FI65226C - Fiberfoerstaerkt cementprodukt och foerfarande foer framstaelling av detsamma - Google Patents

Description

RSr^l Γβΐ flnKwuLUTuijULKAisu

JSa W ("} UTLÄGGNINGSSKAIFT ObllO

^ Patent aieddelat vSE/ 3 3 ; (51) Kv.lk./fc*.CL C 04 B 31/36 SUOMI—FINLAND pi) itewtdh^-ta«nuMeM| 793108 (22) HikwniipAlvt —AnaMcnlngadas 08.10.79 * ' (23) AlkupiWi—GIMgh«tadag 08.10. 79 (41) Tullut )ulklMkii — Riivit offwttHf 11. Ol. 80

Patentti- ja rekhUrlhalHtm NMttmhripnoe )· kuri^ikatoun pvm. —

Patent- och ragistantyraban ' Anaokan utbfd och ucMkrtftwi publicorad 30.12.83 (32)(33)(31) Pn^etty tuolkei» Λφτ4 prtor** χο.10.78

Tanska-Danmark(DK) U507/78 (71) Rockwool International A/S, DK-2610 Hedehusene, Tanska-Danmark(DK) (72) Karl Erik Hansen, Kokkedal, Peder Pedersen, Roskilde, Tanska-Danmark(DK) (7*0 Berggren Oy Ab (5¾) Kuituvahvisteinen sementtituote ja menetelmä sen valmistamiseksi -

Fiberförstärkt produkt av cementprodukt och förfarande for framställ-ning av densamma Tämä keksintö tarkoittaa sementtituotetta, jota on vahvistettu ainakin selluloosakuiduilla.

Asbestikuitujen kyyttö sementtituotteiden vahvistamiseksi on tunnettua. Niinpä asbestikuituja käytetään paljon niinsanot-tujen asbestisementtilaattojen, kuten Eterniitti®-laattojen valmi stuksessa.

Asbestisementtituotteilla on useita edullisia ominaisuuksia, kuten suuri vetotaivutuslujuus, hyvä vastustuskyky kemiallisia rasituksia kohtaan ja hyvät kesto-ominaisuudet.

Asbestisementtituotteissa on kuitenkin hyvin olennainen haitta, näiden tuotteiden valmistus ja työstö muodostaa niin huomattavan terveydellisen vaaran, että on odotettavissa, että asbestikuitujen käyttö sementtituotteiden vahvistusmateriaalina tullee kiellettäväksi jonkun vuoden kuluessa.

Asbestituotteiden valmistuksessa tunnetaan sekä asbesti- että selluloosakuitujen käyttö vahvistuskuituina.

2 65226

Yrityksistä asbestikuitujen korvaamiseksi 0,5-20 painoprosentilla selluloosakuituja kuituvahvisteisissa sementtituotteis- sa ei ole saatu tyydyttäviä lujuustuloksia. Niinpä on voitu 2 saavuttaa noin 165 kp/cm vetotaivutuslujuus (4 viikon varastoinnin jälkeen) mäntyselluloosakuituja sisältävillä kuituvah-visteisilla tuotteilla. Tällainen lujuus aikaansaadaan käyttämällä noin 4 % kuitujen eikä lujuus lisäänny olennaisesti suurempia kuitumääriä käytettäessä. Tällainen lujuus ei ole tyy- 2 dyttävä, koska vähintäin 165 kp/cm vetotaivutuslujuutta pidetään välttämättömänä, jotta tällaiset selluloosakuitutuotteet voisivat korvata asbestisementtituotteet.

Englantilaisesta patenttijulkaisusta GB-1 089 777 tunnetaan menetelmä sementtituotteen valmistamiseksi johon on sekoitettuna kuitumaista selluloosa-ainetta. Selluloosa-aine voi olla peräisin etelämaisesta kovapuusta n.k. "Southern hardwood". Tunnetun menetelmän mukaan kuitumainen aine saatetaan voimakkaan emäskäsittelyn alaiseksi kuitumaisen aineen avaamiseksi. Tällaisessa käsittelyssä on kuitenkin odotettavissa kuituaineen lujuuden voimakas aleneminen, joten sementtituote ei saa lisää lujuutta kovapuuta olevasta lisäaineesta huolimatta.

