DK159819B

DK159819B - Haerdet cementholdig materiale samt homogen, uhaerdet blanding til fremstilling af det haerdede materiale

Info

Publication number: DK159819B
Application number: DK488076A
Authority: DK
Inventors: Stephen Barry Downing; Desmond Wilfred John Osmond; Maurice Wainright Skinner; Edmund James West; David George Dawson
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1990-12-10
Also published as: LU76091A1; AU506007B2; US4070199A; NO146132C; IE45045L; NZ182443A; NO146132B; NO763657L; DK159819C; DK488076A; CH603506A5; IT1068427B; FR2329610B1; JPS5253927A; NL7611947A; DE2649120C2; AT378171B; ZA766356B; NL187848C; NL187848B

Description

i

DK 159819E

Opfindelsen angår et hærdet cementhold igt materiale samt en homogen uhærdet blanding til fremstilling af det hærdede materiale.

5 Hydraulisk cement anvendes sædvanligvis til fremstilling af cementholdige produkter, f.eks. beton, som har en forholdsvis høj og ensartet trykstyrke, typisk af størrelsesordenen 70-100 MN/m2. Disse produkter har imidlertid en forholdsvis lav og upålidelig trækstyrke og bøjningsstyrke, idet sidstnævne 10 typisk er ca. 5 MN/m2. Disse styrkeegenskaber har hidtil ude lukket anvendelsen af cementholdige materialer i tilfælde, hvor der kan opstå signifikante bøjningsmomenter, bortset fra, hvor materialerne i ndvend i gt er blevet armeret med materialer af højere styrke. Hidtil har hovedanvendelserne af cementhol- 15 dige materiale således været de, hvor der er blevet anvendt materialer med høj trykstyrke, og hvor en forbedring af trykstyrken ikke har givet nogen tilsvarende gunstig forbedring af trækstyrken eller bøjningsstyrken.

20 Det er kendt, at adskillige faktorer er bestemmende for ce mentholdige materialers endelige trykstyrkeværdi. Disse faktorer omfatter massefylde og komprimeringsgrad, forholdet mellem vand og cement og temperatur- og fugtighedsbetingelser under hærdning af den hydrauliske cements kemiske bestanddele. Mas-25 sefylden og kompressionsgraden afhænger imidlertid i høj grad af den ved fremstillingen af det uhærdede cementholdige materiale anvendte vandmængde. Sædvanligvis anvendes en større vandmængde end den, som er nødvendig til at danne det fuldstændigt hydratiserede materiale, simpelthen for at gøre det 30 lettere at håndtere materialet, men når materialet bringes til at hærde, skal dette vandoverskud fordampes. Fordampningen af dette vand efterlader uundgåelige i det hærdede materiale hulrum, som kan fungere som svage punkter, når materialet belastes. Fænomenerne bøjnings- og trykbrud er blevet studeret 35 indgående af mange fagfolk, og det antages nu, at hulrum og unøjagtigheder af den netop beskrevne type bevirker, at spændingerne i materialet koncentreres lokalt efter en molekulær 2

DK 159819 B

målestok i en sådan størrelsesorden, at materialets trækbrudstyrke overskrides, og der optræder brud. Det er kendt, at ce-mentholdige materialers . trykstyrke kan forbedres signifikant ved at reducere vandmængden, som anvendes ved fremstillingen 5 af disse materialer. Anvendelsen af små mængder vand kræver imidlertid uundgåeligt anvendelsen af ukonventionelle, vanskelige eller uhensigtsmæssige midler til bearbejdning eller formning af materialet, f.eks. anvendelsen af meget høje komprimeringstryk til presning enten af vand-cementblandingen 10 eller det tørre cementpulver før hydratation, og sådanne fremgangsmåder kan ikke gennemføres i stor målestok.

Det er også kendt at anvende visse organiske stoffer, som modificerer det cementholdige materiales rheologi for at gøre 15 det lettere at håndtere og/eller for at tillade anvendelsen af mindre vandmængder, uden at man går glip af denne fordel. Én gruppe af sådanne stoffer, sædvanligvis benævnt "disperge-ringsmidler" men også kendt som "pi ast ificeringsmid 1 er " , "su-perplastificeringsmidler" eller "vandreduktionshjælpemidler”, 20 er den, der omfatter sådanne midler som sulfonerede syntetiske harpikser og sulfonerede naturlige polymere fra træpulp-bearbejdning. Disse midler ændrer materialets rheologi ved at forbedre disepergeringen af de hydrauliske cementpartikler i vandet og således tillade, at den anvendte vandmængde reduce-25 res. Men der er en begrænset mængde af sådanne dispergeringsmidler, der kan anvendes, og overskridelse heraf giver ikke yderligere fordele med hensyn til forbedret bearbejdelighed. I nogle tilfælde kan modsatte virkninger på brudstyrken ses ved højere koncentrationer af disse midler. En anden "disperge-30 ringsmiddel"-gruppe er gruppen af i vand dispergerbare polymere, hvis opløsninger i vand har viskositeter, som langt overstiger vand viskositet. Disse stoffer er tidligere blevet anvendt til at modificere visse fiberholdige cementholdige materialers rheologi, da tilsætningen af fibre i mængder, som 35 er egnet til armering og forstærkning, i almindelighed påvirker cementholdige materialers rheologi i uheldig retning. Formålet har i almindelighed været at ændre materialernes rheo-

DK 159819E

3 logi for at gøre dem mere egnede til bearbejdning ved hjælp af en særlig metode, f.eks. ved ekstrusion eller presning. Anvendelsen af fibre i mængder, som er egnet til forstærkning eller armering, har imidlertid sædvanligvis nødvendiggjort anvendel-5 sen af sådanne vandmængder, at brudstyrken af det hærdede materiales "matrix", dvs. grænsen for dirkete proportionalitet af arbejdskurven med hensyn til "matrixen", i hvilken fibrene er blevet indlejret, uundgåeligt har være lav. Ikke desto mindre kunne bøjni ngsstyrken for hele det fiberforstærkede ma-10 teriale have været høj.

Fra fransk patentskrift nr. 2.278.644 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af en hydraulisk cementopslæmning, beton eller mørtel, hvilken fremgangsmåde omfatter sammenblanding af 15 cement, tilslag (i tilfældet med beton eller mørtel), til strækkeligt vand til at opnå hydraulisk hærdning og et flyden-degørende middel omfattende en vandig emulsion af en epoxyharpiks, et hærdningsmiddel for nævnte harpiks og en vandig opløsning af en melamin-forma 1dehydharpiks . Det angives, at 20 fremgangsmåden er velegnet til fremstilling af beton, mørtel og cementopslæmninger til bygning af dæmninger eller til fremstilling af vej- eller fortovsbelægninger. Det fremgår ikke af det franske patentskrift, hvorledes bøjningstyrken bestemmes, men det angives, at bøjningsstyrken afhænger af, at der i ce-25 mentmaterialet anvendes en stor mængde styren-butadien-gummi-1atex.

I norsk fremlæggelsesskrift nr. 115.837 beskrives en fremgangsmåde til fremstilling af produkter af asbestcement. As-30 best indholdet er temmeligt højt, såsom 8 vægt%.

Det har nu vist sig, at der kan fremstilles visse hærdede cementhol dige materialer ud fra bestanddele, som omfatter i alt væsentligt hydraulisk cement, vand og valgte "dispergerings-35 midler" (i det følgende benævnt vanddispergerbar polymer), som har en overraskende høj bøjningsstyrke. Disse materialers bøjningsstyrke falder sammen med proportional itetsgrænsen af sådanne materialers arbejdskurve.

