FI61862C - Cementprodukt foerstaerkt med belagda glasfibrer - Google Patents

Description

K 1 1 Γβ, .... KU ULUTUSJ ULKAISU Λ Λ Β 11 UTLÄGG NINGSSKRI FT 618 62 •2?$? c O45) Patentti tn yn n c 11. y 11 10 1902 ^ ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 C 04 B 31/06, C 03 C 13/00 S U O M I_FI N LAND (21) P»t«nttlhak*mu* — Patantansdknlng 7815^2 (22) Haktmlipllvl — Ansöknlngsdag l6.05.7-9 (Fl)

(23) AlkupUvt—Glltlgheudig O3.O7.7U

(41) Tullut Julkiseksi — Blivlt offentllg ]_£,. 05 .78

Patentti* ja rekisterihallitus (44) Nlhtlvlkllpanon ,a kuu|.|ulktlMin pvm._

Patent* och registerstyrelsen Anidktn utlsgd oeh utl.ikrlftan publlcerad 30.06.82 (32)(33)(31) Pyydetty Muoikau* — Begird prlorltet 03.07.7 3

Englanti-England(GB) 31657/73 (71) Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St. Helens, Lancashire, WA10 3TT, Englanti-England (GB) (72) David Ralph Cockram, Wigan, Lancashire, Englanti-England(GB) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Päällystetyillä lasikuiduilla vahvistettu sementtituote - Cementprodukt förstärkt med belagda glasfibrer (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 20U2/7U (patentti 57739) -Avdelad frän ansökan 20U2/7U (patent 57739)

Keksinnön kohteena on päällystetyillä lasikuiduilla vahvistettu sementtituote. Normaalin Portland-sementin pääasiallisesti kalsiumhydroksidin läsnäolosta johtuvassa alkalisessa ympäristössä kuidut, jotka koostuvat yleisesti saatavissa olevista lasikoostu-muksista, kuten yleisesti E-lasina tunnetusta koostumuksesta, syöpyvät nopeasti ja heikkenevät, niin että sementille lasikuitujen avulla aikaansaatu lisälujuus menetetään nopeasti.

On ehdotettu erilaisia alkalinkestäviä lasikoostumuksia, jotka säilyttävät lujuutensa paremmin sementissä.

GB-patenttijulkaisussa 1 200 732 (National Research Development Corporation) on esitetty yhdistettyä kuitu-sementtituotetta, joka käsittää kuituista vahvikemateriaalia jaettuna läpikotaisin sementtimatriisiin jossa vahvikemateriaali on ensisijaisesti lasia, jolla sinänsä on sellainen alkalinkestävyys, että koestettuna hiotun kuidun muodossa, jonka pituus on 6,35 cm ja halkaisija 1,02- 2 618 6 2 -3 . 2 2,54 x 10 cm, mainitun kuidun vetolujuus on vähintään 7000 kg/cm sen jälkeen kun sitä on käsitelty kyllästetyllä Ca(OH)2:n vesiliuoksella 100°C:ssa 4 tuntia ja sen jälkeen pesty peräkkäisesti ympäristön lämpötilassa vedellä, sen jälkeen l-%:isella kloorivetyhapon vesiliuoksella yhden minuutin ajan, vedellä, asetonilla ja sen jälkeen kuivattu, jolloin mainitulle kuidulle ei tapahdu tämän kokeen aikana 10 % suurempaa halkaisijan pienenemistä.

GB-patenttijulkaisussa 1 243 972 (N.R.D.C.) on esitetty yhdistettyjä kuitu/sementtituotteita, joissa lasi sisältää vähintään 65 paino-% Si02 ja vähintään 10 paino-% Zr02< GB-patenttijulkaisussa 1 243 973 (N.R.D.C.) on esitetty alkalinkestäviä lasikuituja, jotka perustuvat lasiin, joka sisältää 65-80 paino-% Si02, 10-20 paino-% ZrC>2 ja 10-20 paino-% verkkorakennetta muuttavaa ainetta, joka on alkalimetallioksidia, maa-alkalimetallioksidia tai sinkkioksidia, mainitun lasin ollessa sellaista, jolla on edelläesitetty vetolujuus.

Muita koostumuksia alkalinkestävien lasikuitujen muodostamiseksi on esitetty GB-patenttijulkaisussa 1 290 528 ja GB-patentti-hakemuksessa 51177/71. GB-patentissa 1 290 528 on esitetty lasi-koostumuksia lasikuitujen muodostamiseksi, jotka ovat tarkoitetut sisällytettäväksi vahvikkeeksi sementtituotteisiin ja jotka sisältävät :

SiC>2 62-75 mooli-%

Zr02 7-11 -"- R20 13-23 -"- R'O 1-10 -"- A1203 0-4 -"- B203 0-6

Fe203 0-5 -"-

CaF2 0-2 -"-

Ti02 0-4 jossa luettelossa R20 tarkoittaa Na20, josta enintään 2 mooli-% voi olla korvattu Li20:lla, ja R'0 on maa-alkalimetallioksidi, sinkki-oksidi (ZnO) tai mangaanioksidi (MnO), jolloin mahdollisesti jäljellä oleva osa koostumuksesta koostuu muista yhteensopivista aineksista .

GP-patenttihakemuksessa 51177/71 haetaan patenttisuojaa lasi-koostumuksille, jotka on tarkoitettu käytettäväksi alkalinkestävien, jatkuvasti vedettyjen lasikuitujen valmistuksessa, jotka kuidut sisältävät oksidipohjalta laskettuna.

3 61862

Si02 67-82 mooli-%

Zr02 7-10 -"- R20 9-22,5 -"- F2 3-9 -"- A1203 0-5 (laskettu AlO^ ^:na) jossa luettelossa R=Na, josta enintään 5 mooli-% voi olla korvattu litiumilla tai kaliumilla, ja fluoria on sisällytetty korvaamaan happea yhdessä tai useammassa oksidissa, jolloin summan Si02+Zr02 +A10^ g mooliprosentteina edustama maksimiarvo vaihtelee riippuen Zr02:n pitoisuudesta, vaihdellen siinä tapauksessa, että F2 on 9 mooli-%, arvosta 89 mooli-%, kun Zr02:n pitoisuus on 7 mooli-%, arvoon 88 mooli-%, kun Zr02:n pitoisuus on 8,5 mooli-%, ja arvon 87 mooli-%, kun Zr02:n pitoisuus on 10 mooli-%, jolloin mainittu maksimiarvo pienenee vielä viidellä mooli-%:11a koko alueen yli siinä tapauksessa, että F2=3 mooli-%.

ZA-patenttijulkaisussa 73/4476 (Owens-Corning Fiberglas Corporation) on esitetty eräs ryhmä alkalinkestäviä laseja ja niistä valmistetut lasikuidut, joiden koostumukset on seuraavan taulukon esittämällä alueella:

Painoprosenttia Mooliprosenttia Si02 60-62 65-67

CaO 4-6 4,5-6,5

Na20 14-15 14,5-16 K20 2-3 1-2,5

Zr02 10-11 5-6

Ti02 5,5-8 4,5-6,5

Vaikkakin edellä esitetyissä patenttijulkaisuissa kuvatut alkalinkestävät lasikuidut säilyttävät lujuutensa sementissä paremmin kuin tavallisista laseista, kuten E-lasista, valmistetut kuidut, tapahtuu kuitenkin asteettaista huononemista pitkän ajan kuluessa.

