DK151876B - Plade eller andet emne, som omfatter et netvaerk affibrilleret forstaerkningsmateriale, der er fremstillet ud fra en organisk folie - Google Patents

Description

DK 151876B

Den foreliggende opfindelse angår en plade eller andet emne, hvis overfladedimensioner er af betydelig udstrækning sammenlignet med emnets godstykkelse, og som omfatter et netværk af fibrilleret forstærkningsmateriale, der er fremstillet ud fra en organisk folie og 5 er indlejret i en vandhærdnet masse.

Det har i mange år været kendt, at asbest og specielt "blå asbest" frembyder en sundhedsmæssig risiko for både de arbejdere, der er involveret i udvindingen af mineralet i minerne, og for brugerne, specielt når det for brugeren er nødvendigt at skære eller save i genstande, hvori der fremkommer asbestfibre.

I byggeindustrien er asbest-cementplader og andre produkter, såsom rør og regnvandsartikler, blevet almindeligt anvendt på grund af deres billighed og forvitringsbestandige egenskaber i tilfælde, hvor der er tale om ringe belastningsforhold. Når de først er 15 monteret, er det usandsynligt, at asbestindholdet i sådanne produkter vil have nogen mærkbar skadelig virkning på personer, der bruger bygningerne, men det er nu blevet påvist, at indtil installationsstadiet er risici'ene for de personer, som fysisk håndterer de asbest-indeholdende artikler, langt fra uvæsentlige.

20 Talrige alternativer til asbest-cementartikler er til rådighed, inklusive traditionelle byggematerialer, men de har alle den ulempe enten i sig selv at være dyrere eller at kræve større arbejdsomkostninger ved installeringen eller i nogle tilfælde på transportstadiet.

På baggrund heraf er der følgelig blevet gjort mange forsøg på 25 at tilvejebringe en erstatning for produkter, der er baseret på asbest-cementblandinger, men de indtil nu fremsatte forslag har de ulemper, at de enten er for dyre i sammenligning med asbest-cement og/eller har dårligere egenskaber.

I fransk patentskrift nr. 2.222.194 er der beskrevet et apparat 30 til fibrillering af strakte folier af et polymert materiale med orienter-bare molekyler, såsom polypropylen og højvægtsfyldig polyethylen, og frembringelse af fibre herudfra. Det er i patentskriftet, side 20, linie 4, kort nævnt, at de frembragte fibre kan benyttes til forstærkning af bygningsstrukturer (fransk: structures renforcées 35 par de fibres), men der er ingen antydning af, at fibrene eller det fibrillerede foliemateriale kan benyttes til fremstilling af erstatningsprodukter for asbest-cementprodukter.

I US patentskrift nr. 3.591.395 er der beskrevet genstande af hydrauliske cementagtige materialer forstærket med korte fibre frem-

DK 151876 B

2 stillet ud fra strakt og dernæst fibrilleret plastfolie, fortrinsvis polyoiefinfolie og især polypropylenfolie.

Hovedidéen i dette patentskrift angår en inkorporering af kortskårne længder af fibrilleret polypropylen i cementholdige 5 materialer (beton), og dette er det eneste, som rent faktisk er eksemplificeret i nogen af patentskriftets eksempler. Det er i patentskriftet godtgjort, at man herved kan fremstille genstande, herunder plader, med forbedret slagfasthed i forhold til genstande, som ikke er blevet forstærket med de omhandlede kortskårne længder 10 af fibrilleret polypropylen, og dette har resulteret i en udnyttelse til kommerciel fremstilling af betonnedramningspæle. Princippet er imidlertid aldrig blevet udnyttet til kommerciel fremstilling af plader, specielt tagdækningsplader. Dette forhold begrunder sig deri, at selvom det i patentskriftet er eksemplificeret, at hovedidéen lader 15 sig udnytte til fremstilling af plader, er dette i virkeligheden kun en realistisk mulighed, når der er tale om så tykke plader, som de i patentskriftet omhandlede, nemlig med 2-4 cm tykkelse, jvf. eksempel 2 i beskrivelsen. Fremstilling af tynde plader, såsom tagdækningsplader, af høj kvalitet (med en tykkelse på nogle få mm) lader sig 20 ikke gøre på basis af hovedidéen i patentskriftet. En af grundene hertil skyldes det simple forhold, at det ikke er muligt at inkorporere mere end nogle få procent forstærkning i cementmatrixen, når der hertil skal benyttes et rotationsblandeapparat. En anden grund er, at under overbelastningsforhold vil de kortskårne polypropylenfolie-25 stykker have tendens til at blive trukket ud af matrixen. Endelig er en tredie grund den, at kortskårne stykker af fibrilleret polypropylenfolie i sig selv er så fjedrende, at mange af dem ikke vil blive fastholdt mellem overfladerne i et tyndt plademateriale under pladens fremstilling, medens cementmatrixen stadig er våd og uafbundet.