DK 159819B

4

Det har også vist sig, at visse fibertyper og -mængder også kan indgå i disse cementholdige materialer med høj bøjningsstyrke. Disse fibre indgår fortrinsvis i en sådan mængde, at de ikke signifikant forøger bøjningsstyrken, men at de dog 5 forøger sådanne styrkeegenskaber som slagstyrken. Der kan ikke destor mindre i materialerne ifølge opfindelsen indgå en sådan mængde fibre med høj trækstyrke, f.eks. glasfibre, at bøjningsstyrken forøges. Uorganiske mineralfibre, især asbestfibre, bør ikke indgå i en større mængde end 1 vægt% af fibrene 10 baseret på den samlede vægt af udgangsbestanddelene, og opfindelsen er begrænset til et maksimum på 1% af sådanne uorganiske mineralfibre, hvis de overhovedet indgår. De uorganiske mineralfibre indgår fortrinsvis overhovedet ikke når henses til sundhedsfaren.

15

Ifølge opfindelsen tilvejebringes et hærdet cementholdigt materiale med et maksimalt indhold af uorganisk mineralfibre på 1 vægt%, beregnet på den blanding, hvoraf materialet er dannet, idet materialet har en bøjningsstyrke på mindst 20 NM/m2, 20 fortrinsvis over 30 MN/m2, idet materialet er fremstillet ved formning og hærdning af a) hydraulisk cement, b) vand, 25 c) en vanddispergerbar polymer, d) og eventuelt fibre, hvilket materiale er ejendommeligt ved, at 30 (i) forholdet mellem vand og hydraulisk cement er 15-28 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, (ii) forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement er 0,1-3,0 vægtdele vanddispergerbar poly-35 mer til 100 vægtdele hydraulisk cement, og (i i i) den vanddispergerbare polymer, under hensyntagen til den hydrauliske cement og til det valgte forhold mellem

DK 159819 B

5 polymer og vand, er valgt for dets velegnethed til at lette homogeniseringen og til ved homogenisering at give et uhærdet materiale, der kan formes under tryk og som er formbestandigt, 5 og at blandingen af komponenterne a), b), c) og d) er blevet underkastet en homogeniseringsproces, som omfatter blanding under kraftig forskydning og eventuelt afluftning.

10 Materialet ifølge den foreliggende opfindelse udmærker sig ved, at det har en høj bøjningsstyrke, uden at man behøver at anvende en forstærkning i form af f.eks. en gummilatex, såsom styren-butadien-gummi1atex eller fibre, såsom asbestfibre, i væsentlig mængde.

15

Ved en særlig fordelagtig udførelsesform for det hærdede cementhold i ge materiale ifølge opfindelsen er den vanddisper-gerbare polymer desuden valgt under hensyntagen til den hydrauliske cement ved hjælp af et heri beskrevet forsøg, der 20 viser en signifikant forlængelse af den tid, som af en blanding af vanddispergerbar polymer, hydraulisk cement og vand i definerede vægtforhold kræver for at nå en maksimal varmeudviklingshastighed i sammenligning med den tid, som er nødvendig for, at en blanding af den vanddispergerbare polymer, hy-25 draulisk cement og vand i definerede vægtmængder når en maksimal varmeudviklingshastighed, i sammenligning med den tid, som kræves til at nå en maksimal varmeudviklingshastighed for en blanding af hydraulisk cement og vand alene i de samme vægtforhold. En sådan valgt polymer vil give et hærdet og tørret 30 materiale med en bøjningsstyrke på over 20 MN/m2.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes desuden en homogen, uhærdet blanding til fremstilling af det hærdede materiale ifølge opfindelsen, hvilken blanding er ejendommelig ved, at forholdet 35 mellem vand og hydraulisk cement i det uhærdede materiale er 16-25 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, og at forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement 6

DK 159819B

er 0,1-3,0 vægtdele polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement.

Med et materiales bøjningsstyrke mene den maksimale trækpå-5 virkning, der kan tolereres, før der opstår brud i en materialeprøve, som udsættes for bøjning, som beregnet på basis af Euler-Bernoul1 i' s bøjningsteori. I den foreliggende beskrivelses eksempler blev de cementholdige materialers bøjningsstyrke bestemt efter hærdning under betingelser, som tager hensyn 10 til de for maksimering af styrkeegenskaberne kendte faktorer.

En egnet prøve af materialet blev deformeret til brudpunktet i en trepunkt-bøjningstest under anvendelse af et tensometer, f.eks. et Instrontensometer. Ved denne undersøgelser havde 15 prøverne et forhold mellem spændvidde og højde på ikke under 10:1. Den maksimale trækstyrke blev derpå bestemt ud fra den påførte kraft under anvendelse af den ovennævnte teori.

Det er almindelig anerkendt i teknikken, at hærdede cementhol-20 dige materialers endelige styrkeegenskaber i høj grad afhænger af de hærdnings- og tørringsbetingelser, der anvendes. De optimale betingelser i et givet tilfælde vil helt klart afhænge af en række faktorer, f.eks. karakteren af den hydrauliske cement, karakteren af den vanddispergerbare polymer og de ind-25 byrdes forhold af disse bestanddele og vandet.

De må forstås, at de homogene uhærdede blandinger ifølge opfindelsen, der er defineret ovenfor, hærdes og tørres under de betingelser, som fagfolk på dette område ved vil give det hær-30 dede materiale de bedste styrkeegenskaber. Disse betingelser vil almindeligvis sikre, at der er en konstant temperatur og en høj fugtighed, når den hydrauliske cement hydratiseres. Egnede hærdnings- og tørringsbetingelser, som er blevet konstateret i forbindelse med simple blandinger af hydraulisk ce-35 ment, dispergeringsmiddel og vand, er specielt som følger: Hærdning i mindst 3 dage og fortrinsvis mindst 7 dage ved en høj relativ fugtighed f.eks. 100 relativ fugtighed og ved en

DK 159819 B

7 temperatur på mindst 20°C. Tørring i mindst 24 timer ved en temperatur på mindst 50eC.

Med udtrykket "hydraulisk cement" menes de cementer, som om-5 fatter forbindelser af calcium, aluminium, silicium, oxygen og/eller svovl, og som hærder ved reaktion af disse forbindelser med vand. Denne definition vil omfatte de cementer, som almindeligvis klassificeres som port 1 and-cementer, f.eks. almindelig port 1 and-cement, hurtigt hærdende og ekstra hurtigt 10 hærdende por11 and-cementer, sulfatbestandig port 1 and-cement og andre modificerede port 1 andcementer, de cementer, der almindeligt kendes som a 1 uminiumho1dige cementer med højt indhold af aluminiumoxid eller calciumaluminatcementer, og varieteter af de foregående cementer indeholdende små mængder acceleratorer, 15 retardere, luft i blandingsmi dier.

Det har vist sig, at der kan være en fordel ved at anvende en kombination af cementarter, f.eks. hovedsagelig én cement og 0,2-10 vægt% beregnet på den nævnte cement af en co-cement.

20 Hovedcementen og co-cementen kan bestå af enhver af de ovennævnte hydrauliske cementer.

I en homogen, uhærdet blanding ifølge opfindelsen foretrækkes det, at forholdet mellem vand og hydraulisk cement er 16-25 25 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, og at forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement er 0,1-3,0 vægtdele polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement.