US-patenttijulkaisussa 2 428 187 on kuvattu menetelmä, joka estää natriumhydroksidiliuosten lasia liuottavan ja syövyttävän vaikutuksen ja joka erityisesti suojaa maito- tai virvoitusjuomapulloja ja vastaavia lasitavaroita sekä kiinnitettyjä ja lasitettuja keraamisia etikettejä tällaisia tuotteita pestäessä. Tunnettu menetelmä käsittää suojattavien pintojen saattamisen kosketukseen 1-5-prosent-tisen natriumhydroksidivesiliuoksen kanssa, johon on sisällytetty 96 paino-osaa natriumhydroksidia kohden 4 paino-osaa ainetta, joka 4 61862 on parkkihappo, gallushappo, pyrogallushappo tai luonnon tanniini. US-patenttijulkaisu 2 428 187 koskee näin ollen olennaisesti lasi-tölkkien pintojen suojaamista natriumhydroksidin vaikutusta vastaan vesipitoisessa ympäristössä? julkaisussa ei ehdoteta, että ko. aineita voitaisiin käyttää sementtiympäristössä, jossa pääasiallinen emäs on kalsiumhydroksidi, eikä sitä, että aineet voitaisiin sisällyttää lasipinnoilla levitettävään päällysteeseen, eikä sitä että aineet olisivat käyttökelpoisia lasikuitujen yhteydessä.

Valmistettaessa jatkuvasti lasikuituja johonkin tarkoitukseen on normaalina käytäntönä päällystää yksityiset jatkuvasti vedetyt lasikuidut välittämästi vetämisen jälkeen liimaseoksella, joka aikaansaa mekaanisen suojauksen, ja voiteluaineella kuitujen murtumisen ja kulumisen saamiseksi mahdollisimman vähäiseksi seuraavan käsittelyn aikana, kuten saatettaessa lukuisia yksityisiä kuituja yhteen köyden muodostamiseksi ja kelattaessa käysi puolalle tai rummulle. Sementtimatriisiin sisällytettäviin lasikuituihin aikaisemmin käytetyillä liimakoostumuksilla ei ole ollut oleellista vaikutusta lasin pitkänaikaiseen vastustuskykyyn alkalien syövyttävää vaikutusta vastaan sementissä.

Suojapäällyskoostumuksia on myöskin saatettu lasikuiduille näiden valmistuksen ja käsittelyn eri vaiheissa ja on ehdotettu esimerkiksi furaanihartsin käyttämistä tällaisessa päällysteessä lasikuitu-materiaalin alkalinkestokyvyn parantamiseksi materiaalin tekemiseksi sopivaksi käyttämistä varten sementin vahvistamiseksi.

Esillä olevan keksinnön mukaiset sementtituotteet on vahvistettu lasikuiduilla, jotka on päällystetty suojamateriaalikoostumuk-sella, joka sisältää suoja-aineena vähintään yhtä monosyklistä tai polysyklistä aromaattista yhdistettä, jossa on vähintään 3 hydrok-syyliryhmää aromaattisessa renkaassa tai (polysyklisessä yhdisteessä) ainakin yhdessä aromaattisista renkaista, jolloin mainittu ainekoostumus, saatettuna lasikuitusäikeelle, joka sen jälkeen kapseloidaan tavallisen Portland-sementtitahdaksen muodostamaan kappaleeseen, jonka annetaan sen jälkeen kovettua ja pidetään 28 päivää 50°C:ssa, aikaansaa vähintään 10 %:n suuruisen parannuksen säikeen vetolujuudessa verrattuna sellaisen säikeen vetolujuuteen, jota on käsitelty ja koes-tettu vastaavalla tavalla, mutta käyttämättä mainittua ainekoostumusta.

On huomattu, että tällaisen aromaattisen yhdisteen käyttäminen suoja-aineena liimassa tai muussa päällystysainekokoomuksessa vähentää oleellisesti lasikuitujen lujuuden huononemisnopeutta, jotka kuidut on sisällytetty sementtituotteisiin, pitkien koestusaikojen kuluessa.

5 61862 Tämä vaikutus on havaittavissa käytettäessä E-lasia olevia kuituja, mutta suurempi etu saavutetaan käytettäessä sellaista lasia, joka on jo oleellisesti alkalinkestävä, so. joka täyttää vetolujuusvaatimuk-sen, joka on esitetty edellä mainituissa GB-patenttijulkaisuissa 1 200 732, 1 243 972 ja 1 243 973. On suositeltavaa käyttää liimaa tai muuta päällystysainekoostumusta sellaisista alkalinkestävistä lasikoostumuksista valmistettujen lasikuitujen kanssa, jotka on esitetty GB-patenttijulkaisussa 51177/72, ja joista voidaan valmistaa kuituja tavanomaisissa kuidutuslämpötiloissa, noin 1320°C:ssa ja sen alapuolella.

Otaksutaan, että sementtituotteisiin sisällytettyjen lasikuitujen lujuuden huononeminen liittyy läheisesti liuosfaasireaktioihin tai prosesseihin lasin pinnalla, joista yhtenä esimerkkinä on kalsium-hydroksidikiteiden saostuminen sementtimatriisissa läsnäolevan kal-siumhydroksidin kyllästetystä liuoksesta lasin ja sementtimatriisin rajapinnalla, ja että päällystysainekoostumuksessa olevan edellämainitun polyhydroksiaromaattisen yhdisteen yhtenä tehtävänä on ehkäisevä tällainen kiteiden muodostus tai vähentää sitä. Tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi otaksutaan olevan edullista, että aromaattinen yhdiste on ainakin jossain määrin liukoinen kalsiumhydroksidiliuokseen. Sementtiin sisällytettyjen kuitujen tutkiminen stereomikroskoopilla on myös osoittanut, että niissä kuiduissa, jotka on päällystetty keksinnössä käytetyillä ainekoostumuksilla, on mikäli sementissä oleva alkali on niitä syövyttänyt, huomattavasti sileämpi syöpymiskuvio, kuin mitä havaittiin kuiduissa, joita ei oltu tällä tavoin päällystetty.

Tämä taas saattaa osaltaan myötävaikuttaa päällystettyjen kuitujen säilyttämään suurempaan lujuuteen.

Polyhydroksiaromaattinen yhdiste on päällystysainekoostumuksessa edullisesti liuoksena nestemäisessä kantaja-aineessa, joskin se vaihtoehtoisesti voi myös olla emulsiona tai hienojakoisena suspensiona tällaisessa aineessa.