30 Dette vil give anledning til diskontinuiteter (hulrum, materialeudtynding og heraf følgende svage områder) i cementmatrixen samt til en yderligere formindskelse af det i forvejen lave indhold af forstærkningselement i selve pladelegemet, hvorved pladens styrke, specielt bøjningsstyrke, vil blive lavere, ja i nogle tilfælde muligvis lavere 35 end styrken af en ikke-forstærket plade.

Hovedprincippet ifølge US patentskrift nr. 3.519.395 lader sig derfor ikke anvende til fremstilling af tynde plader af høj kvalitet, og selvom princippet stammer helt tilbage fra før 1966, er der indtil tidspunktet for den foreliggende opfindelse da heller ikke på mar-

DK 151876B

3 kedet fremkommet pladeprodukter, specielt tynde pladeprodukter, hvis fremstilling er baseret på dette princip. I spalte 2, linie 37-40 i US patentskriftet er der derudover foreslået anvendelse af et vævet netværk af plastmaterialet med bredde pi op til 1 m til plader og 5 flade paneler, hvori der ønskes en orientering af fibrene.

Set ud fra et praktisk synspunkt er et enkelt netværksvæv anbragt i en pladegenstand imidlertid af ringe værdi. Spalte 6, linie 5-8 i patentskriftet foreslås forstærkningen anbragt i kernen af en gipsplade, hvor den helt klart vil være værdiløs som forstærkning ^ betragtet, men også anbragt et hvilket som helst andet sted i pladen eller på en af dens overflader vil et enkelt netværksvæv være praktisk taget uden forstærkningsmæssig betydning.

Der er i US patentskrift nr. 3.591.395 derfor ikke beskrevet noget produkt, som kan anses for at være en brugbar erstatning for 15 traditionelle asbest-cementprodukter, specielt pladeprodukter. Dette er derimod tilfældet med pladen eller emnet ifølge nærværende opfindelse, som i forhold til tilsvarende asbestcementprodukter har væsentligt bedre egenskaber i de fleste henseender, herunder den vigtige, som også adskiller pladen ifølge opfindelsen kvalitetsmæssigt 20 fra de fra ovennævnte US patentskrift kendte pladeprodukter, at under overbelastningsforhold undergår pladen ifølge opfindelsen blot en nedbøjning under frembringelse af en mangfoldighed af fine revner, således som det klart er illustreret med graferne på den tilhørende tegning henholdsvis forklaret i den hertil hørende tekst i 25 den efterfølgende detaljerede del af beskrivelsen, hvorved pladen bibringes postrevnedannelsesduktilitet i stedet for en katastrofal knækning.

Dette opnås med pladen eller emnet ifølge opfindelsen af den i indledningen angivne art ved, at den er ejendommelig ved, at 30 netværket af det fibrillerede forstærkningsmateriale indgår i den vandhærdnede masse ί form af flere netværkslag, der som helhed betragtet strækker sig i alt væsentligt parallelt med og ud over hele genstandens overfladedimensioner, og som hvert er sammenhængende og strækker sig i alt væsentligt parallelt med og over et større 35 område af én eller to af genstandens overfladedimensioner, og at netværket af det fibrillerede forstærkningsmateriale udgør mindst 1,5 volumen-% af genstanden.

Forskellige foretrukne udførelsesformer for pladen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav 2-7 angivne.

