DK154636B - Homogen, ikke-haerdnet cementholdig blanding og haerdnede genstande fremstillet deraf - Google Patents

Description

i

DK 154636 B

Den foreliggende opfindelse angår ikke-hærdnede homogene ce-mentholdige blandinger og formede genstande, der er fremstillet ved hærdning af disse blandinger. De hærdnede produkter har høj styrke. Specielt har de en bemærkelsesværdig høj brud-5 styrke.

Fra beskrivelsen til den danske patentansøgning nr. 4880/76 kendes et homogent, ikke-hærdnet cementholdigt materiale, der omfatter følgende bestanddele: 10 (a) en hydraulisk cement, (b) vand, og (c) en vanddispergerbar polymer, hvori 15 (i) forholdet mellem vand og hydraulisk cement ligger i intervallet 15-28 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, (ii) den vanddispergerbare polymer er valgt med henblik på 20 den hydrauliske cement og på de valgte forhold mellem vand og cement under hensyn til dens egnethed til at lette homogenisering, og til ved homogenisering at resultere i et produkt, som kan formes under tryk, og som er formbevarende, og 25 {i i i) forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement ligger i intervallet 0,1-3,0 vægtdele vandisper-gerbar polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement.

3Q Bestanddelene (a), (b) og (c) er i fællesskab underkastet en homogeniseringsproces og er eventuelt formet, så at den homogene ikke-hærdnede blanding ved hærdning og tørring fører til et hærdnet, tørret og eventuelt formgivet cementholdigt materiale med en bøjningsstyrke, der er højere end 15 MN/m2.

35

Den hærdnede og tørrede cementholdige genstand har fortrinsvis en bøjningsstyrke, der er højere end 20 MN/m2, og mest foretrukket har den hærdnede og tørrede cementholdige genstand en bøjningsstyrke på mere end 30 MN/m2.

DK 154636 B

2

Også en fremgangsmåde til fremstilling af den homogene ikke-hærdnede cementholdige blanding er beskrevet.

De hærdnede og tørrede genstande, som er beskrevet i beskrivelsen til den tidligere nævnte patentansøgning, har en bøj-5 ningsstyrke, der er betydeligt højere end den bøjningsstyrke, som kan forventes for en hærdnet og tørret pasta, som er fremstillet ved hjælp af konventionelle procedurer.

Det antages, at den bemærkelsesværdigt høje bøjningsstyrke hos de hærdnede cementholdlige materialers grundmasse, der er beskrevet i beskrivelsen til den tidligere nævnte ansøgning, blandt andet skyldes den ensartede dispergering gennem grundmassen af de valgte bestanddele hydraulisk cement, vand og.

passende vanddispergerbar polymer, ved hjælp af en effektiv 1 k homogeniseringsproces eller sådanne processer, der omfatter blanding med høj forskydningsvirkning og f.eks. kan indbefatte ekstrusion og/eller kalandrering. Det antages også, at det er afgørende for fremstillingen af en hærdnet og tørret matrix eller grundmasse med høj styrke, som indgår i et hærdnet mate-20 riale, at der tages hensyn til de efterfølgende faktorer ved fremstillingen af grundmassen·, (a) udvælgelsen af en passende vanddispergerbar polymer, (b) anvendelsen af et meget lavt vand/cement-forhold under hensyn til tilstedeværelsen af andre bestanddele, men altid mindre end 0,28, (c) fremstillingen af en homogen, ensartet dispergeret blanding af bestanddelene, f.eks. ved hjælp af en homogeniseringsproces eller sådanne processer, der kan omfatte en ekstrusion eller en kalandre-ringsproces, og (d) hærdningen og tørringen af materialet under optimale betingelser til fremstilling af cementer med høj 30 styrke.

I beskrivelsen til nævnte tidligere ansøgning beskrives en forsøgmetode, hvorved anvendelige vanddispergerbare polymerer kan udvælges, og hvorved hastigheden af varmeudviklingen i en 35 blanding af en forsøgspolymer, hydraulisk cement og vand blev sammenlignet med hastigheden af varmeudviklingen i en blanding af hydraulisk cement og vand alene. Det har nu vist sig, at en klasse af særlig anvendelige polymerer, der indeholder et be-

DK 154636 B

3 stemt antal carboxylgrupper, ikke udvælges ved hjælp af dette forsøg.