Aromaattisten yhdisteiden ryhmiä, jotka on todettu sopiviksi käytettäväksi suoja-aineina esillä olevassa keksinnössä, ovat: a) Monosykliset aromaattiset 6-rengasyhdisteet, joissa on vähintään 3 hydroksiryhmää substituoituna renkaassa, so: 1 ,2,3-trihydroksibentseeni (pyrogalloli) 1 ,2,4-trihydroksibentseeni (hydroksihydrokinoni) 1.3.5- trihydroksibentseeni (fluoroglusinoli) b) Monosykliset aromaattiset 6-rengasyhdisteet, joissa on vähintään 3 hydroksyyliryhmää ja vähintään yksi muu ryhmä substituoituna renkaassa, sekä näiden karboksyylihapposuolat ja -esterit, esim.: 2.4.6- trihydroksibentsaldehydi, 6 61862 2.3.4- trihydroksiasetofenoni, 2,4,6-trihydroksiasetofenoni , tetrahydroksi-p-kinonidihydraatti 2.3.4- trihydroksibentsoehappo 3.4.5- trihydroksibentsoehappo (gallushappo) propyyligallaatti 2.4.6- trihydroksibentsoehappo c) tuotteet, jotka on saatu hapettamalla ryhmien (a) ja (b) yhdisteitä alkalisessa liuoksessa, esim. pyrogallolin ammoniumha-petussuola, gallushapon ammoniumhapetussuola, d) hetero-monosyklinen aromaattinen 6-rengasvhdiste, jossa on vähintään 2 typpiatomia renkaassa ja vähintään 3 hydroksyyliryhmää substituentteina renkaassa, esim.: 2.4.6- trihydroksipyrimidiini (barbituurihappo), e) polysyklinen aromaattinen hiilivety, jossa on vähintään kolme hydroksyyliryhmää substituoituna yhteen yksityiseen 6-jäsentä käsittävään renkaaseen, esim.: purpurogalliini, 1,2,4-trihydoksiantrakinoni (purpuriini), 2.4.6- trihydroksibentsoefenoni, tanniinihappo, luonnossa esiintyvät kasvitanniinit.

Monet luonnosta saatavat kasviuutteet sisältävät kemiallisia yhdisteitä, joilla on edellä esitetty rakenne, ja niitä voidaan käyttää suojamateriaaIina tämän keksinnön mukaisesti päällystysainekoos-tumuksissa, esim. kvebratshokaarnauute, kastanjapähkinäuute, sumak-kiuute, viinirypäletanniiniuute, mimosauute, sekä muut aineet, jotka kuuluvat luonnossa esiintyvien kasvitanniinien yleiseen ryhmään.

Valittaessa suoja-aine edellä yleisesti sopiviksi esitettyjen aromaattisten yhdisteryhmien joukosta on huolehdittava siitä, että molekyylissä ei ole sellaisia substituenttiryhmiä, jotka siinä määrin vaikuttavat kolmen hydroksyyliryhmän aikaansaamaa lasikuitujen huononemisen vähenemistä vastaan, että ne tekevät yhdisteen sopimattomaksi käyttöä varten. Valittaessa yhdisteitä käyttöä varten on tämän vuoksi välttämätöntä suorittaa vertailevia valintakokeita, milloin substituenttiryhmiä on läsnä, sen seikan takaamiseksi että nämä substituentit eivät heikennä suojavaikutusta siinä määrin, että lasikuitujen huonontumisnopeus ei vähene huomattavasti.

7 61862

On ymmärrettävä, että edellä lueteltujen polyhydroksiaromaat-tisten yhdisteiden voidaan odottaa reagoivan alkalien kanssa, esim. sementissä olevan kalsiumhydroksidin kanssa, niiden fenolisen luonteen vuoksi. Lisäksi eräät luetellut yhdisteet, kuten pyrogalloli, hapettuvat ilman vaikutuksesta niiden ollessa liuotettuna alkali-seen liuokseen. Tämän vuoksi ei ole odotettavissa, että aromaattiset yhdisteet säilyttävät alkuperäisen koostumuksensa päällystettyjen kuitujen ollessa sisällytettynä? sementtiin. Pyrogallolin ja gallushapon ammoniakkiliuosten atmosfäärisellä hapetuksella saatujen tuotteiden (tuoteryhmä (c) edellä) on todettu olevan tehokkaita suoja-aineina, mikä osoittaa sitä, että tällaiset koostumuksen muutokset eivät vaikuta aineen suojausaktiviteettiin.

Päällystysainekoostumuksessa tarvittava suoja-aineen pitoisuus on riippuvainen monista muuttujista eikä voida sanoa tarkkoja rajoja, jotka sulkevat sisäänsä kaikki muuttujat. Tärkeimmät tekijät, jotka on otettava huomioon määrättäessä suoja-aineen määrä päällystysainekoostumuksessa, ovat seuraavat: a) suoja-aineen liukoisuus käytettyyn kantaja-aineeseen, b) suoja-aineen liukoisuus kalsiumhydroksidiliuokseen, sekä tähän liittyneenä kysymyksessä olevan yhdisteen tehokkuus, jonka yhdisteen katsotaan vähentävän lasikuitujen huonontumisnopeutta sementtimatriisissa. Yhdiste, jolla on suuri teho ja samalla alhainen liukoisuus kalsiumhydroksidiliuokseen, voi olla yhtä tehokas samana pitoisuutena kuin yhdiste, jonka teho on alhainen, mutta jonka liukoisuus kalsiumhydroksidiliuokseen on suuri.

c) käytetyn suoja-aineen hinta. Saattaa olla taloudellisesti toivottavampaa käyttää vähemmän tehokkaampaa kallista yhdistettä kuin suuri määrä vähemmän tehokasta halvempaa yhdistettä, d) kuituun päällystysprosessin aikana tarttuneen päällystys-ainekoostumuksen määrä, mikä määrää suoja-aineen todellisen määrän, joka on lasikuidun ja sementtimatriisin välisellä rajapinnalla.

Useimmissa tapauksissa päällystysainekoostumus, joka sisältää 5 paino-% suoja-ainetta, on tehokas, ja on epätodennäköistä, että tarvittaisiin päällystysainekoostumusta, joka sisältää enemmän kuin 10 % suoja-ainetta, tai että tällainen olisi taloudellisesti kannattavaa. Kuitenkin sopivassa kantaja-aineessa ja käytettäessä erittäin tehokasta yhdistettä saattaa alle 1 %:n väkevyydet olla mahdollisia. Erästä sopivaa valintakoetta yhdisteiden tehokkuuden toteamiseksi kuvataan jälempänä yksityiskohtaisemmin esi- 61862 8 merkkien avulla. Yhdisteet voidaan asettaa tehokkuusjärjestykseen valintakokeessa havaitun prosentuaalisen parannuksen perusteella verrattuna kuituihin, jotka on päällystetty samalla tavalla kuin koestetut kuidut lukuunottamatta sitä, että päällystysainekoostu-muksessa ei ole lainkaan suojarrainetta. Yhdisteitä, jotka aikaansaavat pienemmän parannuksen kuin 10 %, ei katsota sopiviksi käytettäviksi .

Siinä tapauksessa, että ainekoostumus on tarkoitettu saatettavaksi liimaksi kuiduille välittömästi sen jälkeen kun ne on vedetty sulasta lasiseoksesta, seos sisältää tavallisesti lisäksi kalvonmuodostusainetta ja kytkentäainetta ja on yleensä vesipohjainen. Kalvonmuodostusaine on tällöin yleensä emulsiona vedessä. Kyt-kentäaine on aine, kuten silaani, joka auttaa liimaseosta pysymään lasikuitujen pinnalla, mahdollisesti muodostaen sidoksia -OH-ryh-mien kanssa lasin pinnalla.