Nyt on yllättäen ilmennyt, että tietynlaisilla selluloosakui-duilla on erittäin suuri vahvistava vaikutus kun niitä käytetään vahvistuskuituina kuituvahvisteisissa sementtituotteissa ja että näillä kuiduilla voidaan aikaansaada kuituvahvisteisia sementtituotteita, joiden vetotaivutuslujuus olennaisesti ylittää yllämainitun minimiarvon.

Keksinnön mukainen kuituvahvisteinen sementtituote on siis tunnettu siitä, että eukalyptusselluloosakuidut joko täysin tai osittain muodostuvat vahvistuskuiduista.

Eukalyptusselluloosakuituja käytettäessä kuituvahvisteisissa sementtituotteissa on täysin yllättäen ilmennyt, että voidaan saavuttaa 220 kp/cm vetotaivutuslujuus (4 viikon varastoinnin jälkeen) ts. yli 30 %:n lujuuden lisäys mäntyselluloosakuitui-hin verrattuna.

65226

Esimerkkeinä erilaisista keksinnön mukaisiin sementtituottei-siin käytettävistä eukalyptuskuiduista mainittakoon Eucalyptus saligna-, Eucalyptus globulus- ja Eucalyptus camaldulensis-puiden kuidut. Suositellaan sulfaattimenetelmällä valmistetun valkaistun kuitumateriaalin käyttöä.

On suoritettu kokeita eukalyptusselluloosakuitujen vahvistavan vaikutuksen määrittämiseksi mäntyselluloosakuituihin nähden kuituvahvisteisissa sementtituotteissa. Näissä vertailukokeissa selluloosakuidut hajotettiin ensin 1 litrassa vettä ja lisättiin 5 litraa vettä ja mahdollisesti kivivillakuituja, jonka jälkeen seosta hämennettiin 5 minuutin ajan ennen kuin sementti lisättiin. Vielä 5 minuutin hämmentämisen jälkeen lisättiin 4,2 ppm:n määrä polyelektrolyyttiä (Reten ®123x). Hämmentämistä jatkettiin vielä 1 minuutin ajan, minkä jälkeen syntynyt sekoitus siirrettiin muottiin, jonka verkko oli vuorattu suodatinpaperilla. Sen jälkeen kun sekoituksesta oli imemällä poistettu vesi niin suodatinpaperille muodostunutta kerrosta puristettiin kohoavalla paineella (5 kp/cm 1 minuutin ajan, 10 kp/cm 1 minuutin ajan, 2 ja 15 kp/cm 1 minuutin ajan). Sen jälkeen syntyneen kuitusement- tilaatan kummallekin puolelle pantiin 5 suodatinpaperia ja 2 laattaa puristettiin 2 minuutin ajan 60 kp/cm :n paineella.

Näin saadut laatat varastoitiin sitten huoneenlämmössä ja 100 %:n suhteellisesssa kosteudessa kunnes niiden vetotaivutuslujuus ja massan tiheys määritettiin tunnetulla tavalla.

Valmistettujen kuitusementtinäytteiden kokoomus ja niiden ominaisuudet selviävät seuraavasta taulukosta 1.

4 65226 r- L· G * i 3 3 8? g -g -n x: B G B n in ^ cn K cNCNioicriror-tr^n

g) TT -H g i-HrH<TirHrHlOrHr-iCNm<NrHrHCN

w 2 S ·§ +| +| +| +1 +1 +1 +1 +| +| +| +| +| +| +1 3 3 ή tOoi +J 3 Q tt£ nooQHmmO^N'imiOfNiii CD-Q-P O ΗΜιίΙΟπΙΙβί^ΝΜΜίηΰ^

•H ^ If) ** \ I—I »H pH iH CM rH CM CM rH rH rH rH rH rH

H (Ö C ίΤ*

3 3 § B

o -p > λ;