DK 151876B

4

Det anvendte netværk er fortrinsvis baseret på fibrilleret polyolefinfolie, eftersom denne giver specielt gode egenskaber til en pris, der for tiden er konkurrencedygtig med konventionelle asbestfibre. Ved at inkorporere det mest foretrukne forstærknings-^ materiale, nemlig polypropylen, bliver det muligt ved at inkorporere et stort antal lag pr. cm produkttykkelse at opnå et slutprodukt, der har tilstrækkelige styrkeegenskaber til fremstillingen af cement-baserede plader, så at der frembringes et slutprodukt, som ikke blot prismæssigt er konkurrencedygtigt med asbest-cement, men som har egenskaber, der muliggør dets anvendelse i mange situationer, hvor asbest-cement ikke kan anvendes.

Til visse formål kan det være tilstrækkeligt, at pladen eller emnet har ét mellemlag af en vandhærdnet masse uden nogen forstærkning, som er tilvejebragt omgivet på hver side af et lag 15 vandhærdnet masse med indlejret netværkslag, der fortrinsvis består af et vævet ark af garn af fibrilleret, organisk folie. En plade, der er forstærket på denne måde, er i produktionsmæssig henseende særligt let at fremstille, og den tilvejebragte forstærkning vil almindeligvis være tilstrækkelig til især gipspladeprodukter.

20 Betegnelsen "vandhærdnelig masse" betyder i den foreliggende beskrivelse en tør eller i det væsentlige tør blanding af et eller flere uorganiske materialer, som - når den blandes med vand - størkner til en fast, stiv masse. Portland-cement og gips er eksempler på en sådan masse.

25 Betegnelsen "kontinuert" anvendt i forbindelse med en fibrille ret, organisk folie betegner heri primært en situation, hvor de individuelle elementer hver danner et netværk, som er udstrakt over en større dimension af den genstand - der inkorporerer netværket -såsom længden eller bredden eller både længden og bredden. Mere 30 alment betyder betegnelsen, at netværket ikke kan blandes med den vandhærdnelige masse i en rotationsblandemaskine. Dette er i modsætning til forstærkede materialer, som er baseret på en vandhærdnelig masse, hvori forstærkningen består af løse, korte fibre, der i en rotationsblandemaskine kan blandes, så at der opnås 35 homogenitet. Netværksark, hvormed der kan opnås tilfredsstillende t resultater, vil være af en sådan længde, at hvis de underkastes en ' rotationsblanding, vil de i stedet for at frembringe et homogent produkt danne en sammenfiltret masse, der overvejende er adskilt fra den vandhærdnelige masse. Netværksarkene kan heller ikke

DK 151876B

5 udsprøjtes sammen med den vandhærdnelige masse fra en sprøjtepistol , således som det er tilfældet ved udsprøjtet fibercement og -beton.

Opfindelsen er ikke baseret på, at de inkorporerede organiske S netværkslag udviser vandabsorption, men udelukker ikke sådanne materialer. F.eks. er vandabsorptionen reelt nul i en fugtig atmosfære, når der anvendes polypropylen. Efter neddykning i vand i 24 timer viste absorptionen sig at være mindre end 0,10% under de forhold, der er fastsat af the American Society for Testing and 10 Materials - Report D 570-63.

Inkorporeringen af netværkslag kan fremmes med et disperge-ringsmiddel, som deflokkulerer opslæmningen af det vandhærdnelige materiales partikler og medvirker til gennemtrængning af netværket, således at bestanddeiene låses solidt sammen. Almindeligvis består sådanne dispergeringsmidler, som er egnede til formålet, af sulfonerede polymere materialer, såsom lavmolekylær harpiks, sulfoneret melaminformaldehyd eller sulfoneret naphthalenformaidehydharpiks.

Et dispergeringsmiddel er imidlertid ikke af afgørende betydning, idet materialets styrke afhænger af den mekaniske sammen-20 låsning og af netværkets meget store overfladeareal for et givet volumen, hvilket bestemmer revnedannelsen i den vandhærdnelige masse.

Fortrinsvis inkorporeres en mangfoldighed af imprægnerede netlag, der er fremstillet ud fra et netværk af kontinuert, fibrille-25 ret, organisk folie, og som trykkes, glittes eller vibreres sammen i lag, der hver for sig almindeligvis er mindre end 5 mm tykke, og påfølgende lag tilføjes, indtil den fordrede totaltykkelse af produktet opnås.