Kalvonmuodostusaine voi käsittää luonteeltaan kationista po-lyvinyyliasetaattia, so. polymeeriä, josta vähintään 90 % on yksiköitä, jotka on johdettu vinyyliasetaatista, ja johon on sisällytetty polymeroinnin aikana ryhmiä, jotka antavat sille kationisen luonteen happamissa pH-arvoissa. Emulsion särkymisen vaaran välttämiseksi voi kalvonmuodostusaine olla vaihtoehtoisesti luonteeltaan ei-ionista polyetyleeniglykoli. Liimakoostumus sisältää edullisesti myös kostutusainetta kalvonmuodostusaineen dispergoitumi-sen helpottamiseksi vesipitoiseen liimaan.

Siinä tapauksessa, että ainekoostumus on tarkoitettu saatettavaksi päällysteeksi lasikuitujen valmistuksen tai käsittelyn myöhäisemmässä vaiheessa, so. liimauksen ja yksityisten kuitujen säikeet yhdistämisen jälkeen,voi aromaattinen yhdiste olla liuotettuna vedettömään liuottimeen.

Lasikuidut voidaan päällystää lisäsuojapäällysteellä sen jälkeen kun lasikuidut on päällystetty keksinnön mukaisesti päällys-tysainekoostumuksella, suojaamaan päällystysainekoostumusta uut-tautumasta sementtimatriisin kanssa tapahtuvan alkukosketuksen ja sementtimatriisin kovetuksen aikana. Tämä lisäsuojapäällyste voi olla esimerkiksi epoksihartsipolymeeriä, joka voidaan lisätä liuoksena liuotettuna esimerkiksi asetoniin. Tämän suojapäällys-teen otaksutaan vaikuttavan ensisijaisesti päällystetyn kuidun ja märän sementin välisen alkukosketuksen aikana.

618 6 2 9

Keksinnön erityisiä suoritusmuotoja selostetaan seuraavassa esimerkin avulla ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on graafinen esitys sementissä olevien sellaisten lasikuitujen vetolujuuden muuttumisesta ajan mukana, jotka on liimattu kationisilla polyvinyyliasetaattiliimakoostumuksilla, jotka sisältävät kolmea erilaista trihydroksiaromaattista yhdistettä, ja käyttäen yksinään kationista polyvinyyliasetaattia, kiihdytetyissä vanhenemisolosuhteissa; kuvio 2 on kuvion 1 kaltainen graafinen esitys, jossa verrataan eri suuria pyrogallolimääriä sisältävien liimakoostumusten vaikutuksia, tällöinkin kiihdytetyissä vanhenemisolosuhteissa; kuvio 2a on kuvion 2 kaltainen graafinen esitys, jossa verrataan erilaisia pyrogallolimääriä sisältävien liimakoostumusten vaikutuksia vedessä huoneen lämpötilassa varastoiduissa näytteissä; kuvio 3 on graafinen esitys, joka kuvaa lasikuituja varten tarkoitetussa liimakoostumuksessa käytetyn pyrogallolin vaikutusta lasikuituvahvisteisen sementin iskulujuuteen; kuvio 4 on kuvion 1 kaltainen graafinen esitys vetolujuuksista, jotka on saatu kahdella koostumukseltaan erilaisella lasi-kuitulajilla, liimakoostumuksia käyttäen, joissa on tai ei ole py-rogallolia; kuvio 5 esittää tuloksia, jotka on saatu koestamalla sement-tilevyjä, jotka sisältävät lasikuituvahvistuksen, taivutus- ja iskulujuuden osalta niiden oltua sään vaikutuksille alttiina aina 12 kuukauteen asti; kuvio 6 esittää samantapaisia tuloksia, jotka on saatu koestamalla tällaisia levyjä sen jälkeen kun ne ovat olleet upotettuna veteen 28°C:ssa aina 12 kuukauteen asti; ja kuvio 7 kuvaa tuloksia, jotka on saatu samanlaisilla levyillä kiihdytetyn vanhentamisen jälkeen aina 6 kuukauteen asti.

Kuten edellä mainittiin, valittaessa aromaattisia yhdisteitä käytettäväksi suoja-aineena on välttämätöntä, suorittaa vertailevia valintakokeita yhdisteiden tehokkuuden selvittämiseksi, erityisesti siinä tapauksessa, että yhdisteet sisältävät muita subs-tituenttiryhmiä kuin välttämättömät 3 hydroksyyliryhmää aromaattisessa renkaassa. Eräs sopiva koe, jota on käytetty tämän keksinnön yhteydessä, käsittää seuraavan menetelmän: jatkuvasti vedettyjen, vesiliimattujen lasikuitujen säie valmistetaan oleellisesti 61 8 6 2 ίο alkalinkestävästä, sirkoniumoksidia sisältävästä lasista (josta jälempänä käytetään, nimitystä lasi n:o 1), jolla on seuraava koos tumus mooliprosentteina: /

Si02 69 %

Zr02 9 %

Na20 15,5 %

CaO 6,5%

Aromaattisen koeyhdisteen liuosta tai suspensiota nestemäisessä kantaja-aineessa saatetaan säikeelle muodostamaan sille päällysteen. On sopivaa koestaa jokaista aromaattista yhdistettä useammassa kuin yhdessä nestemäisessä kanta-aineessa optimaalisen päällystysjärjestelmän selvittämiseksi kyseiselle yhdisteelle. Päällystämisen jälkeen kapseloidaan jokaisen säikeen keskiosa tavallisen Portland-sementtitahtaan muodostamaan kappaleeseen, jonka annetaan kovettua ja jota pidetään määrätyn ajan, esimerkiksi 28 päivää, korotetussa lämpötilassa, esimerkiksi 50°C:ssa, kiihdytettyjen vanhenemisvaikutusten aikaansaamiseksi. Säikeen kapseloidun osan vetolujuus määritetään sen jälkeen kohdistamalla kuormitusta säikeen molempiin päihin.

Seuraavassa taulukossa on esitetty tulokset tällaisten vertailukokeiden sarjasta, jotka suoritettiin lasikuitusäikeille käyttäen 31 erilaista trihydroksiaromaattista yhdistettä kussakin kolmessa erilaisessa päällystysjärjestelmässä, sekä vertailun vuoksi säikeille, jotka oli päällystetty yksistään vastaavan päällystys-järjestelmän nestemäisellä kantaja-aineella.

Tulokset on esitetty mitattuina vetolujuuksina MN/m^ 50°C:ssa 28 päivää kestäneen varastoinnin jälkeen sekä prosentuaalisena Da-rannuksena vertailukokeessa mitattuun lukuun nähden. Erilaisten päällystysjärjestelmien avulla saadut tulokset on esitetty eri sarakkeissa (1) - (5). Kyseiset käytetyt vaihtoehtoiset päällystys järjestelmät olivat seuraavat: 1) Koestettavan aromaattisen yhdisteen 10-%:ista liuosta vedessä, asetonissa tai etanolissa (riippuen yhdisteen sopivasta liukoisuudesta) saatettiin säikeelle ja kuivattiin 50°C:ssa. Epoksi-hartsin (5 1/2 osaa Epikote 828 ja 1 osa Epikure RTB-kovetinta, joita molempia myy toiminimi Shell Chemicals Ltd) 10-%:ista (pai-no/paino) liuosta kloroformissa saatettiin aluspäällysteelle ja 11 618 6 2 kovetettiin 80°C:ssa 30 minuuttia.