I moirHCNmCNCNmrHr-HOCNOOCN

g oqqooqoorHrHrHoqo -h ro ddoooddododddo ΰ,ω,Ο +i +i +i +i +i +i +i +i +i +i +i +i +i +i

b> ST oocjDiHoornooLnoocororNr'CMCM

-η ,C οοοοοοΓ^Γ'ΐηΓοοΓ^Ρ'Ρ-Γ^Γ'Γ^

Jj fH

H rH rH rH H iH rH ι—If—Il—IrHrHi—li—I

cm q gc H I in O xt (νΟ^γ^Οηγογ^

O ^ I—I CM I—I I—I 00 i—l r—I CO CM Η i—1 ·—1 CM

i5 Cg *n C +1 +1 +1 +1 +1 I +1 +1 +1 -H +1 +1 +1 +1

!> H C Φ GO in IN (C Φ mh’i'iHOO'H

' (d -Η λ: co m r- q cn oornrocNN’t-'-ior·'

CO ^ v> d *H I—I I—I γν CM »H Ή ι—I i—1 i—1 r-H rH rH

•Η <ΓΊ ι

Ο Ή G -5 I CN VO CN o O Q rH

V 81 O Qrl rH ι—I fH r—I rH <J\ 03 03 03 LO CN

5 P M +> ao 3 ^g'nS +i +i +i +i +i ι +i +i ι +i +i +i +i +i rj ? ^ M C $ h n m » co oo r-π v£> σι co ro in P-H ro-ΗΛί m ir m σι φ Ν’ O n n 1-- ό o~

fQidCMpC rHr—liHrHrH rH rH rH rH iH *H rH

H i s i

BC-d I 03 Ο Ο Ή ΙΟ Γ" h ID GO

O Q rH ι—( 03 00 in rH v—I ι—I N* ι—I CD ι—I ι—I ι—I

M P :tO G

m ‘H $-r* § + ' +l +l +l +l +l +l +l +l +l +l +l +l +l §

P S> P G <D rHooonr-'onr'inrHioonoOr^®) M

-Η to -η λ: rHrHmr'<TiN,<N<Tv00(NO3a5r^N’ i-l Η ϊ> C rH i—I rH rH rH rH ι—I rH »H »H »H iH 5CÖ *ΓΗ

3 P -H

P S oooooooooocnOOOoooooooooo S

V-l rH rH rH Φ

•H <1> S

*M $

dP C

o :rd ^ PM «-HcNoiNinoOOOrHCNcnNin -h 3 :rn rH cn en t> ό 33

3 S -H

λ; g 3 -g p io > cn ι m g 3 5 5

$ Qi tO 3 G

> P Sv S £ 9 P (0P= = = = = = = 3^= = = = -rj

en M -d E G P

a 11 3 1 r 5 65226

Taulukon 1 tulokset osoittavat, että eukalyptuskuitujen vahvistava vaikutus kasvaa nousevan kuitupitoisuuden myötä, aina noin 5 % pitoisuuteen asti sekä ettei nousevalla kuitupitoisuudella saavuteta mitään olennaista lujuuden parantumista. Tämän takia on keksinnön mukaisesti erityisen edullista käyttää eukalyptusselluloosakuituja määrältään 3-10 painoprosenttia sementtituotteen painosta.

Erityisen suosittu sovellutusmuoto keksinnön mukaisesta kuitu-vahvisteisesta sementtituotteesta on tunnettu siitä, että vah-vistuskuidut muodostuvat sekä eukalyptusselluloosakuiduista että synteettisistä kivennäiskuiduista.

Käytettäessä eukalyptuskuitujen ja synteettisten kivennäis-kuitujen, kuten kivivillakuitujen yhdistelmää aikaansaadaan käytössä erittäin tyydyttävä vahvistettu sementtituote. Tällainen tuote on nimittäin hyvin sitkeä, mikä mahdollistaa sen käsittelyn ilman rikkoontumista. Tällaisesta tuotteesta voidaan valmistaa esimerkiksi kattolevyjä, jotka kestävät huomattavia työntöjä ja iskuja rikkoontumatta.