De relative mængder af hydraulisk cement, vand og vanddisper-30 gerbar polymer og den specifikt anvendte vanddispergerbare polymer vælges for at lette homogeniseringsprocessen, der er beskrevet nedenfor, og give et uhærdet cementholdigt materiale, som kan formes under tryk, som er formbestandigt, og som ved hærdning og tørring giver et cementholdigt materiale med høj 35 styrke. Under hensyntagen til at vandmængden skal holdes på et minimum for at opnå en høj bøjningsstyrke, bestemmes arten og mængden af den vanddispergerbare polymer, der anvendes, i høj

DK 159819B

8 grad af den rheologi, som ønskes i det uhærdede cementhoId ige materiale.

Mange polymerer, der kan dispergeres i vand, vil forøge vands 5 viskositet. Disse opløsningeres rheologiske forhold er imidlertid udpræget forskellige fra vands ved, at de fleste vil udvise ikke-Newtonsk karakter. Disse egenskaber kan anvendes med fordel ved bearbejdning af materialer, som består af suspensioner, opslæmninger eller dispersioner af faste partikler 10 i et lavviskost flydende medium såsom vand. Anvendelsen af sådanne polymerer medfører den fordel, at disse materialers viskositet ved lave forskydningskræfter forbliver på en så høj værdi, at materialerne ikke er bevægelige, medens materialerne under kraftig forskydning kan bringes til at flyde, med an-15 dre ord, materialerne har pseudoplastiske egenskaber.

Måden, hvorpå forskellige polymere vil påvirke et uhærdet ce-mentholdigt materiales rheologi, kan ikke altid forudsiges ud fra selve polymeropløsningerens rheologi. For at bestemme de 20 polymerer, som ndrer et uhærdet materiales rheologi på egnet måde, kan følgende forsøg gennemføres.

100 g af blandingen af cement, vand og valgt vanddispergerbar polymer formes groft til en tyk skive og anbringes i centrum 25 af en "Perspex"®-plade med en tykkelse på 0,95 cm. En lignende "Perspex"-plade med en kendt vægt anbringes oven på cementpastaen, og afstandsstykker på 0,95 cm anbringes mellem pladerne, som derpå skubbes sammen. Arealet, der er dækket med materialet, måles. Hvis det ikke er SO cm2 + 5%, startes for-30 søget igen, idet pastamassen justeres på passende måde.

Afstandsstykkerne fjernes, og en kendt vægt anbringes på toppladen (over materialeskivens centrum) for at skubbe pladerne sammen. Når materialet er ophørt med at brede sig, måles dets 35 areal, og en yderligere vægt anbringes på den øverste overflade. Denne proces gentages, indtil det med cementpastaen dækkede areal er omtrent tre gange udgangsmaterialet.

DK 159819B

9

Materialets flydespænding for hver vægt beregnets i kg/cm2 ud fra det dækkede areal og den skete belastning. Logaritment af flydespændingen afsættes derpå i forhold til det af prøven dækkede areal i cm2. Det har vist sig, at et egnet materiale 5 skal have en begyndelsesf lydespænding på 0,05 kg/cm2 og fortrinsvis 0,1 kg/cm2. Hvor kurven over logaritmen af flydespændingen i forhold til arealet er lineær, skal hældningen være mindst 0,00176 cm-2, og hvor kurven ikke er lineær, skal den være konkav med x-aksen. Hvis hældningen er større end 0,1 10 cm“2, eller kurven er konkav opad, vil man f.eks. i en ekstru- sionproces se, at materialet vil være vanskeligere at ekstrudere med anvendelse af forøget tryk.

En særlig egnet gruppe vanddispergerbare polymerer er yderli-15 gere defineret ved hjælp af en test, ved hvilken varmeudviklingshastigheden under reaktionen af en defineret blanding af en given cement, vand og den polymere bestemmes under testen.

En signifikant forsinkelse af opnåelsen af den maksimale varmeudviklingshastighed i sammenligning med tiden til opnåelse 20 af maksimal varmeudvikling af en lignende blanding uden den polymere er tegn på en vanddispergerbar polymer, som er særlig egnet i forbindelse med den foreliggende opfindelse. Med en signifikant forsinkelse menes ethvert tidsrum mellem \ time og ca. 20 timer. Polymerer, som forsinker den maksimale varmeud-25 viklingshastighed med mere end ca. 20 timer, er uegnede til vanddispergerbare polymerer i forbindelse med opfindelsen.

Metoden som blev anvendt ved testen, er som følger: 30 Den polymere, der skal undersøges, anvendes til at fremstille en vandig opløsning med en koncentration på 1-10 vægt%. En ringe mængde (10 g) af cementen (eller blanding af cementer) afvejes, og hertil sættes en afvejet mængde af polymeropløsningen, således at vand/cementforholdet er 0,3/1. Disse kom-35 ponenter blandes derpå hurtigt og omhyggeligt til fremstilling af en pasta. Ca. 0,5 g af denne pasta anbringes på en lille aluminiumpande med en polyethenprop og anbringes i et Perkin- 10

DK 159819B

Elmer differential scanning kalorimeter. Temperaturen holdes konstant på 57°C, med mindre man ved, at den polymere undergår en forandring ved denne temperatur, i hvilket tilfælde temperaturen holdes på 30°C. Efterhånden som cementhydratations-5 reaktionerne skrider frem udvikles der varme, og temperaturstigningen pr. tidsenhed registreres på kort. Den tid, som medgår til at opnå den maksimale varmeudviklingshastighed, kan derpå sammenlignes med den tid, som det tager for en cement/ vandblanding uden nærværelse af polymer.

10 Særligt egnede vanddispergerbare polymerer er i forbindelse med denne opfindelse de ikke-ionogene alkyl- eller hydroxyal-kylcelluloseethere og ikke-ionogene polymerer og copolymerer af acylamid og methacry1 amid.

15

For fremstillingen af cementhol dige materialer ifølge opfindelsen med høj styrke er det væsentligt, at de uhærdede blandinger, hvoraf de dannes ved hærdning under passende betingelser, er homogene. Med udtrykket "homogen" menes, at blandin-20 gens bestanddele, specielt bestanddelen hydrualisk cement, vanddispergerbar polymer og vand, men også eventuelt andre indgående bestanddele, som diskuteres nærmere nedenfor, har været genstand for sådanne dispergerings- og homogeniseringsprocesser, at de er fordelt ensartet i blandingen. En sådan 25 tilstand i den uhærdede blanding frembringes fordelagtigt ved ekstrusion og kalandrer ing. Bestanddelene blandes fortrinsvis ført og underkastes i et første trin en kraftig forskydningsblanding og afluftning til fremstilling af en dej, hvorved den største inhomogenitet elimineres. Denne blanding underkastes 30 derpå i et andet trin sammenpresning og dispergering til opnåelse af homogeniseringen, som er nødvendig i den uhærdede cementhol di ge blanding. Dette andet trin omfatter fortrinsvis ekstrusion eller kalandrer ing, men andre egnede processer omfatter presning, sprøjtestøbning og udpresningsvalsning. Be-35 standdelene kan imidlertid udsættes for enhver egnet behandling, som vil givet et homogent materiale.