2) Koestettavan aromaattisen yhdisteen 10-%:ista liuosta polyetyleeniglykolin 3-%:isessa vesiliuoksessa saatettiin säikeel-le ja kuivattiin 50°C:ssa. Päällimmäinen epoksihartsipäällyste valmistettiin sen jälkeen kohdassa (1) kuvatulla tavalla.

3) Valmistettiin koestettavan aromaattisen yhdisteen 10-%:inen liuos tunnetussa liimakoostumuksessa, joka käsitti edellä kuvattua luonteeltaan kationista polyvinyyliasetaattia, ja tätä koostumusta saatettiin säikeelle ja kovetettiin 115°C:ssa 30 minuuttia.

4) Joissakin tapauksissa havaittiin koestettavan aromaattisen yhdisteen olevan sopimaton sekoitettavaksi kohdassa (3) käytetyn liimakoostumuksen kanssa. Näissä tapauksissa levitettiin aromaattisen yhdisteen 10-%:ista vesiliuosta säikeelle, kuivattiin 50°C: ssa 30 minuuttia ja sen jälkeen levitettiin päällimmäiseksi päällysteeksi liimakoostumusta.

5) Noudatettiin kohdan (1) järjestelmää lukuunottamatta sitä, että käytettiin epoksihartsin 5-%:ista kloroformiliuosta. Päällystys järjestelmien edellä olevasta kuvauksesta voidaan nähdä, että joissakin tapauksissa katsottiin välttämättömäksi levittää tilapäinen suojapäällyste päällysteelle, joka sisälsi aromaattista yhdistettä, ennen säikeen kapseloimista sementtiin. Tämä suoritettiin kaikkien erilaisten koestettavien yhdisteiden retention takaamiseksi ja siten aineen lasikuitupinnasta irtoamisen nopeuden kaikkien muiden vaihtelujen estämiseksi kuin sen, jonka määräävät suoja-aineen kemiallinen luonne ja fysikaaliset ominaisuudet kokeen aikana. Tämä tilapäinen päällimmäinen päällyste esti suoja-aineen kaiken ulosuuttautumisen alussa, mutta ei vaikuttanut esteenä huo-nonemisnopeuden kiihdytetyssä koestuksessa sen jälkeen kun sementti oli kovettunut.

Taulukossa on esitetty jokaisessa esimerkissä aineen nimi ja, milloin se on käytännöllisesti mahdollista, myös kaavat sekä näiden lisäksi kuitujen vatolujuus sen jälkeen kun kuidut ovat olleet 28 päivää 50°C:ssa tavallisen Portland-sementin muodostamassa möhkäleessä, koestettuna edellä selostetulla tavalla, sekä prosentuaalisen parannuksen verrattuna lasikuituihin, jotka on päällystetty yksinomaan kantaja-aineella.

12 6186? I" ai CU G o ro L i o ττ Q3 -n ro P ·η i VO 05 23 : k* i O <55 O 00 in 04 c m id m m co w ^ 0 3 o o co r> vo

-P -rn r-t rs r« o CM

,0 3 vo <n σν oo oo > Ή ja" ϋΙ 9 in οο ιΗ oo 04 C in m r-ι «n

CN

P I | -h oo tt vo :fö Q 3 vo <M co tj· p-P-rnio o o rs oo

3 & 3 rH iH

Ή > l-Η 0)

-P

in «k* 5 1

:<0 S

m M o m oo vo vo £* to m vo iH m >1 p4

-P

tn ~ >i d.

H ΓΛ I—( 3 :iD 3 :(C -rn

cu 3 o m t* co rH

• >h o rs rs σ> 0 rs o rH oo o δ 8 1 δ-Q s-0s_Q_| / \ / \ “ δ S 8 S -H Q _ -Hl -rl saa I |5 il a

d 8 a S 1 _ *8 as S

5 Jt tdl II Ks II

osa r 81 n» r 8 s f 8 -P (0 ro ei p ty>,c vo in -M tt tn

MC 4-> ‘ΐ H P5 s-pm ‘P

mgc (N C 5i m3 TJ-C3 ro C

• ^ -p ϋ hI w §3 d (nI &> «n j§ tn

ω O iH IN ro TT

618 6 2 13 g <*> U 0) I r-H Γ- 3 3 I O'! in oo & C ; 2 ; <b 3 CO σ\ ϋ·π id rH oo ο P '; ·& 00 > <—! s , £ S i cl c 00

rH I

— tn I P

OP „ JJ ·η oo 00 p. 3 ' CN l" > rH . Γ" m :

in m ro Γ"· Ο Ή O

(C 3 ι I <N <N <N CM

(¾ C

(N

1 3 oo (N nj rH m o P oo rr <y\ ο cr> +J I 4-i to l£> 00 r~ . 00 r-- ;m ω p £ > ή

0! ' dP

IP. w O 3 ! Τ'· S i M G ! :<c oo -1-1 i-4 en ib oo rH rH cn in >, cl I oh I 'i· m

-M

tn

Sh -—

rH «-H

rH ' :n3 en :rö 3 O- 3 i •ro rH I *S· 00 rH (N ^5- 0 m oo σο σ\ oo -3 ί co eri vo a\ o g ! S f f \ 2 Λ §

1; .-o-ι ^qAo8 <0% >J

S s s

I III

Ή ·Η ·Η ·Η ·Η (/) W CO CO 4->

‘g : Joo Jo J 3 1 I

2 lllg* tl tt t‘§ 1 ΰ-s £3 iJS 5.

I O 3 10 1¾ I <4H >1 m en >—i intn vo tn o Ph -M rj - -P ' 4-> Qj ; e «i ^ e ^ e oo o p : ~53tji »qj vm > en m . I ro 13 — niH5 cm J5 om rd O.

•H | tn „ H ! uo io r- oo σ< ,, 61862 14 b* mw o ro &ύ " (?) I ^ S-r» S vo

,4)3 H

►> I—I rH

•—I

S*" H W ΉI vo ro nj 3 f-ι ro T?

Pk C

“il g $-Fi 00 ro r- m 3 ^3 00 00

>rH

r* dP

S tfl ^ 10 VO ID

g 3 1-1 <n un "V un

O. C

4J ™ « ~ 9 S 0 3 1-1 <n irt rpTj.

r-i -P 'ΓΊ Ή »H (N VO <N

4) r 00 o en o

U r-l rH

w 4) *ΓΊ M .