Tämä ilmenee niinsanotusta murtotyöstä, joka on sellaisen käyrän työjanan allaolevan alan integraali, jossa abskissa merkitsee alastaivutusta ja ordinaatta kulmistaan tuetun koeai-neen kuormitusta.

Kokeissa on siis huomattu, että 5 painoprosenttisella eukalyp-tuskuidulla vahvistettuun sementtituotteeseen kohdistunut murtotyö on 5,5 ja 5 painoprosenttisella eukalyptuskuidulla ja 5 painoprosenttisella kivivillakuidulla vahvistetun sementti-tuotteen on 7,7, kun taas pelkästään sementistä koostuvan sementti tuot teen murtotyö on saatu l:ksi.

Tällaista vahvistuskuitujen yhdsitelmää käyttäen aikaansaadaan myös hyvä vastustuskyky kutistumisen aiheuttamaan halkeamiseen nähden, jota saattaa ilmetä kun vahvistuskuituna käytetään pelkästään eukalyptuskuitua. Tällöin sementtituotteiden vastustuskyky ilmastovaihteluihin nähden lisääntyy, varsinkin pakkas-kestävyys.

6 65226

Sekä eukalyptusselluloosakuituja että synteettisiä kivenääis-kuituja käytettäessä vahvistuskuituina viimeksimainittuja käytetään esim. 5-10 painoprosentin määrinä kuituvahvisteisen sementtituotteen yhteispainoon nähden.

Kivennäiskuituina on ymmärrettävä kivennäisistä valmistettuja kuituja, ja erityisesti kivivillakuituja, lasikuituja ja kuonakuituja.

Keksintö tarkoittaa myös menetelmää yllämainittujen vahvistettujen sementtituotteiden valmistamiseksi. Tämä menetelmä on tunnettu siitä, että eukalyptuskuituja, mieluummin 3-10 painoprosenttia kokonaistuotteeseen nähden sekä mahdollisesti ki-vennäiskuituja hajotetaan hämmentäen veteen, jonka jälkeen jatkuvasti hämmentäen lisätään sementtiä ja mahdollisesti jokin polyelektrolyytti ja että täten syntynyt sekoitus kaadetaan pois ja varastoidaan halutun tuotteen syntymiseksi.

Claims (3)

7 6 5^26 Patenttivaatimukset *”

1. Fiberarmerad cementprodukt som är armerad med Stminstone cellulosabibrer, kännetecknad av att armeringsfibrer-na helt eller delvis utgörs av cellulosafibrer av eukalyptus.

1. Sementtituote, joka on vahvistettu ainakin selluloosakuiduil-la, tunnettu siitä, että vahvistuskuidut täysin tai osittain muodostuvat eukalyptusselluloosakuiduista.

2. Fiberarmerad cementprodukt enligt patentkravet 1, kännetecknad av att eukalyptuscellulosafibrerna utgör 3-10 vikt-% av cementproduktens vikt.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuituvahvisteinen sementti-tuote, tunnettu siitä, että eukalyptusselluloosakuidut muodostavat 3-10 paino-% sementtituotteen painosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuituvahvisteinen sementti-tuote, tunnettu siitä, että vahvistuskuidut muodostuvat sekä eukalyptusselluloosakuiduista että synteettisistä kivennäis-kuiduista.

4. Menetelmä kuituvahvisteisen sementtituotteen valmistamiseksi, joka on vahvistettu ainakin selluloosakuiduilla, tunnettu siitä, että eukalyptuskuituja, mieluummin 3-10 paino-% valmiiseen tuotteeseen nähden hajotetaan hämmentäen veteen, minkä jälkeen jatkuvasti hämmentäen lisätään sementtiä ja että täten syntynyt sekoitus valetaan halutun tuotteen syntymiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veteen hajotetaan hämmentäen myös synteettisiä kiven-näiskuituja.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jotakin polyelektrolyyttiä lisätään hämmentäen seokseen yhdessä sementin kanssa.

3. Fiberarmerad cementprodukt enligt patentkravet 1, k ä n n e -