Det har vist sig, at copolymerer indeholdende et meget stort antal carboxylgrupper er utilfredsstillende til anvendelse ved 5 fremstilling af blandinger omhandlet i den overfor nævnte patentansøgning, eftersom de ikke-hærdnede blandinger ikke kan formes ved de lave vandmængder, som benyttes. Det har også vist sig, at copolymerer indeholdende et lavt antal carboxylgrupper er utilfredsstillende, eftersom disse blandinger ofte 10 vanskeligt kan formes, og de resulterer ikke i produkter med høj bøjningsstyrke. Det har nu overraskende vist sig, at copolymerer med et udvalgt indhold af carboxylgrupper resulterer i blandinger, som kan formes, og som ved hærdning får høj styr- 15 ke·

Ifølge opfindelsen angives således en homogen, ikke-hærdnet cementhold i g blanding indeholdende: (a) en hydraulisk cement, 20 (b) vand (c) en vanddispergerbar polymer, og eventuelt (d) fibre, i hvilken 0 c (i) forholdet mellem vand og hydraulisk cement ligger i intervallet 10-28 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, {i i) forholdet mellem den vanddispergerbare polymer og hy-30 draulisk cement ligger i intervallet 0,1-10,0 vægtdele vanddispergerbar polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement, og (i i i) den vanddispergerbare polymer er udvalgt under hensyn til den hydrauliske cement og til de valgte forhold

v O

mellem vand og hydraulisk cement med henblik på dens egnethed til at lette homogenisering og til ved homogenisering at resultere i et produkt, der kan formes under tryk, og som bevarer sin form,

DK 154636 B

samt hvori bestanddelene (a), (b) og (c) og eventuelt (d) sammen er blevet underkastet en homogeniseringsproces, f.eks. ved ekstrudering og/eller kalandrering, så at blandingen efter hærdning og tørring får en bøjningsstyrke, der er højere end 15 MN/m2.

*

Blandingen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l's ken-5 detegnede del angivne.

Forholdet mellem polymer og hydraulisk cement ligger fortrinsvis i intervallet 0,1-3,0 vægtdele polymer pr. 100 vægtdele cement.

10

De hærdnede blandings bøjningsstyrke er fortrinsvis højere end 20 MN/m2 og er mest foretrukket højere end 30 MN/m2.

Med udtrykket "vanddispergerbar polymer", som.heri benyttet, 15 menes en polymer, der kan dispergeres i vand, om ønsket i nærværelse af en base og/eller om ønsket i nærværelse af et overfladeaktivt middel, til eksempelvis fremstilling af en stabil, fin dispersion af polymerpartikler, f. eks. en latex eller en emulsion, en micellalignende opløsning eller en an-20 den form for opløsning eller tilsyneladende opløsning af polymeren.

Den carboxylgruppeholdige vanddispergerbare polymer dispergeres fortrinsvis i vand, før den sættes til den hydrauliske 25 cement. I et sådant tilfælde kan dispergeringen af polymeren foretages eller kan lettes ved hjælp af tilstedeværelsen af en base og/eller et overfladeaktivt middel. Polymerdispersionen kan fremstilles ud fra en i det væsentlige ren polymer, som én udgangsbestanddel. Alternativt kan polymerdispersionen 30 omfatte den dispersion, som er opnået ved en polymerisation i et vandigt medium af passende monomere, indbefattet f. eks. en carboxylgruppeholdig monomer, i nærværelse af et passende overfladeaktivt middel. Alternativt kan polymerdispersionen fremstilles ved tilsætning af vand til et hovedsagelig tør-35 ret produkt opnået fra en sådan polymerisationsproces. Egnede polymere, som går i handelen som vandige dispersioner,

DK 154636 B

5 indbefatter "Viscalex" HV30 (Allied Colloids Limited). Egnede polymere, som fås som hovedsagelig tørrede polymerisationsprodukter, indbefatter "Rohagit"®S. (Rohm GmbH).