S1*

WMW 1—1 ΙΠ ro o TT

ϊμ d 3 m (N rr p Pk 3 w > _

Ή rH

«-4 w (Q 1,0 1 2 rt H .2, vn oo h oo o

Λ 4) 3 ^ ^ o r-H

> rH CO oo o σ> o

Ή r—I

O

_(f s ' s s-’ δ7^Λ s 1 C>s O· M äO“ s s S S \ /

-H "θ' I--1 ® S W H

•S E I g 1 tl! i I Ki 111 f I ill vo -h i 13 e g 3 h -3 4-¾¾ 3 £i 2 Ό y-5 ΐ ro e v on'8ä is ^ as I h S β 'So rH 04 n ^

W rH «H rH 1-H rH

W

,, 61862 lb cj do

Si

o« c I I

B-S

S5 I* SI » S g"

to MW

I a <s a 2% 5 “*c S3

LO

g*5 ' “ as ? S£ cu a a) a

> rH

4J ^ »g £i

o J ° I

p R.a, ^ c <#> to fl) ;3 Ό (0

(U >.H P to rH

•n <0 a M

P ft c :<0 , Έ S#

> H U1 H< Ή- rH

4j a a oo ro n — to c to r*" (—i rH N—' o a in

rH . IQ 4-) ·ΓΗ rH

:t0 i 2 oo en o Oja0'

:(0 R.2, in 00 -* > rH

0j q) a ^ ^ L 0-(°°) s-{\s / \,_B ΛΛ )=( g \ / 0=4 U Q 0=0 0=0 r b ö , 1 fJ |4 |3| si m SI Ilf l| in .|3 G io^d 4*-h § If Z'U m zU ul i V) if) VO P- 00

PQ rH fH iH rH

16 61862 S *** u m o o σι σι !N oo m

(03 (N <N (N rH ro (N CM

0« G in L ^ (NoOrHincNino j3.p, ^ <n o m cg <r vo m3 oo oo <τ oo tr r~ co

> rH

a 3 «n m oi m 's1 oo m n< ρζ g m njinmcM-tfcoT*

»H

.S ro m r\i r·» o ro <n h

03 vo r~ vo f" ro ro iH

-P ·(—i o oo o σι oo o av o

$,3 H H nH H

ro δ ti I £

11 O

•ΓΊ '

tn O

4J """ "" _ _

(Λ >1 i—I »H

:aJ

:(0

CU

r-l ^ o y

Iti H >< G 3 q

= -M +J +J

i I 3

I 3 II ΐ | I I I

^ Ί ^ ^ ^ J J |

Tr -5 u § tn to 5 a ia ia «e -g ie g a 3 b S s 3 s i tn σι o iH (N ro ^ m vo w i—| (N (N <N (N (N m rsl 17 61 862 k" ύ ra I οθ vo rag cm I—I cg (¾ c un W. $ h 5 Ή cg oo 4J ·ι—> σν cg p- ,ra 3 co oo oo

> -H

g <#> ura vo H «a· ro r-» rap •cr rr ro ro ro

Oj G

««•“«s

P -H

1 ~ n r-i 1 3 m vo vo τι·Η Φ iJ-Fo cg oo co ro vo +j d)3 o σι σν σνσν

CO > iH rH

(U •ro P

:ra ra

•ro 'CO

en e e > 8-5 +j e -h jj 9 1 :ra :ra g s s 3

rH

i I

I 5 ·§ ~ S

$ 5 a s s I I S S g £

Jj 1? 3"? I! ”? Ίϋ 2

p || ϋ j I

S r- 00 σν o -h CO cg cg cg ro ro

W

18 61862

Pyrogallolin ja gallushapon ammonium-hapetussuolat (esimerkit 2 ja 18) ovat tuotteita, jotka on saatu liuottamalla pyrogal-lolia tai gallushappoa veteen niin, että saadaan 10-%:inen (pai-no/tilavuus) liuos, säätämällä pH arvoon 11 lisäämällä väkevää ammoniakkiliuosta ja haihduttamalla liuos kuiviin. Näiden tuotteiden tarkkaa rakennetta ei tunneta, mutta niiden otaksutaan säilyttävän lähtöyhdisteiden 3 hydroksyyliryhmää, yhdistyneinä NH^+-radi-kaalien kanssa.

Taulukosta voidaan nähdä, että eri yhdisteiden suhteellinen teho on selvästi osoitettu seulontakokeen avulla, joskin yksityiskohtaisemmat pitemmän ajan kuluessa suoritetut täysmittakaavakokeet ovat välttämättömät kunkin yhdisteen tarkan tehokkuusasteen saamiseksi. Otaksutaan, että syanuurihapolla (esimerkki 15) todettu suhteellisen alhainen teho johtuu siitä, että sen liukoisuus kalsium-hydroksidiliuokseen on suhteellisen alhainen. 10 % pienempi prosentuaalisen parannuksen luku on osoitus siitä, että yhdiste ei ole sopiva käytettäväksi keksinnön mukaisesti.

Yksityiskohtaisemmat kokeet suoritettiin käyttäen edellä olevan taulukon esimerkkien 1, 3 ja 12 yhdisteitä sisällytettynä tavanomaiseen liimakoostumukseen.

Liimakoostumus valmistettiin seuraavista aineksista:

Paino-%

Luonteeltaan kationista polyvinyyliasetaattia, nimittäin kopolymeeriä, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 80,000 ja joka on johdettu vinyyliasetaatista ja 2 %:sta 2-dimetyyli-aminoetyylimetakrylaattia, stabiloituna 1 5:11a kationista pinta-aktiivista ainetta, ja jota myy nimellä "National 102-1209" toiminimi National Adhesives and Resins Ltd. 14,0

Pelargonihappo-tetraetyleenipentamiinikondensaattia, joka on tehty liukoiseksi etikkahapolla ja jota

Arnold Hoffman myy nimellä AHCO 185 AE 0,02

Kapryylihappo-tetraetyleenipentamiinikondensaattia, joka on tehty liukoiseksi etikkahapolla ja jota

Arnold Hoffman myy nimellä AHCO 185 AN 0,01 61 862 19

Paino-%

Polyetyleeniglykolia, jota Union Carbide Corporation myy nimellä "Carbowax 1000" 0f10 ζ -aminopropyylitrietoksisilaania, jota Union

Carbide myy nimellä "A 1100 silane" 0,25

Steariinihapon ja tetraetyleenipentamiinin amidi-kondensaattia, jota myydään nimellä "Cationic X" 0,20

Vettä loput Tämän liiman kiinteäainepitoisuus oli 6,5-7,0 paino-%.

Tästä liimasta otettiin 4 näytettä. Kolmeen näistä näytteistä lisättiin vastaavasti 10 paino-% pyrogallolia, 10 paino-% floro-glusinolia ja 5 paino-% purporogalliinia. Neljällä näytteellä päällystettiin sen jälkeen identtisissä olosuhteissa lasisäikeitä, jotka olivatlasi n:o 1 laatua, so. oleellisesti alkalinkestävää, sir-koniumoksidia sisältävää lasia. Erilaisilla liimanäytteillä päällystettyjä kuitusäikeitä koestettiin edellä kuvatulla tavalla kapseloimalla jokaisen säikeen keskiosa vastaavaan tavallista Portland-sementtitahdasta olevaan kappaleeseen ja määrittämällä kapseloidun osan vetolujuus kohdistamalla kuormitus säikeen molempiin päihin, näytteiden annettiin kovettua 100 %:n suhteellisessa kosteudessa ja huoneen lämpötilassa 24 tuntia ja sen jälkeen ne upotettiin veteen, jonka lämpötila oli 50°C. Näytteitä koestettiin 24 tunnin ko-vetuksen jälkeen, so. välittömästi ennen veteen upottamista ja 2, 4, 8 ja 12 viikon vedessäolon jälkeen, mikä käsittely jäljittelee useiden vuosien ajanjaksoja normaalisissa lämpötiloissa jatkuvasti kosteissa olosuhteissa, jotka ovat vaikeimmat olosuhteet, mitkä todennäköisesti tulevat esiintymään käytännössä.