DK 159819 B

11

Den homogene, uhærdede cementholdige blanding ifølge opfindelsen kan formes til genstande og derefter hærdes og tørres til fremstilling af færdige genstande. Formningsoperationen kan foregå under eller umiddelbart efter homogeniseringen, f.eks.

5 ved ekstrusion eller kalandrering.

Blandingen ifølge opfindelsen kan omfatte fibre. Der anvendes højst 1 vægt% af uorganiske mi neral fibre, såsom asbest, men blandingen bør helst være helt fri for denne specielle fiber, 10 der nu anses for at være sundhedsskadelig.

Fibrene indgår fortrinsvis i blandingen i en mængde, som giver en forbedring af det hærdede materiales slagstyrke, medens ar-bejdskurven forbliver i alt væsentligt uændret. Egnede fibre, 15 som forbedrer slagstyrken, omfatter nylon og polypropylen.

Det kan være ønskeligt, at der i de foreliggende materialer indgår fibre, som har høj trækstyrke, og som yderligere forbedrer bøjningsstyrken udover den allerede høje grænse for den 20 aftegnede arbejdskurves proportiona 1 itet.

De foreliggende materialer kan også omfatte fyldstoffer, pigmenter og andre egnede bestanddele i cementholdige materialer.

25 Opfi ndel sen illustreres ved hjælp af de følgende eksempler, hvori delene og procenterne er vægtdele og vægtprocenter, med mindre andet er anført.

Eksempel 1 30

Dette eksempel illustrerer betydningen af en egnet homogeniseringsproces til opnåelse af et homogent uhærdet cementhol-digt materiale ifølge opfindelsen, som ved hærdning og tørring vil give et cementho 1 digt materiale med en stor styrke. En 35 blanding af hydraulisk cement, vand og vanddispergerbar polymer blev underkastet to homogeniseringstrin, og prøver fra hvert trin blev undersøgt med hensyn til styrkeegenskaber. Kun DK 159819 B ! 12 efter det andet trin (dvs. efter afluftning og ekstrusion) blev der opnået et uhærdet materiale, som kunne hærdes og tørres til dannelse af et hærdet cementholdigt materiale med høj styrke ifølge opfindelsen.

5

En blanding indeholdende: almindelig portland-cement 100 dele calciumalumi natcement 5 dele 10 (markedsført under det i Danmark ikke registrerede varemærke "Secar 250" af Lafarge Ltd) hydroxypropylmethylcellulose 1,84 dele (markedsført som "Celacol"® 15 HPM 15000 DS) vand 21,16 dele (hydroxypropylmethylcellulosen blev dispergeret i vandet før tilsætningen til cementen; hydroxypropylmethylcellulosen var 20 en vanddispergerbar polymer, som bestod rhelogitesten og "varmeudviklingshastighedstesten" som beskrevet i den foreliggende tekst) blev blandet omhyggeligt i 10 minutter til fremstilling af en dej i en røremaskine forsynet med en planetarisk roterende dejkrog. Den vanddispergerbare polymer bestod prøverne, 25 der er defineret ved hjælp af den foreliggende opfindelse; dejen indeholdt 20,1 dele vand/100 dele cement og 1,75 dele vanddispergerbar polymer/100 dele cement.

Halvdelen af denne dej blev gemt, og resten blev anbragt i en 30 7,62 cm stempel ekstruder; dejen blev afluftet under et vakuum på 73,66-76,20 cm i 3 minutter og derpå ekstruderet gennem en ringdyse med en diameter på 1,27 cm og en længde på 15,24 cm under et tryk på 13,8 MN/ma. Den ved hjælp af denne fremgangsmåde fremstillede stang blev hærdet i 3 dage i en atmosfære 35 med en relativ fugtighed på 100% ved 20eC og derpå tørret i 1 dag ved 50°C. Prøver (A) fra stangen blev undersøgt med hensyn til proportionalitetsgrænse, bøjningsstyrke og elasticitets-

DK 159819 B

13 koefficient (ved hjælp af 15,24 cm spændvidde, trepunktsbøjningstesten under anvendelse af et tensometer som angivet i den foreliggende beskrivelse) og for slagstyrke (under anvendelse af Charpy-testen). Massefylden blev også bestemt. Den 5 oprindelige halvdel af dejen blev fyldt i en form, hærdet og tørret under de samme betingelser som den ekstruderede stang, og prøver (B) af produktet fra formen blev afprøvet som ovenfor .

10 Forsøgsresultaterne var som følger:

Proportio- Elastici- nalitets- Bøjnings- tetskoef- Slag- Massegrænse styrke ficient styrke fylde 15 Prøve (MN/m2) (MN/m2) (GN/m2) (KJ/m2) (g/cm3) A 31 31 22 1,6 2,0 B 7 7 15 1 1,8 20 Eksempel 2

Dette eksempel illustrerer, at både bøjningsstyrken og proportionalitetsgrænsen af den vigtigste cementholdige "matrix" af et hærdet materiale ifølge opfindelsen forbliver høj, i alt 25 væsentligt konstant og i alt væsentligt den samme, selv når der i matrixen indgår en voksende mængde af en syntetisk fiber. Den maksimale fibertilsætning, selv ved 6 vægt%, var stadig utilstrækkelig til at forøge materialets bøjningsstyrke.

Men denne fiber var nyttig ved, at den forøgede det hærdede 30 materiales slagstyrke uden at kræve nogen forøgelse af den anvendte vandmængde og således noget tab af styrke for den hærdede "matrix".

De i eksempel 1 beskrevne bestanddele blev anvendt. En dej 35 svarende til den, der i eksempel 1 blev opnået ved sammenblanding af bestanddelen i blandeapparatet med planetarisk rotation, blev opdelt i otte portioner, og en portion på 20 denier DK 1598Ί9Β Η opskårne nylonfibre med en stabellængde på 10 mm svarende til ét af fiberindeholdene, som er angivet i medfølgende tabel, blev sat til hver af de -otte portioner. Blandingen af hver portion blev fortsat i et planetarisk blandeapparat i 10 mi-5 nutter til fremstilling af otte fibermodificerede dejportio ner. Hver dej blev anbragt i en 7,62 cm stempelekstruder, dejen blev aflutet under vakuum på 73,66-76,20 cm Hg i 3 minutter og derpå ekstruderet gennem en ringdyse med en diameter på 1,27 cm og en længde på 15,24 cm under et tryk på 13,8 MN/cm2.

10 Den fremstillede stang blev hærdet i 3 dage i en atmosfære med en relativ fugtighed på 100% ved 20°C og derpå tørret i 1 dag ved 50°C. Prøver af stængerne blev afprøvet med hensyn til proportionalitetsgrænse, bøjningsstyrke, elasticitetskoefficient (ved hjælp af 6" spændvidde, trepunktsbøjningstesten under 15 anvendelse af et tensometer) og slagstyrke (under anvendelse af Charpy-testen). Massefylden blev også bestemt.

Forsøgsresultaterne var som følger: 2°

Modul ιηαηοια Proportiona- Bøjnings- (elasticitets- Slag- Masse- 100 dele^ litetsgrænse styrke koefficient) styrke fylde cement) (M/m2) (Μ/m2) (CT/m2) (KJ/m2) (g/om3) 0 30 30 18 2 1,95 25 0,25 28 28 20 3 1,9 0,5 32 32 21 4 1,9 1 33 33 19 6 2,0 30 2 34 34 22 9 2,0 3 32 32 20 13 2,0 4 34 34 19 16 2,0 5 31 31 18 20 1,9 35 6 33 33 19 19 1,9 15

DK 159819 B

Eksempel 3 I dette eksempel vises det, at når visse blandinger af cement (dvs. en principalcement og cocement) anvendes ved fremstil-5 lingen af homogene uhærdede cementholdige materiale ifølge opfindelsen, udviser de hærdede og tørrede materiale opnået derfra en forøgelse af bøjningsstyrke, efterhånden som coce-menten forøges.