Netværket hidrører fortrinsvis fra polyolefinfolie, som er blevet 30 strækbehandlet for at fremme en orientering af molekylstrukturen, hvilket giver stor trækstyrke og også forøger modulus for elasticiteten. Ved de for tiden eksisterende industrielle anvendelser af polypropylenfolie frembringer strækningsbehandlingen en forlængelse af polypropylenfolien på fem til tyve gange af den ikke strakte 35 længde.

Alternativt kan folien fremstilles ved fibrillær krystallisation.

Efter stræknings- eller krystallisationsprocessen er folien i en tilstand af forestående fibrildannelse og kan blive fibriileret under den videre håndtering eller ved en egnet mekanisk behandling,

DK 151876B

6 f.eks. ved nålevalsning (eng.: pin rolling) på lignende måde, som den, der anvendes på polypropylenfolie, når denne bruges som råmateriale for bindegarn.

Det fremstillede net kan beskrives som et fladt, åbent netværk 5 af ikke-vævet polypropylenfolie, hvori elementerne er fremstillet ud fra folien i modsætning til monofilamenter. Betegnelsen "flad" skal imidlertid ikke forstås i den betydning, at netværket nødvendigvis er "plant" i det endelige produkt, endskønt det inden inkorporeringen normalt vil være så fleksibelt, at det vil tilpasse sig til en TO plan overflade, når det lægges på en sådan.

Nettet, som udgør forstærkningen, kan alternativt være en vævning, undertiden kaldt for drejervævning, i hvilken kædegarnet er dobbelt, så at for hver skæring passerer skudgarnet ovenover den ene kæde i det dobbelte kædegarn og nedenunder den anden 15 kæde i det dobbelte kædegarn. De to kæder snos derpå, inden det næste skudgarn på samme måde passerer mellem de to kæder. Dette har den fordel, at der dannes et net, som beholder sin form, når det behandles i industrielt udstyr, og brugen af den dobbelte kæde medvirker til mekanisk binding af netværket i den vandhærdnelige 20 masse. Skønt det vævede fibernetværk har fordele set ud fra et fabrikationssynspunkt, har det den ugunstige virkning at være dyrere og sandsynligvis kræve et større materialevolumen for at tilsvarende egenskaber opnås. Kæde- og skudgarnet i drejervævningen er ligesom de ikke-vævede netværk fremstillet ud fra flad, 25 fibril leret, men ikke ekspanderet polypropylen.

Den foretrukne forstærkning, der er omtalt i det foregående, er imidlertid det "ekspanderede", ikke-vævede net, som frembringes ved mekanisk fibrildannelse i et regelmæssigt mønster i en strækbehandlet folie, såsom det er vist i fig. 1. En fordel ved dette 30 ikke-vævede form-netværk - i tilgift til dets i høj grad reducerede pris - er, at det kan fremstilles af meget tynde folier, og det bliver således muligt at forøge materialets specifikke overfladeareal og for et givet volumen forstærkningsmateriale at inkorporere mange flere forstærkningslag i en given tykkelse af den færdige plade. Folie-35 tykkelsen kan variere fra 1 til 1000 pm, men tynde folier i området 15-150 pm foretrækkes. Valget af tykkelse afhænger imidlertid af det volumen netværk, der skal inkorporeres, og følgelig af de ønskede egenskaber for slutproduktet. Brugen af tynd, fibrilleret, organisk folie muliggør opnåelse af en særdeles god mekanisk sammenlåsning af

DK 151876B

7 massen og netværket, hvilket antages at bevirke de opnåede nyttige egenskaber. Dette resulterer i de ønskelige karakteristika i form af reduceret revneafstand og reduceret revnebredde i produktet under post-revnedannelsesforhold. Blandt polyolefiner foretrækkes 5 polypropylen, men polyamider har egnede egenskaber og kan fibrilleres for at tilvejebringe enten vævede eller ikke-vævede netværk.

Den vandhærdnelige masse er fortrinsvis traditionel Portland-c ement med et fyldstof, såsom meget fint sand og/eller pulveriseret TO brændselsaske, og finheden er vigtig, eftersom der ellers ikke vil være tilstrækkelig gennemtrængning mellem netværket og massen, hvilket resulterer i hulrum og svækkelse. Fyldstoffets finhed bliver specielt vigtig, når der inkorporeres et meget stort antal netværkslag, og kornstørrelsen vil blive valgt med henblik pi antallet af lag 15 af det forstærkende netværk.