Tulokset on esitetty graafisesti oheisten piirustusten kuviossa 1. Käyrä 1 esittää vetolujuuden muuttumista ajan mukana pyrogallolia sisältävällä liimalla päällystetyillä säikeillä, kuvio 2 esittää floroglusinolia sisältävällä liimalla saatuja tuloksia ja käyrä 3 purpurogalliinia sisältävällä liimalla saatuja tuloksia, kun taas käyrä 4 esittää vertailun vuoksi yksistään tavanomaisella liimalla saatuja tuloksia. Tällöin voidaan nähdä, että pyrogalloli o. 61862 ja purpurogalliini (joka on pyrogallolin hapetustuote) pienensivät lasikuitujen lujuuden huononemista noin 50 %:lla, samalla kun floroglusinoli myös aiheutti huomattavan parannuksen.

Muita samantapaisia kokeita suoritettiin säikeille, jotka oli valmistettu saman lasilaadun kuiduista ja jotka oli liimattu samanlaisilla ainekoostumuksilla, jotka sisälsivät 0 %, 1 %, 5 % ja 10 % pyrogallolia, saatettuna kuiduille tavanomaista tyyppiä olevan telalevityslaitteen avulla, kun kuidut vedettiin harjauslaittees-ta. Tulokset on esitetty graafisesti kuviossa 2. Ne osoittavat, että tavallisella liimalla, ilman pyrogallolia, päällystettyjen lasikuitujen muodostaman säikeen vetolujuus (käyrä 5) pieneni vähän yli 37 % sen alkuperäisestä arvosta 8 viikon kuluttua ja sen jälkeen pysyi oleellisesti vakiona. Liiman sisältäessä 1 % pyrogallolia (käyrä 6) oli lujuus alussa hiukan alempi kuin tavallista liimaa käytettäessä, mutta luvut olivat kahden viikon kuluttua sen jälkeen jokaisen jakson jälkeen korkeammat. Suurempi etu voidaan havaita siinä tapauksessa, että liima sisälsi 5 % pyrogallolia (käyrä 7) ja 10 % pyrogallolia (käyrä 8). Alkulujuus oli samanlainen kuin ilman pyrogallolia, mutta pieneminen ajan mukana oli selvästi paljon vähäisempi. 12 viikon kuluttua oli vetolujuus vielä noin 70 % sen alkuarvosta. Se seikka, että 5 % ja 10 % pyrogallolia käyttämällä saadut käyrät ovat samanlaiset, osoittaa, että todennäköisesti saavutetaan vähän etua suurempien määrien lisäämisellä.

Kuvio 2a kuvaa tuloksia, jotka on saatu samanlaisilla näytteillä kuin ne, joita edellisessä kappaleessa on selostettu, vedessä huoneen lämpötilassa aina 18 kuukauteen asti kestäneen varastoinnin jälkeen. Tässä kokeessa, joka jäljittelee luonnollista vanhenemista hyvin kosteissa olosuhteissa, on lujuudessa tapahtuva huononeminen selvästi paljon pienempi. Käyrät 5a, 7a ja 8a esittävät tuloksia, jotka on saatu käyttämällä liimakoostumuksessa 0 %, 1 %, 5 % ja 10 % pyrogallolia. Tällöin voidaan nähdä, että 1 % pyrogallolia aikaansai huomattavan parannuksen, kun taas 5 % ja 10 % pyrogallolia tuottivat suuremman ja kestävän edun niin, että 18 kuukauden kuluttua kuitujen vetolujuus oli vain niukasti, jos lainkaan, alempi kuin alkukovetuksen jälkeen (24 tuntia 100 %:n suhteellisessa kosteudessa).

Lasikuituvahvisteisen sementin näytteet valmistettiin le- 21 61 8 6 2 vyistä, joiden mitat olivat 2x1 metri umpimähkäisesti vahvistettuina lasilaadun n:o 1 lasikuiduilla, jolloin eräät levyt käsittivät kuituja, jotka oli liimattu tavallisella liimalla, ja muut käsittivät kuituja, jotka oli liimattu liimalla, joka sisälsi 5 paino-% pyrogallolia, jolloin levyt oli muodostettu suihkuttamalla lasikuituja ja sementtiä valupinnalle. Näytteiden iskulujuus koes-tettiin välittömästi sementtikappaleen kovettumisen jälkeen (1 päivä huoneen lämpötilassa) ja uudestaan 5 tuntia kestäneen nopean vanhenemisen aikaansaamiseksi 120°C:ssa suoritetun höyrykäsittelyn jälkeen. Tulokset on esitetty kuviossa 3, josta nähdään, että näytteillä oli aluksi samanlaiset iskulujuudet, mutta näytteet, jotka oli valmistettu pyrrogallolia sisältävällä ainekoostumuksella liimatuista lasikuiduista (käyrä 9a) säilyttivät hyvin paljon suuremman osuuden alkuperäisestä lujuudestaan kiihdytetyn vanhentamisen jälkeen kuin näytteet, jotka oli valmistettu ilman pyrogallolia (käyrä 9b).

Pyrogallolia sisältävien päällystysainekoostumusten vaikutuksen vertaamiseksi eri tyyppisiin alkalia kestäviin lasilaatuihin suoritettiin kokeita säikeille, jotka oli valmistettu lasilaatua n:o 1 olevista lasikuiduista ja lasilaatua n:o 2 olevista lasikuiduista, jonka viimemainitun lasin kokoomus painoprosentteina oli seuraava:

Si02 60,6 % A^Og 0,5 %

Zr02 10,6 %

Na20 14,4 % K20 2,8 %

Ti02 5,8 %

CaO 5,4 % Säikeitä, jotka oli päällystetty edellä vertailuaineena käytetyllä kationisella polyvinyyliasetaattiliimakoostumuksella, verrattiin säikeisiin, jotka oli päällystetty samalla liimakoostu-muksella, joka sisälsi 5 % pyrogallolia, molempien ollessa kapseloituna sementtikappaleihin kuten edellä. Tulokset on esitetty graafisesti kuviossa 4, jossa viiva 10 kuvaa lasia n:o 1 käytettäessä 22 618 6 2 ainoastaan liimapäällystettä, viiva 11 kuvaa lasia n:o 1 liiman sisältäessä pyrogallolia, viiva 12 kuvaa lasia n:o 2 käytettäessä vain liimapäällystettä ja viiva 13 kuvaa lasia n:o 2 liiman sisältäessä pyrogallolia. Kussakin tapauksessa pienensi pyrogallolin lisääminen huomattavasti lasikuitujen lujuuden huononemista.