10 Den anvendte vanddispergerbare polymer var hydroxypropyIme-thylcel1ulose (HPMC). Homogeniseringen, hærdningen, tørringen og afprøvningen af produkterne blev gennemført som beskrevet i eksempel 1, med mindre andet er anført.

15 De opnåede forsøgsresultater var som følger: 20 25 30 35

DK 159819B

I ω l ri CQ cq O I fn -— isO ω ft-H 83 cm fj^l oh i4 a ^ in c- md cn in H- o oo cm

•H ri ri ri W) CM CM CM CM CM A A CM CM A

a i^ftri m g •Γ-3-Ρ O -P § S 03 II -H (D W pq ^-p-p I -P ri O I ri o o ri <d HHH 0 ri ø in in in in in m m in tnin ci φ pj o »\ ·» r» t\ ^ »v ·ν·\ riHO o o o o o o o o o

ø A <d cd Η ·Η H P-0 H 0 H

R ϋ O

\ I

H (DH ri H ri "P

ri 0 ftri CM CM CM CM CM CM CM CO CO 00 i> <d -h ø a a a a a a a o o o ¢3 f\ »v *\ Λ Λ Λ

(DO S 0) CTi (TvCncncnO^O^ C\J CM CM

i—lO'HOH Η Η Η Η Η H CM CMCM

ø H ri R ft

\ I

P 0 H g H ri -P

cl. 0 ftri 00 00 00 00 00 00 00 CM CMCM

jx} id -rl 0 M3 VO CO VO CO VO MD 05 CTiCTi O S ~ ØOriØrH IrHrHrHrHrH o o o Η O Η O ø H ri R ft

X

V

c 0

Η E

= 0 = -P O o ri in = = = == = g

0 CM P

SI 1 -H

ø ri G

O ri -ej O 0= = = == g = O 0 3 co ^ ør β

Η I I

ø øøøøøø 00 R γΗρΗγΗγΗγΗγΗ γΗγΗ ØØØØØØ 00 rd rd *d H <d id idid m H- m vo c-- oo in in

CM

ø rd -p +3 ri ri Pi 0 0 0 rd a ø p> ri ø <11 ri ffi o M o ø rri i -H i a -d H id <11 -P S = = = = = = © S = = o EiD cd id co

Η -Η H ri H

03 -P -P *H P> ft ri ri 0 ri

•H ri O H O

ø fiP) <53 R

ri •Hø ØØØØØØ 0 0 0 rirH Η Η Η Η Η H H i—ih p. 0 øøøøøø 0 00 rd rd'd'd'd'did rd idid ø HO oooooo o o o øo oooooo o o o

RH HHHHHH H HH

DK 159819 B

I ω I ri ω co o I ri ^ , £uO Φ ft-H CM + + 3 jy O ri ri S LO ΙΑ 00 'Φ •h ri ri cd tø ^ * *· ·* ~

ri >a ft ri 02 § cpi o o H

•rap O -P s C\I CA LA LA

!S 02 II *—f <U ^

R w+3 P

I -P

rio i ri o o ri ω rlrl'H 8

i>a\ ri CD LA IA LA LA

d φ do »s ·* ·>*

ri H O O O O

0) p CD cd Η -Η Η ft *

CD R CD -H O

R P O O

CM

\ I .

P CD ri ^

ri ri Cd -P JD

p <D ft ri <M AJA1AJ i>

!> P R CD LA CA LA tA

Q Q »c |\ l\ l\ 0) CD O ri CD CTi CTvCTiCA tø

ΗΟΉοΗ Η Η Η P

CD ri ri ,

R Pi H

^ 1 p CD H ·

S ri Cd +3 P

S ω ft ri oo oo oo co ri P ·Η CD LO LO VO LO ri o ø *· ·> *· ·»

CDOriCDrl H ri ri "P

ri O -ri O

CD H ri ~ R ft )§

CD O

p P +J H

ri ri ri (U CD CD op S O) 6 ft

(D c M CD

p ϋ fB O P

ri 6 -c- I ω ω ri ri ,ri g Ή PC fci£) Φ G P> f0 ·Η

r\ P -H rI rri P

° i £ tip h a> ° 5 co s *8 <D g

H

(D <D Φ <D Ή ·Η

R Η Η H ^ P

CD CD CD ·Η P

lp p P M H

O CD

LA O LA S ri ri ri •H ri

ri <D

CD -P ·Η p -p p ri a p ri ri g S 3 £ CD CD CD 3 H i> p 3 i ω cd

-p ri CD (D = o CD

ri æ o u -p -p tø ω ,ri I g cd -r^ cd a -ri ri ri § 'ri CD P ri -Η ·Η rri o tøp ri g . °o Η R Η -H ri p Al

P p P P O g = H <D

p ft ri ri ft 2 cd a -ri 02 ’H El ° 3 §,,_ia

P ri-P-P

ri ri *h ri cd

o -ri CD CD 0) CD OCDP

R rir) Η Η Η H S B

Q(D CD CD CD ΡΦ»

Η PPPP O O W

ω cd p H o o o o ......

ρ ω o o o o !*! W +

gi R Η Η Η Η M

DK 159819B

18

Eksempel 4

Dette eksempel illustrerer den gunstige virkning af en voksende mængde vanddispergerbar polymer på bøjningsstyrken af hær-5 dede cementhol dige materiale ifølge opfindelsen, idet den resterende vandmængde er i alt væsentligt konstant.

(a) En blanding af følgende bestanddele: 10 hurtigt hærdende portland-cement 100 dele aluminiumcement 5 dele hydroxyporopylmethylcellulose x dele (markedsført som "Celacol"® 15000) (ifølge tabellen) opskårne nylonfibre (20 denier, 0,5 dele 15 10 mm stabel længde) vand (hydroxypropylmethylcellulosen y dele blev først dispergeret i vand) (ifølge tabellen) blev homogeniseret ved hjælp af den i eksempel 1 beskrevne 20 totrinsproces, og ved hærdning af den ekstruderede stang i 7 dage ved en relativ fugtighed på. 100¾ ved 20°C og tørring i 24 timer ved 70°c blev der opnået følgende forsøgsresultater:

Vand (dele) Bøjningsstyrke Massefylde 25 v_x_MN/m2_g/cm3_ 21,9 0,11 22,1 2,12 21,6 0,42 21,8 2,40 19,95 1,05 27,9 2,24 19,32 1,68 31,2 2,13 30 19,38 2,64 32,2 2,23 (b) En blanding af følgende bestanddele: hurtigt hærdende portland-cement 100 dele 35 hydroxypropylmethylcellulose x dele "Celacol" 15000 (ifølge tabellen) opskårne nylonfibre (20 denier, 0,5 dele

DK 159819 B

19 10 mm stabel længde) vand (hydroxypropylmethylcellulosen y dele blev først dispergeret i vand (ifølge tabellen) 5 blev homogeniseret, hærdet, tørret og afprøvet på tilsvarende måde som den i eksempel 4 (a).