5 Polymeren kan også dispergeres i vand, efter at den er bragt i kontakt med den hydrauliske cement, og dette kan lettes eller foretages i nærværelse af en base og/eller et overfladeaktivt middel. Alkaliske materialer hidrørende fra vands indvirkning på den hydrauliske cement, f. eks. natrium-, kalium-10 eller calciumhydroxid, kan også medvirke til eller foretage dispergeringen af polymeren.

En foretrukken egenskab hos den vanddispergerbare polymer, som anvendes i blandingen ifølge opfindelsen, består i, at polyme-15 ren ved dispergering eller solubi1isering i vand har en så betydelig virkning på vands rheologi, eller nærmere betegnet på den vandholdige cementpastas rheologi, at dispersionen eller opløsningen kan lette homogeniseringen og formningen af den ikke-hærdnede cementholdige blanding, og at produktet får en 20 tilfredsstillende formbevaringsevne. Den vanddispergerbare polymer skal fortrinsvis have en betydelig virkning på vandsviskositet ved en pH-værdi nær ved neutralitet. Viskositeten af dispersionen eller opløsningen i vand forøges fortrinsvis betydeligt i nærværelse af alkalier, f.eks. i nærværelse af 25 ammoniumhydroxid eller alkalimethalydroxider.

Når en i øvrigt egnet polymer ikke i et ønsket omfang har de nødvendige egenskaber eller egenskaben til at lette homogenisering og/eller til at lette formgivning af den ikke-hærdnede 30 bl ånding og/eller til at lette det formgivne produkts formbevaring, kan der i den ikke-hærdnede, cementholdige blanding anvendes en yderligere hjælpebestanddel, som har en eller flere af disse egenskaber. Sådanne egnede bestanddele indbefatter eksempelvis hydroxyalkylethere af celluloser, polyethylenoxi-35 der eller polyvinylpyrrolidon.

DK 154636 B

6

Egnetheden af en hvilken som helst polymer til at lette homogenisering og/eller formgivning og/eller forbevaring af en ikke-hærdnet cementholdigt blanding kan bestemmes ved hjælp af følgende forsøgsmetode: 5

En mængde på 100 g af en blanding omfattende cement, vand og polymer blandet i valgte forhold i en planetblander formes omtrentlig til en tyk skive og placeres i midten af en 9,6 mm tyk "Perspex"£plade. En lignende "Perspex"®plade med kendt vægt placeres oven på cementpastaen, og 9,6 mm afstandsstykket placeres mellem pladerne, der derefter trykkes sammen. Det af blandingen dækkede areal måles. Hvis arealet ikke er 60 cm2 ± 5%, gentages forsøget med pastamassen justeret på passende måde .

Afstandstykkerne fjernes, og en kendt belastning udøves på toppen af pladen (oven over midten af materialeskriven) med henblik på sammenpresning af pladerne. Efter af blandingens udbredelse er ophørt, måles dens areal, og en yderligere belastning udøves på den øvre overflade. Denne proces gentages, o π indtil det af cementpastaen dækkede areal er ca. 3 gange så stort som udgangsarealet.

Blandingens flydespænd ing beregnes for hver vægt i kg/cm2 ud fra det dækkede areal og den udøvede belastning. Den alminde-25 lige logaritme til flydespændingen aftegnes derefter mod arealet i cm2, som dækkes af prøven. Det har vist sig, at et passende materiale skal have en begyndelsesf lydespænding på mindst 0,05 kg/cm2 og fortrinsvis 0,1 kg/cm2. Når aftegningen af logaritmen til flydespændingen mod arealet er lineær, skal 30 hældningen være mindst 0,00176 kg/cm2, og når aftegningen ikke er lineær, skal den være konkav med x-aksen. Hvis hældningen er større end 0,1 kg/cm2, eller hvis optegningen er opefter konkav, vil det ved eksempelvis en ekstrusionsproces vise sig, at materialet vil blive vanskeligere at ekstrudere med stigen-35 de udøvet tryk.

