Da nun die Festigkeit der Körper von dem Gehalt an Fasern abhängt, so bedeutet die Erhöhung des Fasergehaltes die Möglichkeit, erheblich festere Körper unter Verwendung künstlicher mineralischer Fasern herzustellen, als sie bisher bekannt waren, trotzdem die Zugfestigkeit der spröden Einzelfasern gegebenenfalls geringer ist als die Zugfestigkeiten, die sich mit feinen, schmiegsameren Fasern unter Umständen erreichen lassen.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Erzeugung der zur Verwendung gelangenden spröden Fasern nicht nach Art der Erzeugung der feinen v erspinnbaren Glasfäden zu erfolgen braucht, sondern in der Art vorgenommen werden kann, wie sie für die gröbere Erzeugung von Mineralwolle, wie insbesondere von Schlackenwolle, üblich ist.

Claims (3)

1. iATENTANSPRÜCHE i. Werkstoff und Werkstücke aus einem Gemisch eines hydraulischen Bindemittels, wie Zement, und künstlichen mineralischen Fasern, wie Glas- oder Schlackenwolle, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch überwiegend solche spröden Fasern enthält, bei denen das Verhältnis des Durchmessers D der kleinsten vor dem Bruch erreichbaren, einen Durchmesser von nicht unter 0,5 mm besitzenden Fadenschlinge zu dem Durchmesser d der Faser einen Wert besitzt, der zwischen etwa -2o und ioö liegt.
2. 2. Werkstoff und Werkstücke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß .der Anteil an Fasern im fertigen Gemisch etwa 2o °% beträgt.
3. 3. Verfahren zur Herstellung des Gemisches nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Knet- oder Rührmischers, wie er in der Nahrungsmittelindustrie gebräuchlich ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 2o6 888. 467 o99, 607 902; österreichische Patenschrift. , Nr. 70 937; schweizerische 178989.