Sammensætningen kan også indeholde tilsætninger i form af korte stabelfibre, som blandt andre virkninger har den at forbedre produktets overfladeafslutning.

Sådanne tilsætninger udgør imidlertid ikke en del af det 20 fibrillerede, organiske folienetværk og vil normalt være fordelt ovenover og nedenunder dette netværk.

I en plade, der skal erstatte en traditionel asbest-cementplade af gennemsnitlig tykkelse, vil der fortrinsvis blive anvendt mindst 6 eller 7 netlag, hvilket udgør ca. 5-7 volumenprocent af pladen, men 25 større styrker kan opnås ved at forøge antallet af netlag, og naturligvis kan antallet af netlag - når der som udgangsmateriale anvendes kontinuerte netværk fremstillet af meget tynd folie -forøges til adskillige hundrede, og inden for visse grænser kan slagstyrken og arealet under belastnings/nedbøjningskurven ved 30 bøjning samt arealet under spændings/tøjningskurven ved træk- påvirkning forbedres betydeligt ud over, hvad der er opnåeligt med asbest-cement. Det antages, at den øvre grænse er af størrelsesordenen 15 volumenprocent folie til vandhærdnelig masse.

Det vil normalt være hensigtsmæssigt i plader, der på samme 35 måde som asbest-cementplader skal være symmetrisk bølgeformede, at orientere de fleste af netlagene i samme retning i forhold til bølgerne, men til andre anvendelser kan det være at foretrække at arrangere netlagene med alternerende orienteringer eller endog med forskellige orienteringer gennem pladens tykkelse, hvilke oriente-

DK 151876 B

s ringer ikke nødvendigvis behøver at danne rette vinkler med hinanden. Hvor pivirkningsretningen af en trækbelastning kan forudsiges for en genstand i brug, er det naturligvis at foretrække at orientere de fleste af de fibrillerede elementer i denne retning.

5 Under fremstillingen af pladerne er det ønskeligt, at der - efter, at et vist antal lag af vandhærdnelig masse og forstærkning er blevet anbragt - anvendes tryk til at befordre og fremme mekanisk binding mellem massen og de fibrillerede elementer, og desuden kan overskydende vand fjernes ved anvendelse af vakuum gennem en 10 filtermåtte, således som det er tilfældet ved mange processer i betonfremstillingen.

Mange andre genstande end simple plader kan dannes. Multiple lag af netværk kan faktisk svøbes rundt om forme til frembringelse af ønskede specielle former.

15 Der Vil nu blive givet en omtale af eksempler på genstande, som er udførelsesformer for opfindelsen, og i disse eksempler henvises til tegningen, hvor:

Fig. 1 er et eksploderet, isometrisk billede af en plade, som er én udførelsesform for opfindelsen, hvilket billede 20 viser adskillige kontinuerte, fibrillerede folienetværk af ikke-vævet form;

Fig. 2 er en graf af belastning i kN afsat mod nedbøjning i mm, og som indsat viser det tilsvarende prøveemne, der indeholder netværk af ikke-vævet, fibrilleret 25 folie; p

Fig. 3 er en graf af spænding i MN/m afsat mod tøjning x -fi 10 for endnu et prøveemne, der indeholder ikke-vævet, fibrilleret polypropylenfolie, og som er vist indsat i figuren; 30 Fig. 4 er en graf af belastning i kN afsat mod nedbøjning i mm, og som indsat viser form og dimensioner af yderligere et tilsvarende prøveemne af det samme materiale som det tilsvarende i fig. 3;

Fig. 5 er en graf af spænding i MN/m afsat mod tøjning x 35 10 af det indledende stadium af revnedannelse, og som indsat viser form og dimensioner af et andet prøveeksemplar, der indeholder vævet polypropylen; 2

Fig. 6 er en graf af spænding i MN/m afsat mod tøjning x -6 10 , og som illustrerer post-revnedannelsesduktilite-

DK 151876B

9 ten for det ί fig. 5 viste prøveemne;

Fig. 7 er en graf af belastning i kN afsat mod nedbøjning i mm for et prøveemne, hvori der er inkorporeret vævet, fibrilleret pol ypropy lenf olie.