Den vanddispergerbare carboxyl gruppehol dige polymer har ifølge opfindelsen et samlet carboxylgruppeindhold, der er ækvivalent

DK 154636 B

7 med mindst 100 og mest foretrukket mindst 200 mg KOH/g polymer. Polymerens maksimale carboxyl indhold er ækvivalent med 700 mg KOH/g polymer, fortrinsvis ækvivalent med 500 mg KOH/g. pKa-værdien for en syre HA er afledt af pKa = -log10 Ka, hvor Ka = 5 [H+] [A+]/[HaJ.

Særlig egnede vanddispergerbare polymerer som heri defineret er additionspolymerer, og sådanne polymerer er sædvanligvis copolymerer. Carboxylgruppeholdige kondensationspolymerer el-2q ler andre carboxylholdige polymerer kan også anvendes.

Egnede additionscopolymerer indbefatter copolymerer af methyl- methacrylat med methacry1 syre, acrylsyre, crotonsyre, itaconsy- re eller lignende umættede carboxylsyrer, copolymere af methyl= methacrylat med ethylacrylat, 2-ethyl-hexylacrylat, butylacry= 15 lat eller lignende estere af acrylsyre sammen med syrer af o-vennævnte type, copolymere af vinylacetat med estere af acrylsyre, methacrylsyre, crotonsyre eller lignende umættede syrer, som derpå modificeres til dannelse af carboxylgrupper, copo= lymere af vinylacetat med acrylsyre, methacrylsyre, croton= 20 syre og lignende umættede syrer eller salte af disse syrer, copolymere af vinylpyrrolidon med acrylsyre, methacrylsyre, crotonsyre eller lignende umættede syrer, og de kan også som monomere indbefatte estere af disse syrer, copolymere af an= hydrider af umættede syrer, såsom maleinsyre, med passende 25 umættede monomere, såsom styren, di-isobutylen og methylvi= nylether, delvis hydrolyserede polymere og copolymere af a= crylamid, methacrylamid og acrylonitril, podede copolymere af polyethylenoxid med copolymere af acrylsyre, methacryl= syre, etc., samt methylacrylat og methylmethacrylat.

30

Additionspolymeren omfatter fortrinsvis dele af acryl- eller methacrylsyre. Særlig egnede polymerer er sådanne, som i den frie syreform kan eksistere som en stabil, fin dispersion af polymerpartikler i vand.

I en udførelsesform for opfindelsen er den vanddispergerbare polymers molekylvægt højere end 100.000 (viskositetsgennemsnit).

35

DK 154636 B

8

Alle de ovennævnte polymerer kan om ønsket indbefatte tværbindende, difunktionelle monomere, såsom divinylbenzen, og blandinger af polymererne kan benyttes.

5 Passende i handelen gående polymerer er: "Rohagit® S", der antaget at være en additionscopolymer baseret på acrylsyre (indeholdende ca. 60 vægt% acrylsyre) med en pKa~værdi på 6,4 og et carboxylindhold, der er ækvivalent med 397 mg KOH/g polymer, "Viscalex" HV30 (Allied Colloids Limited), 10 som antages at være en additionscopolymer baseret på methyl= methacrylat/ethylacrylat/acrylsyre, med en pKa-værdi på 6,6 og et carboxylindhold, der er ækvivalent med 247 mg KOH/g polymer, og "Primal"® ASE-60 (Rohm & Haas), der er en tværbundet acrylcopolymer med en pKa-værdi på 6,6 og et carboxylind-15 hold, som er ækvivalent med 238 mg KOH/g polymer.

Med udtrykket "hydraulisk cement" menes de cementer, som omfatter en eller flere forbindelser, der er en kombination af et eller flere af grundstofferne calcium, aluminium, silici= 20 um, oxygen og/eller svovl, og som hærder og hærdner ved omsætning af disse forbindelser med vand. Denne definition vil indbefatte sådanne cementer, som almindeligvis klassificeres som Portland-cementer, f. eks. almindelig Portland-cement, hur-tighærdende og ekstra hurtighærdende Portland-cementer, sul-25 fatbestandig Portland-cement og andre modificerede Portland-cementer, de cementer, der almindeligvis kendes som aluminat-cementer, cementer med højt aluminiumoxidindhold, eller kal= ciumaluminatcementer, gips, pozzolancementer samt varianter af de ovennævnte cementer indeholdende små mængder accelera-30 torer, forsinkelsesmidler, luftindblandende midler, etc. Blandinger af disse cementer kan anvendes.