Vand (dele) Bøjningsstyrke Massefylde _y_x_MN/ma_g/cm3_ 10 21,9 0,105 18,7 2,16 21,6 0,40 20,9 2,30 19,95 1,00 22,2 2,04 19,32 1,60 21,2 2,13 19,38 2,51 22,9 2,18 15

Eksempel 5

Dette eksempel illustrerer vandkoncentrationens virkning på bøjningsstyrken af cementholdige materialer ifølge opf i ndel -20 sen, som indeholder en bestemt koncentrat ion vanddispergerbar polymer. Kun når vandkoncentrationen var 28 dele eller mindre pr. 100 dele cement, kunne det hærdede materiales bøjningsstyrke overskride 15 MN/cm2.

25 De følgende bestanddele: hurtigt hærdende port!and-cement 100 dele hydroxypropylmethylcellulose 1,6 dele ("Celacol" 15000) 30 vand x dele (ifølge tabellen) blev homogeniseret ved hjælp af den i eksempel 1 beskrevne totrinsproces, idet den ekstruderede stang blev hærdet i 7 dage 35 ved 200 C og en relativ fugtighed på 100¾ og tørret i 7 dage ved 20°C.

DK 159819B

20

Der opnået følgende resultater:

Dele vand (x)/ Bøjgningsstyrke Massefylde 100 dele cement_MN/m2_g/cm3 5 33,4 11,3 1,55 28.4 15,4 1,67 23.4 18,4 1,85 18.4 30,1 2,12 10 Eksempel 6

Dette eksempel illustrerer, hvorledes det påvirker bøjgnings-styrken at variere hærdnings- og tørringsbetingelserne, som et uhærdet cementholdigt materiale ifølge opfindelsen kan udsæt-15 tes for. Medens et uhærdet materiale ifølge opfindelsen altid vil give et hærdet og tørret materiale med en bøjningsstyrke på over 15 MN/cm2, når betingelserne er blevet valgt i overensstemmelse med etableret praksis, har det vist sig, at der findes særligt fortrukne hærdnings- og tørringsbetingelser for 20 valgte materialer.

(a) De følgende bestanddele: hurtigt hærdende portland-cement 105 dele 25 hydroxypropylmethylcellulose 1,6 dele ("Celacol" HPM 15000) opskårne nylonfibre (20 denier 0,5 dele 10 mm stabel længde) vand (hydroxypropylmethylcellulosen 18,4 dele 30 blev først dispergeret i vandet) blev sammenblandet i en Werner-Pfleiderer "lermølle". Den resulterende dej blev overført til en stempel ekstruders cylinder, og efter evakuering af indesluttet luft blev der ekstru-35 deret fra en dyse med en diameter på 1,27 cm. Materialelængder blev ekstruderet i plastrør og hærdet i forskellige omgivelser i forskellige tidsrum. Prøverne blev udtaget fra rørene og til slut tørret ved 20eC og en relativ fugtighed på 55%.

DK 159819 B

21

Prøverne blev derpå afprøvet ved hjælp af en trepunktsbøjningstest til bestemmelse af bøjningsstyrken. Bøjningsstyrkeværdierne (MN/m2) er angivet i den følgende tabel: 5 Hærdnings tid: > 7 dage _28 dage_

Omgivelser: -> 100$ relativ 100$ relativ 55$ relativ fugtighed fugtighed fugtighed

_ ved 20°C ved 20°0 ved 20°C

fingen 10 /tørring 9,8 20,2 16,1 Sørrings- J24 timer betingelser | ved 20°C 22,9 16,2 22,5 1 uge \ved 20°0 28,8 27,5 28,9 15 (b) Virkningen af at lade materialet hærde uden indskapsling i et plastrør kan vises på følgende måde.

Det i (a) beskrevne materiale blev ekstruderet og opskåret til 20 korte stykker, som blev hærdet ved en relativ fugtighed på 100% ved 20°C i 7 dage. Prøverne blev derpå tørret ved 20°C i forskellige tidsrum og underkastet trepunktbøjningsprøven. I den efterfølgende tabel sammenlignes bøjningsstyrken for prøver indeholdet i rør med prøver, som ikke var i rør.

25

Endelige Bøjningsstyrke (MN/m2) tørringsbetinaelser I rør Ikke i rør

Ingen tørring 9,8 24,2 24 timer ved 20eC 22,9 27,5 30 7 dage ved 20eC 28,8 34,7 (c) I dette forsøg vises det, at der hurtigere kan opnås en høj styrke, når den endelige tørring gennemføres ved 70°C.

35 Følgende bestanddele: hurtigt hærdende portland-cement 100 dele aluminiumcement 5 dele 22

DK 159 δ 19 B

hydroxypropylmethylce11u1 ose 1,6 dele ("CelacoV HPM 15000) opskårne nylonfibre (som ovenfor) 0,5 dele vand (hydroxypropylmethylcel1ulosen 18,4 dele 5 blev først dispergeret i vandet) blev blandet som beskrevet i (a). Det ekstruderes materiale blev skåret i stykker og hærdet ved en relativ fugtighed på 100% ved 20°C i 7 dage. Prøven blev derpå tørret ved 20°C 10 eller 70°C som beskrevet i den følgende tabel og underkastet en trepunktsbøjningsprøve. Prøvernes bøjningsstyrke var som følger: Bøjningsstyrke (MN/m2) 15 ved tørring ved_

Tørringstid 20°C 70°C

Ingen tørring 23,9 6 timer - 17,3 24 timer 25,6 31,3 20 1 uge 31,8 32,1 (d) Virkningen af forskellige hærdningsomgivelser og hærd-ningstider af forskellig længde illustreres som følger: 25 Følgende bestanddele·.

Materiale 1 Materiale 2 hurtigt hærdende portland-cement 100 100 aluminiumcement - 5 30 hydroxypropy1 cellu1 ose 1,68 1,68 ("Celacol" HPM 15000) opskårne nylonfibre 0,5 0,5 vand (hydroxypropylmethylcellulo- sen blev først dispergeret i vandet) 19,32 19,32 35 blev blandet og ekstruderet som i (b) og (c) ovenfor.

DK 159819 B

23

Efter hærdning blev alle prøver tørret i 24 timer ved 70°C og underkastet trepunktsbøjningsprøven til bestemmelse af bøjningsstyrken som følger: p 5 Bøjnings s tyrke (fflST/m1 ) Hærdningsbetingelser gid Materiale 1 Materiale 2 luft, 50$ relativ fugtighed, 7 dage 19,7 22,0

20°C

28 dage 18,0 19,0 10 100$ relativ fugtighed, 20°C 7 dage 20,5 33,2 28 dage 29,1 29,4

Vand (statisk), 20°0 7 dage 16,4 22,6 28 dage 21,6 25,4 15 Vand (løbende) 7 dage 21,5 31,4 28 dage 20,5 27,5 Vådt sand 7 dage 22,7 25,7 28 dage 19,9 24,1 20 (e) Indvirkningen af hærdn ingstemperatur og sammensætning godtgøres yderligere i den følgende tabel: Bøjningsstyrke (MN/mz) 25 Temperatur Tid Materiale 1 Materiale 2 100% relativ fugtighed, 10eC 7 dage 18,9 27,6 100% relativ fugtighed, 20eC 7 dage 26,0 29,5 100% relativ fugtighed, 30eC 7 dage 28,3 30,0 30 Eksempel 7