5

Eksempel 1

Der blev til bøjningsbelastning fremstillet et emne ifølge opfindelsen, som indeholdt kontinuert fladt netværk af ekspanderet, strækbehandlet, fibrilleret polypropylenfolie med en tykkelse pi ca.

100 pm og i en mængde på 6% af emnets totale volumen. Til den vandhærdnelige masse blev følgende vægtforhold valgt: cement 1,0; vand total 0,34; pulveriseret brændselsaske 0,25; fint sand (i stand til at passere en 600 pm si) 0,19; og dispergeringsmiddel (sulfoneret melaminformaldehyd-harpiks) 0,03.

Emnet var rektangulært med dimensioner på 13,5 mm x 50 mm x 150 mm. Der blev udført afprøvninger over en spændvidde på 135 mm, og resultaterne er vist i fig. 2 som grafen af belastning i kN afsat mod nedbøjning i mm. Den betydelige post-revnedannelses-duktilitet var muliggjort af sammenlåsningen af det kontinuerte 20 netværk med cementmatrixen og bærende belastning, uden udtræk, efter at revnedannelse i matrixen er indtruffet.

Belastningen blev fjernet ved en nedbøjning på ca. 6 mm, og nedbøjningen vendte på nær 1½ mm tilbage til udgangsstillingen.

Efter at belastningen var blevet fjernet, var der for det blotte øje 25 ingen umiddelbart synlige revner på stræksiden af legemet (eng.: “beam")/ men inspektion med mikroskop afslørede meget fine revner med en afstand på 1-3 mm.

2 I fig. 2 var modulus for brud 27 MN/m i det punkt, hvor belastningen fjernes, når den beregnes på traditionel måde ved en 30 elasticitetsanalyse, men den maksimale belastning var ikke blevet nået. Andre lignende emner har opnået brud-modulii på mere end 30 MN/m*\ I fig. 2 er 1 kN = 14,8 MN/m^ modulus for brud.

Eksempel 2 35 Endskønt det er at foretrække at have et volumen af forstær kende elementer på mere end 5%, er det også muligt ifølge opfindelsen at opnå multipel revnedannelse ved strækning og ved bøjning og forøgelse af bøjningsstyrken med mindre voluminer af kontinuert, fladt, ikke-vævet netværk.

DK 151876B

10

Et trækbelastningsemne (fig. 3) blev fremstillet under anvendelse af den vandhærdnelige masse ifølge Eksempel 1 og 324 lag fladt, åbent netværk af ikke-vævet, fibril leret polypropylenfolie. Foliens tykkelse lå i den nedre ende af tykkelsesintervallet. Emnet 5 havde et rektangulært tværsnit og dimensioner på 15 mm x 30 mm x 280 mm, og der var derfor ca. 22 lag folie pr. mm tykkelse. Det totale folie-volumen udgjorde 2,3% af emnets totale volumen. Det effektive folie-volumen i trækstyrkens retning er vanskeligt at bestemme ved flade, åbnede netværk men li sandsynligvis i dette 10 eksempel mellem 1,5 og 2%. Emnet blev derpå afprøvet, og resultaterne er vist i fig. 3. En betydelig post-revnedannelsesduktilitet var som i Eksempel 1 gjort mulig.

Eksempel 3 "15 Et bøjningsbelastet emne blev fremstillet af det samme materiale som det i Eksempel 2 beskrevne. Emnet var rektangulært med dimensioner på 14,5 mm x 50,5 mm x 150,00 mm og indeholdt ca. 2,3 volumen % fibrilleret foliemateriale. Afprøvninger blev udført over en spændvidde på 135,0 mm, og resultaterne er illustreret i fig. 4 som 20 grafen af belastning i kN afsat mod nedbøjning. Forøgelsen af belastningen efter revnedannelse var gjort mulig af den post-revne- dannende adfærd, der er beskrevet i Eksempel 1. Ved denne 2 afprøvning er brud-modulus givet ved, at 1 kN = 12,7 kN/m .

25 Eksempel 4 I dette eksempel blev der fremstillet en bølget plade, og den vandhærdnelige masse havde en sammensætning som den tilsvarende i Eksempel 1.