Når de ikke-hærdnede cementholdige materialer ifølge opfindelsen som ovenfor beskrevet hærdnes og tørres, får produkterne 35

DK 154636 B

9 en høj bøjningsstyrke. Bøjningsstyrken er ofte talmæssigt højere, end når de i beskrivelsen til den tidligere nævnte ansøgning beskrevne polymerer anvendes, f.eks. hydroxypropy 1 me-thylcellulose. Polymererne til anvendelse i blandingen ifølge 5 den foreliggende opfindelse kan endvidere være bil Tiggere end sådanne polymerer som celluloseetherene.

Ifølge yderligere aspekter ved den foreliggende opfindelse angives således hærdnede og om ønsket formgivne cemenhhol-dige genstande opnået ved hjælp af hærdning og om ønsket formgivning af de ovenfor beskrevne ikke-hærdnede homogene cement-holdige blandinger. De hærdnede produkter har forbedrede egenskaber .

Hærdningsbetingelserne vælges til maksimering af produktets 15 bøjningsstyrke, og passende betingelser er beskrevet i de efterfølgende eksempler

Blandingerne og genstandene ifølge opfindelsen kan omfatte fibre, f.eks. nylon, polypropylen eller glasfibre. Fortrinsvis 20 indeholder blandingerne og genstandene ikke mere end 1¾ mineralfibre, og fortrinsvis er de uden indhold af asbestfibre på grund af den sundhedsfare., som disse fibre frembyder. Der er en fordel ved opfindelsen, at asbestfrie genstande med høj bøjningsstyrke kan fremstilles, der kan erstatte lignende gen-25 stande, hvori asbest er blevet benyttet konventionelt.

Blandingerne og genstandene ifølge opfindelsen kan indeholde fibre i en mængde, som er mindre end, lig med eller højere end fiberens kritiske volumenfraktion.

30

Blandingerne og genstandene ifølge opfindelsen kan indeholde tilslagsmaterialer og andre bestanddele, som konventionelt anvendes i cementholdige blandinger, f.eks. polymerlatexer og pigmenter.

O c

Med hensyn til homogenisering og formgivning af bestanddelene (a), (b) og (c) og eventuelt (d) ved hjælp af en fremgangsmåde, der omfatter ekstrusion, er foretrukne ekstrusi onstryk 35,2-528 kg/cm2, mere foretrukket 141-352 kg/cm2 (stempel) og •5 C 9.1(1« 1,/1//.1.2 /cnan 11

DK 154636 B

10

Opfindelsen belyses nærmere i de følgende eksempler, hvori dele og procenter er henholdsvis vægtdele og vægt%'er, med mindre andet er angivet.

5 Eksempel 1.

Dette eksempel viser bøjningsstyrkeforbedringen, når hydroxy-propylmethylcellulose, som er en typisk vanddispergerbare polymer, der er eksemplificeret i beskrivelsen til den tidligere 10 nævnte patentansøgning, erstattes med en tværbundet acryl-ad-ditionspolymer indeholdende carboxylgrupper.

(a) Følgende bestanddele blev afvejet og sammenblandet i en Werner-Pfleiderer "pug"-blander.