Dette eksempel illustrerer valget af en gruppe vanddisperger-bare polymere, som er særligt egnede i forbindelse med den foreliggende opfindelse, ved en prøvemetode som tidligere be~ 35 skrevet. Prøvemetoden bestemmer enhver signifikant retardering af den maksimale varmeudvikling under hydratation af cementen i nærværelse af den polymere. Enhver vanddispergerbar polymer,

DK 159819B

24 som udøver signifikant, men ingen overdreven (dvs. mellem 0,5 og 20 timer) retardering, er særlig nyttig i forbindelse med opfindelsen, men opfindelsen er på ingen måde begrænset til anvendelsen af disse specielle polymere eller til de specifik-5 ke polymere, som er illustreret i den følgende tabel: 10 15 20 25 30 35

DK 159819 B

25

c\l CT\LAir-LAir-COCMLn'>i-LAK\lr~-IAO

O} a

o\ HHCOHOJCOHCM

jEjgKNtAOJIAC'JCMCMCM HHHHCMOJ

I EiO Fh

t| d (D in IA LA

d ·Η a cm la ir- cn ir- 00 O oo JJ{j.|-| « Λ > Λ » Λ ·> η _ _

CDCD-P OJ H LA H LT\ CM IA CVl O O O O O O

(¾ rtjw g

<3 1 LAOOOIAOlAlAOOLnOLA

ri Ο H

CD Iri P · ri o

CD

El øqlaolalalaocao o la la ο o q opuooocrioooo oo o qo o

Hhhh hhhhhhhhhh

P

ri

CD

\ a

<d CD

£ O

d ^h^i-h-oooococo ο ο ο o d- (130 ΛΛΛ1.1»1'·'·' Λ·> ΛΛΛΛ ΗΗοοοοοοοοοοοοοοοοοο οο οοοοωω φ-ρ ΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗγΗιΗγΗγ-ι ω

d Μ V

Ρ S3 U

r ι t> Ο φ

Ο U

Η (Ο > -Ρ Ρ

\ ri CD

ri 0 U

CD a CD

a cd p £,o p

i—I CQ

ΡιγΙΟΟΙΒ'^^'^'^'®® O O Ο O 00 00 (Τ' øVD'PVD'PVDVDOOHHHH'-D'P φ

Η -Ρ Η Η Η Η Η Η Η Η (MCM CMCMHH

ø μ ο d 83 ^ -ρ ι> .-ϊ £ί0 Η 8 0 J, 1-1 (Ο

DK 159819B

26

CM

fTjg ~~~~~~~~ o\ cMr-mc'-ooooo

i>i||CMCMHHHHH I fciD P

P Pi 0 m

03 Η θ 'Φ CM

*P P ·Η 0)0)+3 00 'Φ Ο Ο 'Φ 'Φ

Ή Η'-' HH CM CM

Λ A

£ pOmmOOmOm P O 0 Pi -P ·

Pi O Q) a cd o o o o m m o mo

OFMOOOOOOOO

Hhhhhhhhh

-P

Pi

CD

^ a

Π (D

Pi o d

i> CD

Hooommmocn (DO)

Hti coooooocmcmoooo

0+3 HHHCMCMCM HH

Η M

+3 83 fctD i> ffi

> o o H

+= \ Pi Pi CD CD a a 05 o

H

O CD PiH

øhhhh-vocohcm (J) «\ *\ *\ tv *v tv *s.

Η-p C\1C\1C\JC\JC\JC\JC\1C\] ø nc H 83 -P i> fcuo

s o i>o H

Pi 0 øø H 02 02

Ο Η H

p. 0 0 = !> i>

Pl Ο Ή Ή dm pi +3 +3 H CM H 02 02

-p pi όιλ a H H

p 0 Η θ H p <i P FQ

o Pi>3d ø^å Pi +H 02 P P P ί h® h? H od H+3 Mi> Mi> H -ddi>3 +=0013 o 0

0 H ho d ί>3 P P P P

fit rf H = Η Η H ft HP) d d o w 0 o i>3^

EH i> F4 O Ph W M

27

DK 159819 B

Eksempel 8

Dette eksempel illustrerer virkningen af en fiber med høj ela-sti c itetskoffi c ient, dvs. a 1 ka 1 imodstandsdygti g glasfiber 5 (markedsført af Pilkington Brothers som "Cemfil") på styrkeegenskaberne for et hærdet cementholdigt materiale ifølge opfindelsen. Et simpel hærdet materiale ifølge opfindelsen. Et simpelt hærdet materiale af cement, vanddispergerbar polymer og vand ifølge opfindelsen fri for fibre har en overraskende 10 høj proportionaltietsgrænse, som i alt væsentligt stemme overens med bøjningsstyrken, og bøjningsstyrken påvirkes for størstedelen ikke af fibre i mængder på under det kritiske volumen. Ved glasfibermængder på over det kritiske volumen for denne fiber forbliver proportional itetsgrænsen konstant, me-15 dens bøjningsstyrken forøges.

De følgende bestanddele: hurtigt hærdende portland-cement 100 dele 20 cement med højt aluminiumoxidindhold ("Secar" 250) 5 dele hydroxylpropylmethylcellulose 1,84-2,08 dele vand 21,16-23,92 dele glasfibre ("Cemfil"®), 20 micron, x dele 25 12 mm stabellængde (se tabel) blev blandet i en Hobart-dejblander og derpå ekstruderet gennem en dyse med en diameter på 1,27 cm til fremstilling af et homogent materiale i overensstemmelse med dysen. Ekstrudatet 30 blev hærdet i 3 dage ved en relativ fugtighed på 50%, tørret i 24 timer ved 50°C, afprøvet ved hjælp af trepunktbøjningste-sten, afprøvet med hensyn til slagstyrke, og massefylden blev bestemt.

35 Der blev opnået følgende resultater: 28

DK 159 819 B

CD

H

|>3ΝΛ O 0!ΧΝΙΓ>ιΙΡι0001Γ\ΙΧ\0

CHSOOCOCncrvOOOCnHH

ø Q

fQ\CMCMHHrHCMCMCMHCMCM

ra & i-i

CD

Λί U ^

!>3(M

-p g 03 \ i—I rH i—I rH CM Lf\ ΙίΛ CO CO CT\ ώ h)

cd M

rH

CO

oq -p •p Pi ω ω ^

-p -ri CM

•H o g CM Η CTi [- ζΛ Η O H CM CO ΡΛ

OvH\CMCMHHHCMCMCMCMCMCM

η «Η fe -p Ή cb 03 0 ^ cd o m

CD

,y

Pi r*3 +3 ^

03 CM

øgHOrHCMOCDOOCOOVOCM

ίίΟ'^ΝΛ ΙΑΚ'ΝΚ'ΝίΑΚΛΚ'λ'φΙΓιΐηΐη pl ig •rå S! m 1 ø cd 03 Pi Pj O 93 ^ •H Pi cm -PtiDaHOHCMOLncM'vi-COCaLn Pi 03 N (Α^ΚΝΚ\^ΛΚΛ1ΑΚ^^ί^\ίΛ O-P fe PiCD S OP ^

Pi ή Ph h

M

ø rH Pi øøomooooooooo

,Q OCMLnoOOOOOOO

-p ·Η ·\Λ·ν·ν·»Λ·\«\·\Λ·ν OOOHCM'M-MDOOOCM'd-

83 02 Η Η H

i> ø

rH

m

DK 159819 B

29

Eksempel 9

Dette eksempel illustrerer fremstillingen af et homogent uhær-det cementholdigt materiale ifølge opfindelsen, hvorhos homo-5 geniseringen af materialet omfatter et kalandreringstrin.