Som forstærkning blev der anvendt vævet materiale (drejervæv-30 ning), som var fremstillet af kontinuert orienteret, fibrilleret polypropylenfolie med 3 mm masker og omtrent to kæder for hvert skud. Der blev inkorporeret seks netlag til frembringelse af en tykkelse på 5,5 mm. Netlagsmaterialet udgjorde ca. 5,8 volumen % af genstanden. Fire lag blev anbragt med kæden parallelt med bølgerne 35 og to med skuddet parallelt med bølgerne.

Den færdige plade, der var 0,23 m x 1,1 m med en bølgehøjde på 20 mm, blev afprøvet ifølge "B.S. 690 Part 3, 1973" og bar den fordrede belastning på 334 Newton. Cykliske belastninger blev udført - indledningsvis med op til 150N, derpå med 350N, 400N og

DK 151876 B

11 endelig med 800 Newton. Ved hver belastning blev der udført tre belastningscykler. Ved 150N blev der dannet to mindre revner; ved 350N var revneafstanden 10-40 mm; ved 400N blev revneafstanden reduceret, og ved 800N var nedbøjningen betydelig, og revneaf-5 standen lå i området 3-6 mm.

Langtidsbelastningsafprøvninger med en lignende plade blev 2 udført med vedvarende, ensartet fordelte belastninger på 0,75 kN/m i 27 dage og derpå med 1,5 kN/m i yderligere 33 dage. Efter fjernelse af belastningen var den tilbageværende krybenedbøjning 10 mindre end 2 mm ved en spændvidde på 0,93 m. Den ensartet 2 fordelte belastning blev forøget til 2 kN/m , ved hvilket punkt belastnings-nedbøjningskurven indicerede, at betydelig revnedannelse var indtruffet. Yderligere vedvarende belastning på 0,75 kN/m på det krakelerede stadium frembragte en krybenedbøjning på 0,25 mm i 15 løbet af 30 dage. De ensartet fordelte belastninger var de for asbest-cementplader, der er specificeret i "B.S. 5249 Part 14, 1975".

Eksempel 5

Et trækprøveemne blev fremstillet under anvendelse af den i 20 Eksempel 1 angivne blanding og 150 lag vævet polypropylen (drejervævning), idet lagene blev underkastet tryk under opbygningen. Netværket optog 8% af emnets volumen.

Emnet blev derpå afprøvet, og de opnåede resultater er vist i 2 fig. 5 og 6. I begge figurer er belastningen i MN/m afsat mod -fi 2 25 tøjning x 10 . I fig. 5 er “den indledende modulus E" = 21 GN/m .

Fig. 5 viser den indledende revnedannelseskarakteristik, medens fig.

6 viser den totale kurve, som også viser post-revnedannelsesduk- tiliteten. Venstre kurve i fig. 6 svarer til fig. 5 i en anden målestok.

30

Eksempel 6

Et emne til bøjningsbelastning blev fremstillet under anvendelse af den i Eksempel 1 angivne blanding, hvori der blev inkorporeret 100 lag vævet polypropylen. Polypropylenet udgjorde ca. 7,2 volumen 35 % af genstanden. Emnet var rektangulært med dimensioner på 500 x 100 x 74,5 mm. Spændvidden under afprøvning var 406 mm.

Der blev udført afprøvninger, og resultaterne er vist i fig. 7, hvor belastningen i kN er afsat mod nedbøjning i mm. Brud-modulus beregnet ved en elasticitetsanalyse på traditionel måde er i denne 12

DK 1518 7 6 B

p figur udtrykt som 10 kN = 7,32 MN/m . Som det fremgår, blev emnet gradvis belastet med en større og større belastning, og der blev opnået en anseelig forøgelse af bæreevnen, efter at revnedannelse var indtruffet.