Keksinnön mukaisesti päällystetyillä lasikuiduilla vahvistettujen sementtituotteiden kestävyysominaisuuksien selvittämiseksi valmistettiin levyjä tavallisesta Portland-sementistä käyttäen vahvikkeena 5 paino-% lasilevyjä tavallisesta Portland-sementistä käyttäen vahvikkeena 5 paino-% lasilaatua n:o 1 olevaa lasikuitua, kuten edellä on kuvion 3 yhteydessä esitetty, ja saatettiin luonnon sääolosuhteiden alaiseksi 12 kuukauden alaiseksi. Näytelevyistä koes-tettiin murtomoduli (taivutuslujuus) ja iskulujuus, ensin 7 päivää 100 %:n suhteellisessa kosteudessa tapahtuneen alkukovetuksen ja 21 päivää kestäneen ilmassa tapahtuneen kovetuksen jälkeen ja sen jälkeen 2, 6 ja 12 kuukautta kestäneen säälle alttiinaolon jälkeen. Tulokset on esitetty kuviossa 5, jossa viiva 14 esittää yksistään liimakoostumuksella päällystetyillä lasikuiduilla vahvistettujen levyjen murtomodulia, viiva 15 esittää 5 % pyrogallolia sisältävällä ainekoostumuksella liimattujen levyjen murtomodulia, viiva 16 esittää liimalla päällystettyjä kuituja sisältävien levyjen iskulujuut-ta ja viiva 17 esittää pyrogallolia sisältävällä koostumuksella päällystettyjä kuituja käyttäen valmistettujen levyjen iskulujuutta. Tällöin voidaan nähdä, että luonnon olosuhteissa, ilman kiihdytettyä vanhentamista, oli pyrogallolilla vahvistettuja kuituja sisältävillä levyillä yhtä hyvä tai parempi taivutuslujuus kuin vertailu-levyillä vuoden kuluttua eivätkä ne osoittaneet mitään huononemista tässä suhteessa, kun taas iskulujuus säilyi koko ajan oleellisesti suurempana kuin vertailulevyjen.

Samanlaisille levysarjoille suoritettiin muttomodulin ja isku-lujuuden määritykset sen jälkeen kun ne olivat olleet upotettuna veteen 28°C:ssa aina 12 kuukauteen asti. Tulokset on esitetty graafisesti kuviossa 6. Viivat 18 ja 19 esittävät sellaisten levyjen murtomodulia, jotka on vahvistettu kuiduilla, joiden päällystysai-nekoostumukset vastaavasti sisälsivät tai eivät sisältäneet pyrogallolia, kun taas viivat 20 ja 21 esittävät iskulujuutta päällys-tysainekoostumuksen sisältäessä ja vastaavasti sisältämättä pyrogallolia.

Muita kiihdytetyn vanhentamisen kokeita suoritettiin saman- 23 61862 laisile levyille upottamalla ne veteen, jonka lämpötila oli 50°C, aina 6 kuukauden ajaksi, minkä otaksutaan vastaavan monen vuoden pituista (varmaankin yli 10 vuoden) luonnollista vaimenemista. Vaikutus levyjen iskulujuuteen on esitetty graafisesti kuviossa 7, jossa viiva 22 esittää 5 % pyrogallolia sisältävällä liimakokoomuksella päällystetyillä kuiduilla vahvistettujen levyjen iskulujuutta, ja viiva 23 esittää yksistään liimakoostumuksella päällystettyjä kuituja sisältävien levyjen iskulujuutta. Tällöin voidaan nähdä, että parannus iskulujuudessa vertailunäytteeseen verrattuna säilyi hyvin koko koeajan. Iskulujuuden pienenemisnopeus ajan mukana väheni hyvin pieneen arvoon kummankin tyyppisellä levyllä.

Päällystettyjen lasikuitujen sisällyttäminen sementtiseokseen voidaan suorittaa spray-up-menetelmän avulla. Tässä menetelmässä suihkutetaan sementtiliete ja katkotut lasikuidut paperilla päällystetylle imumuotin rei'itetylle pinnalle. Muotti on varustettu sen reunojen ympäri ulottuvilla säädettävillä suojalevyillä, mikä tekee mahdolliseksi valmistaa eri paksuisia levyjä. Sen jälkeen kun toivottu paksuus on suihkutettu, tasoitetaan yläpinta ja ylimääräinen vesi poistetaan kohdistamalla imua. Levy voidaan siirtää kannatti-melle kääntämällä muotti ylösalaisin ja sen jälkeen se voidaan peittää ja varastoida siksi kunnes toivottu kovettumisaika on kulunut, jonka jälkeen levy on valmis käytettäväksi. Lietteen vesi/sementti-suhde valitaan käytetyn sementin luonteen mukaan. Lasikuitumateriaa-li syötetään roovina katkaisulaitteeseen ja katkaistun materiaalin pituus säädetään muuttamalla terien lukumäärää katkaisulaitteessa. Lasin suhdetta sementtiin kontrolloidaan muuttamalla katkaisulaitteeseen syötettyjen roovien lukumäärää katkaisunopeuden ollessa sama tai muuttamalla katkaisulaitteen nopeutta.

Claims (9)

1. Päällystetyillä lasikuiduilla vahvistettu sementtituote, tunnettu siitä, että lasikuidut on päällystetty koostumuksella, joka sisältää suoja-aineena vähintään yhtä monosyklistä tai polysyklistä aromaattista yhdistettä, jossa on vähintään kolme hydr-oksyyliryhmää aromaattisessa renkaassa tai vähintään yhdessä aromaattisista renkaista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että mainitut kuidut on muodostettu alkalin kestävästä lasikoostumuksesta, joka sisältää vähintään 5 mooli-% ZrC^.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sementtituote, tunnet-t u siitä, että aromaattinen yhdiste on liukoinen kalsiumhydroksi-diliuokseen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sementti-tuote, tunnettu siitä, että aromaattinen yhdiste on mono-syklinen 6-jäseninen rengasyhdiste, jonka renkaassa on vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että aromaattinen yhdiste on tuote, joka on saatu hapettamalla alkalisessa liuoksessa monosyklistä 6-jäse-nistä rengasyhdistettä, jonka renkaassa on vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että aromaattinen yhdiste on monosyklinen 6-jäseninen rengasyhdiste, jonka renkaassa on vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia ja vähintään yksi muu substituentti, tai sen karboksyylihapposuola tai karboksyylihappoesteri.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että aromaattinen yhdiste on tuote, joka on saatu hapettamalla alkalisessa liuoksessa monosyklistä 6-jäse-nistä rengasyhdistettä, jonka renkaassa on vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia, ja vähintään yksi muu substituentti.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että siitä, että aromaattinen yhdiste on heteromonosyklinen 6-jäseninen rengasyhdiste, jonka renkaassa on kaksi typpiatomia ja vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia. 25 61 862

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sementtituote, tunnettu siitä, että aromaattinen yhdiste on polysyklinen aromaattinen hiilivety, jonka yhdessä yksittäisessä 6-jäsenisessä renkaassa on vähintään kolme hydroksyylisubstituenttia. 26 61862