De følgende bestanddele: almindelig port!and-cement 100 dele 10 aluminiumcement 5 dele hydroxypropylmethyl cellulose 1,92 dele ("Celacol" 15000 DS") vand 22,08 dele nylonfibre (20 denier, 1,00 dele 15 10 mm stabellængde) blev blandet og formet til en dej ved blanding i 3 minutter i et blandeapparat med planetarisk rotation og i 1 minut i et Banbury-blandeapparat. Dejen blev derpå oparbejdet på en 2- 20 valse kalandrer ingsmølle med højpolerede valser ved en overfladetemperatur på 25°C. Produktet blev hærdet ved en relativ fugtighed på 50% ved en temperatur på 20°C i dage og derpå tørret. Det hærdede tørrede produkt havde en bøjningsstyrke på 26 MN/m2, en elasticitetskoefficient på 18 GN/m2 og en slag-25 styrke på 3,34 KJ/m2.

Eksempel 10

Dette eksempel illustrerer virkningen af at inkorporere små 30 mængder (mindre end 1 vægt%) af naturlige mineralfibre. Det har vist sig, at når volumenfraktionen af naturlige mineralfibre er lig med eller mindre end allerede eksempi ificeret for syntetiske organiske fibre, ændres materialets rheologi. For at opnå rheologiske egenskaber, som tillader blanding og homo-35 genisering (som beskrevet), skal materialets vandindhold forøges en smule. Bøjningsstyrken ændres imidlertid ikke signifikant.

DK 159819B

30

De efterfølgende bestanddele blev afvejet og anbragt i beholderen af et blandeapparat forsynet med en planetarisk roterende dejkrog.

5 Hurgigt hærdende port 1 and-cement 100 dele aluminiumcement 5 dele hydroxypropylmethylcellulose 1,6 dele vand 19,9 dele nylonfibre (20 denier, 10 mm 0,5 dele 10 stabellængde)

Materialer blev blandet til en dej og derpå blandet i yderligere 5 minutter til fremstilling af en sammenhængende stiv masse. Dette materiale blev derpå anbragt i en stempelekstru-15 der ved et tryk 119,51 kg/cm2 gennem en dyse med en diameter på 14 mm til fremstilling af materialestænger, som blev hærdet i 7 dage ved en relativ fugtighed på 100% og derpå tørret i 24 timer ved 70°C.

20 Ved et andet forsøg blev de samme bestanddele bortset fra nylonfibrene overført til blandebeholderen. Et volumen asbestfibre på 1/3 under volumenet af nylonfibrene blev derpå tilsat (idet man omhyggetligt sørgede for at undgå sundhedsfarerne ved anvendelse af asbest). Denne dej kunne ikke ekstruderes 25 selv ved et tryk på 161,69 kg/cm2.

I endnu et forsøg blev de samme bestanddele overført til beholderen bortset fra nylonfibrene. Det samme volumen asbestfibre som før blev tilsat og yderligere 0,5 dele vand. Mate-30 rialet blev igen blandet til en usædvanlig stiv dej, som havde en meget høj cohæsionsstyrke. Ved overførsel til en stempelekstruder blev materialet meget langsomt ekstruderet ved 161,69 kg/cm2 til fremsitlling af stænger, som derpå blev afprøvet som i det første forsøg.

35

Den sidste blanding indeholdt følgende:

Claims

10 Nylon Asbest Bøjningsstyrke 34 MN/m2 34 MN/m2 Patentkrav. 15

1. Hærdet cementholdigt materiale med et maksimalt indhold af uorganiske mineralfibre på 1 vægt%, beregnet på den blanding, hvoraf materialet er dannet, idet materialet har en bøjningsstyrke på mindst 20 MN/m2, fortrinsvis over 30 MN/m2, idet ma-20 terialet er fremstillet ved formning og hærdning af en homogen blanding af a) hydraulisk cement, b) vand, 25 c) en vanddispergerbar polymer, d) og eventuelt fibre kendetegnet ved, 30 (i) forholdet mellem vand og hydraulisk cement er 15-28 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk cement, (ii) forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement er 0,1-3,0 vægtdele vanddispergerbar poly- 35 mer til 100 vægtdele hydraulisk cement, og (iii) den vanddispergerbare polymer, under hensyntagen til den hydrauliske cement og til det valgte forhold mellem DK 159819B polymer og vand, er valgt for dets velegnethed til at lette homogeniseringen og til ved homogenisering at give et uhærdet materiale, der kan formes under tryk og som er formbestandigt, 5 og at blandingen af komponenterne a), b), c) og d) er blevet underkastet en homogeniseringsproces, som omfatter blanding under kraftig forskydning og eventuelt afluftning. 10 2. Hærdet cementholdigt materiale ifølge krav 1, kende tegnet ved, at den vanddispergerbare polymer desuden er valgt under hensyntagen til den hydrauliske cement ved hjælp af en i beskrivelsen angivet test, der viser en signifikant forlængelse af den tid, som er nødvendig for, at en blanding 15 af den vanddispergerbare polymer, hydraulisk cement og vand i definerede vægtmængder når en maksimal temperaturstigning pr. tidsenhed, i i sammenligning med den tid, som kræves til at nå en maksimal temperaturstigning pr. tidsenhed for en blanding af hydraulisk cement og vand alene i de samme vægtforhold. 20

3. Hærdet cementholdigt materiale ifølge krav 1 eller 2, . kendetegnet ved, at den hydrauliske cement omfatter en portland-cement eller en cement med et højt aluminiumoxid-i ndhold. 25

4. Homogen, uhærdet blanding til fremstilling af det hærdede materiale ifølge krav 1 - 3, kendetegnet ved, at forholdet mellem vandog hydraulisk cement i det uhærdede ma-teriael er 16-25 vægtdele vand til 100 vægtdele hydraulisk 30 cement, og at forholdet mellem vanddispergerbar polymer og hydraulisk cement er 0,1-3,0 vægtdele polymer til 100 vægtdele hydraulisk cement.

5. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4, kendeteg-35 net ved, at den vanddispergerbare polymer er valgt blandt ikke-ionogene alkyl- eller hydroxyalkyl celluloseethere og ikke-ionogene polymerer og -copolymerer af acrylamid og meth-acry1ami d. DK 159819B

6. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at bestanddelene underkastes en homogeniseringsproces, som omfatter ekstrusion.

7. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4 eller 5, ken detegnet ved, at bestanddelene underkastes en homogeniseringsproces, som omfatter kalandrer ing.

8. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4 - 7, kende-10 tegnet ved, at det omfatter andre fibre end en uorganisk mi neral fiber.

9. Homogen, uhærdet blanding ifølger krav 4 - 8, kendetegnet ved, at fiberen er en naturlig eller syntetisk 15 organisk polymer.

10. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4-8, kendete g n e t ved, at fiberen er nylonfiber eller polypropy-1enfi ber. 20

11. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4-8, kende-t e g n e t ved, at fiberen er en syntetisk uorganisk fiber.

12. Homogen, uhærdet blanding ifølge krav 4-8, kende- 25 tegnet ved, at fiberen er glasfiber. 30 35