15 Vægtdele

Hurtighærdende Portland-cement 100

Cement med højt aluminiumoxidindhold (Ciment fondu) 5

Vand ~\ 19,32 20

En tværbundet acryl-additions= tilsat copolymer med et carboxylgruppe- sammen indhold, der er ækvivalent med V som en 1 68 238 mg KOH/g, og med pKa-værdieitøv 8 vægt% ' 6,6 (går i handelen som "Primal" disper- ASE-60) J sion 25 Nylonfiber (20 denier/10 mm længde) 0,5

Blandingen blev fortsat i 20 minutter, på hvilket tidspunkt blandingen havde en skorpet tekstur. Materialet blev derpå anbragt i cylinderen til en stempelekstruder, luft blev evakueret under et vakuum på 740-760 mm kviksølv i 3 minutter. Det 30 blev derpå ekstruderet gennem en rørformet matrice med en diameter på 14 mm ved et tryk på 24,7 MPa. Prøver af det ekstruderede materiale blev placeret i lukkede polyethylensække og efterladt i 24 timer til hærdning. De blev derpå anbragt i et vandtågekammer i 7 dage og blev til slut tørret i 14 dage i en 33 atmosfære med 50-55¾ relativ fugtighed ved en temperatur på 20°C. De hærdnede prøver blev derpå afprøvet ve,d et 3-punkts bøjeforsøg, og bøjningsstyrken blev beregnet under anvendelse af Euler-Bernouli's bøjningsteori. Middelbøjningsstyrken for prøverne viste sig at være 35,7 MN/m3.

DK 154636 B

11 (b) Hærdnede prøver fremstillet på en måde svarende til den under (a) ovenfor beskrevne, men ved anvendelse af eh ii handelen gående hydroxypropylmethylcellulose ("Celacol" HEM-15000 DS) i stedet for den tværbundne acrylcopolymer,, viste 5 sig at have en gennemsnitlig bøjningsstyrke på 32,6 MN>tøn2.

Eksempel 2.

Følgende bestanddele blev afvejet, blandet og extruderet som 10 beskrevet i eksempel 1 (aj: Vægtdele

Hurtighærdende Portland-cement 100

Cement med højt aluminium= oxidindhold (Ciment fondu.) 5 15 -v.

Vand Λ 19,32

En i handelen gående additions= tilsat copolymer, der antages at være sammen methylmethacrylat/ethylacrylat/ y som en acrylsyre, med et carboxyllnd- Γ 8 vægt% 1,68 hold, der er ækvivalent med 247 disper-

20 mg KOH/g polymer, og med en pK&- j sion værdi på 6,6 ("Viscalex" HV 30) J

Nylonfiber (20 denier/10 mm længde) 0,5

Efter hærdning og tørring som beskrevet i eksempel 1 (a), og efter afprøvning ved 3-punkts bøjeforsøget, viste gennemsnits-2 5 bøjningsstyrken for flere prøver, der var fremstillet ud fra ovennævnte bestanddele, sig at være 40,5 MN/m2.

Eksempel 3.

30 I dette eksempel blév en additionspolymer i syreformen .som en opslæmning sat til den hydrauliske cement.

Følgende bestanddele blev afvejet, blandet, extruderet, hærd-35 net og tørret som i eksempel 1 (a).

DK 154636 B

12 Vægtdele

Hurtighærdende Portland-cement 100

Cement med højt aluminium= oxidindhold (Ciment fondu) 5 5 Acrylcopolymer baseret på ca. "\ tilsat 60 vægt% acrylsyre med et car= I sammen boxylindhold, der er ækvivalent som en o 84 med 397 mg KOH/g polymer, og >. 4% op- ' med en pKa-værdi på 6^¾ (går i slæm- 10 handelen som "Rohagit’^tJ (MV).) ning

Vand 'J 20,26

Nylonfiber (20 denier/10 mm længde) 0,5

Den gennemsnitlige bøjningsstyrke for flere hærdnede og tørrede prøver fremstillet som ovenfor beskrevet var 34,1 MN/m2.

Eksempel 4 (Sammenliqninqseksempel) I dette eksempel illustreres anvendelsen ved en extrusionspro-ces af en carboxylgruppeholdig polymer med et carboxylindhold, der er ækvivalent med mindre end 50 mg KOH/g polymer, dvs. ikke ifølge opfindelsen. Produktets bøjningsstyrke var meget 20 lavere end tilfældet var, når polymerens coaboxylindhold vær ækvivalent med et tal højere end 50 mg KOH/g.