5 Plader fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er egnede til anvendelser, hvortil asbest-cementplader hidtil er blevet brugt, og hvor de underkastes bøjningsbelastning og under visse forhold er udsat for slag. Det har vist sig, at pladerne besidder tilstrækkelig sejhed og en hensigtsmæssig pseudo-duktilitet, hvilket 10 sidsnævnte fænomen skyldes multipel, fin revnedannelse, uden at materialets bøjningsstyrke imidlertid er ugunstigt påvirket. En yderligere fordel er, at søm kan drives direkte gennem en tynd plade uden at forårsage brud på pladen fjernt fra hullet. Materialet er således i stand til stor energiabsorption i tilfælde af uheld, enten 15 ved slag eller ved langsomt forøget belastning. I den henseende repræsenterer plademateriale ifølge den foreliggende opfindelse derfor en forbedring i forhold til asbest-cement, som er tilbøjelig til sprødt brud ved slag. Den maksimale styrke af pladen, når den underkastes direkte trækbelastninger, forøges sandsynligvis ikke i 20 samme forhold som ved bøjningsbelastning.

Ved konstruktionen ifølge opfindelsen med multiple netværkslag er risikoen for svage punkter på grund af manglende forstærkning faktisk elimineret. Ved diskontinuerte fibre er risikoen for ikke-homogenitet stor.

25 Opfindelsen kan anvendes på bølget, fladt og asymmetrisk plademateriale, trug, rør, der ikke er beregnet til tryk, samt regnvandsartikler, såsom de, der anvendes ved husbygning og i byggeindustrien. Det er også muligt, at det ifølge opfindelsen fremstillede materiale kan anvendes til fremstilling af havemøbler, 30 kloakforinger, ventilationsskakte, stødbarrierer (motorværn), kasseprofiler og beklædningspaneler, hvori der er inkorporeret ekspanderet polystyren. Materialet kan også inkorporere polystyrenkugler til frembringelse af et letvægtsisolationsmateriale.

Yderligere kan opfindelsen anvendes ved forstærket beton og 35 andre strukturelementer som en permanent forskalling (eng.: “shutter"), der ikke har til fomål at give strukturmæssig styrke men snarere at frembringe et fint krakeleret overflademønster. Dette vil muliggøre en anvendelse af større belastninger på forstærkningen i legemet, inden der - i sammenligning med normalt forstærket beton - 13

DK 151876 B

frembringes en begrænsende revnebredde.

Plader ifølge opfindelsen er ikke kun erstatninger for asbest-cementplader men er desuden egnede til afslutningsformål ved indre og ydre anvendelser, hvortil der ikke tidligere er blevet anvendt 5 asbest-cement.

10 15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Plade eller andet emne, hvis overfladedimensioner er af betydelig udstrækning sammenlignet med emnets godstykkelse, og 5 som omfatter et netværk af fibrilleret forstærkningsmateriale, der er fremstillet ud fra en organisk folie og er indlejret i en vandhærdnet masse, kendetegnet ved, at netværket af det fibrillerede forstærkningsmateriale indgår i den vandhærdnede masse i form af flere netværksiag, der som helhed betragtet strækker sig i alt 10 væsentligt parallelt med og ud over hele genstandens overfladedimensioner, og som hvert er sammenhængende og strækker sig i alt væsentligt parallelt med og over et større område af én eller to af genstandens overfladedimensioner, og at netværket af det fibrillerede forstærkningsmateriale udgør mindst 1,5 volumen-% af genstanden.

2. Plade eller andet emne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert netværkslag kontinuert strækker sig over stort set hele pladens eller emnets overfladedimension.

3. Plade eller andet emne ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at netværkslagene er fibrillerede, lateralt 20 ekspanderede organiske folier.

4. Plade eller andet emne ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at netværkslagene foreligger i form af vævede ark af garn af fibrilleret, organisk folie.

5. Plade eller andet emne ifølge krav 4, kendetegnet 25 ved, at hvert netværkslag foreligger i form af en vævning med dobbelt-kæde og enkelt-skud, som er arrangeret således, at ved hver skæring passerer skuddet over den ene kæde og under den anden kæde, hvorpå kæderne er snoet efter indføring af skuddet, hvorved skuddet fastlåses i positionen.

6. Plade eller andet emne ifølge krav 4 eller 5, kende tegnet ved, at pladen har mindst ét vævet ark af garn af fibrilleret organisk folie indlejret i hver af de to over for hinanden liggende overflader og har et mellemliggende lag af vandhærdnet masse uden eller med kun ringe indhold af forstærkningsmateriale.

7. Plade eller andet emne ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at forstærkningsmaterialet er fremstillet ud fra polyolefinfolie, især polypropylenfolie.