Følgende bestanddele blev blandet som i eksempel 1 (a): Vægtdele

Hurtighærdende Portland-cement 100 25 Cement med højt aluminium= oxidindhold (Ciment fondu) 5

En i handelen gående vinylace= ] tilsat sam-tat/crotonsyrecopolymer med et | men som en carboxylindhold, der er ækviva- V 8% disper- 1,56 30 lent med 36 mg KOH/g polymer j sion (Vinamul" 6000)

Vand J 17,94

Nylonfiber (20 denier/10 mm længde) 0,5

Blandingen blev fyldt på stempelekstruderen og ekstruderet ved 35 et tryk på 8,6 MPa. Ekstrudatet havde lav grønstyrke. Efter hærdning og tørring som i eksempel 1 (a) opnåedes en bøjnings-

DK 154636 B

13

Eksempel 5. ' Følgende bestanddele blev afvejet og blandet som beskrevet i eksempel 1 (a): 5 Vægtdele

Hurtighærdende Portland—cement 100

Cement med højt aluminiums oxidindhold .5 10 Vand Λ 19,32

Ikke-tværbundet carboxyl= tilsat saim- gruppeholdig acrylpolymer men som en .

med et c ar boxy lindhold, der f 8 vægt% dis- "Lfb° er ækvivalent med 483 mg persion KOH/g polymer, og en pKa- /¾ værdi større end 6. ("Primal"^ ASE-95, fås fra Rohm & Haas) y

Afskårne nylonfibre (20 denier/10 mm længde) 0,5

Blandingen blev fyldt på cylinderen til en stempelextruder, evakueret i 3 minutter og derpå extruderet ved et tryk på 20 34,5 MPa.

Efter hærdning og tørring som i eksempel 1 (a) blev flere prøver afprøvet ved et 3-punkts bøjeforsøg og viste en gennemsnitlig bøjningsstyrke på 40 MN/m2. Et lignende resultat blev 25 opnået, når cement med højt aluminiumoxidindhold blev erstattet med samme vægtmængde hurtighærdende Portland-cement.

Eksempel 6.

30 I dette eksempel blev en vandig dispersion af carboxylgruppe-holdig polymer neutraliseret med ammoniak før tilsætning til cementen.

1000 dele af en i handelen gående emulsion af en carboxy1= gruppeholdig acrylpolymer med et carboxylindhold, der :er æ-kvivalent med 219 mg KOH/g polymer, og med en pKa-Værdi stør- 35 14

DK 154636 B

re end 6 ("Primal"® ASE-75), blev fortyndet med vand til opnåelse af en opløsning med 8¾ faststof indhold. Den blev derefter fuldstændig neutraliseret med 75 dele koncentreret ammoniakopløsning ("880 ammoniak" ved 35¾ vægt/vægt NH3).

5 Følgende bestanddele blev derpå afvejet: Vægtdele

Hurtighærdende Portland-cement 100

Cement med højt aluminiumoxid= indhold (Ciment fondu) 5

Fortyndet "Primal"^%SE-75, neutraliseret med ammoniak 21

Polypropylenfiber (3 denier/10 mm længde) 0,5 15

Bestanddelene blev blandet grundigt i en Werner-Pfleiderer "pug"-blander og derpå fyldt på cylinderen til en stempel-extruder. Luft blev evakueret under et vakuum på 740-760 mm kviksølv i 3 minutter. Materialet blev derpå extruderet gen-*-u nem en rørformet matrice med 14 mm i diameter ved et tryk på 14,7 MPa. Det ekstruderede materiale fik lov til at hærde i 24 timer indelukket i polyethylensække, og det blev derefter placeret i et tågekammer i 7 dage og derpå tørret ved 50¾ relativ fugtighed samt 20°C i 14 dage. Prøver blev derpå afprøvet ved 25 et 3-punkts bøjeforsøg, og bøjningsstyrken blev beregnet under anvendelse af Euler-Bernouli's bøjningsteori.

Prøvernes gennemsnitlige bøjningsstyrke viste sig at være 35,5 MN/m2.

30

Eksempel 7.

Det følgende eksempel illustrerer anvendelsen af en vandopløselig, carboxylholdig polymer, som er dispergeret i nær-35 værelse af natriumhydroxid.

t 15

DK .154636 B

En mængde varidopløselig f tværbundet acrylpolymer,, der ii handelen går som "Primal OkSE-95, og som indeholder carboxylLgrup-per og har et samlet cariboxylindhold, der er ækvivalent med 480 mg KOH/g polymer, blev fuldstæridig neutraliseret med 5 natriumhydroxidopløsning,, og koncentrationen blev indstillet til 8% polymer-faste stoffer. Følgende bestanddele blev derefter afvejet i de viste mængder: Vægtdele 10 Hurtighærdende Portland-eement 10J0

Cement med højt aluminiumoxid- indhold (Ciment fondu) 5

Fortyndet, neutraliseret "Primal"© ASE-95 (ækvivalent med 1,60 vægtdele polymer og 18,4 vægtdele vand) 20 15 Polypropylenfiber (3 denier/10 mm længde) 0,5

Disse komponenter blev blandet i 20 minutter i en Werner-Pfleiderer "pug"-blander til opnåelse af en blød dej. Dette 20 materiale blev derpå fyldt på cylinderen til en stempelex-truder. Luft blev evakueret i 3 minutter under et vakuum på 740-760 mm kviksølv. Materialet blev derefter extriideret gennem en rørformet matrice med 14 mm diameter ved et tryk på 23-25 MPa. Det extruderede materiale fik lov til at hærde 25 i lukkede plastsække i 24 timer og blev derpå hærdnet ;1 et tågekammer ved 20°C i 7 dage. Prøver af det extruderede materiale blev til slut tørret i 14 dage i en atmosfære rnied 50% relativ fugtighed ved 20°C. Prøver blev derpå afprøvet ved et 3-punkts bøjeforsøg. Den gennemsnitlige bøjninggsstyrke 30 viste sig at være 37,8 MfJ//m2.

Et lignende resultat blev opnået, når blandingen af Portland-eement og cement med højt aluminiumoxidindhold blev erstattet helt med Portland-eement.

35

Claims (7)

1. Homogen, ikke-hærdnet cementholdig blanding indeholdende: 5 (a) en hydraulisk cement, (b) vand (c) en vanddispergerbar polymer, og eventuelt (d) fibre, 10. hvilken (i) forholdet mellem vand og hydraulisk cement ligger i intervallet 10-28 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, (ii) forholdet mellem den vanddispergerbare polymer og hydraulisk cement ligger i intervallet 0,1-10,0 vægtdele vanddispergerbar polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement, og 20 (iii) den vanddispergerbare polymer er udvalgt under hensyn til den hydrauliske cement og til de valgte forhold mellem vand og hydraulisk cement med henblik på dens egnethed til at lette homogenisering og til ved homogenisering at resultere i et produkt, der kan formes un-25 der tryk, og som bevarer sin form, og hvori bestanddelene (a), (b) og (c) og eventuelt (d) sammen er blevet underkastet en homogeniseringsproces, f.eks. ved ek-strudering og/eller kalandrering, så at blandingen efter hærd-3Q ning får en bøjningsstyrke, der er højere end 15 MN/m2, kendetegnet ved, at den vanddispergerbare polymer er valgt blandt polymerer, som indeholder carboxylsyregrupper, og som har et totalt carboxyl indhold svarende til mindst 100 og højst 700 mg KOH pr. g polymer og har en pKa-værdi i inter-35 vallet 3-10. DK 154636 B

2. Homogen blanding ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indeholder 0,l-3„0 vægtdele af polymeren pr.- 'JflOO vægtdele hydraulisk cement.

3. Homogen blanding ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-5 net ved, at polymeren er en additionspolymer.

4. Homogen blanding ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at polymeren omfatter acrylsyre- eller me-thacryl syregrupper. 10

5. Homogen blanding ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at polymerens molekylvægt er højere end 100.000.

6. Homogen blanding ifølge ethvert af kravene 1-5, kende tegnet ved, at den omfatter ikke-asbestfibre, fortrinsvis nylon- eller polypropylenfibre.

7. Formet genstand, kendetegnet ved, at den består af en hærdnet og tørret blanding ifølge ethvert af kravene 20 1-6. 25 1 35