NL8901214A - Ingredient voor beton. - Google Patents

Description

INGREDIËNT VOOR BETON

De uitvinding heeft betrekking op een ingrediënt voor stortbare mengsels, die achteraf harden tot een hard bouwmateriaal. Dit ingrediënt moet dienen om in het harde materiaal een gelijkmatige verdeling te krijgen van in hoofdzaak langwerpige staaldraadsnippers met een dikte van 0,3 tot 1,5 mm, een maximale lengte van 120 mm, en een lengte/dikteverhouding van 40 tot 120 ongeveer.

Het is bekend dat het moeilijk is om deze staaldraadsnip-pers in betonmengsels in te brengen, omdat ze aanleiding geven tot samenballing der snippers in elkaar, in plaats van zich gedurende het mengen gelijkmatig te verdelen. Daarom werd in US 4.224.377 voorgesteld om deze draadsnippers als ingrediënt in een betonmengsel te brengen in de vorm van een menigvuldigheid van bundels van dergelijke staaldraad-snippers, die samengehouden worden door een bindmiddel dat zijn bindkraeht verliest door inwerking van een ingrediënt van het mengsel, meer specifiek door het water dat het bindmiddel geheel of gedeeltelijk oplost gedurende het mengen. Aldus kunnen deze bundels in massa in het mengsel gestort worden en zich door het mengen gelijkmatig verdelen, waarna ze dan ontbinden, en de afzonderlijke draadsnippers zich dan gedurende de rest van de mengoperatie verder over het mengsel gelijkmatig verdelen.

De uitvinding heeft als doel, voor dergelijke bundels, een alternatief voor het bindmiddel te verschaffen, dat in bepaalde omstandigheden een aantal voordelen biedt.

De uitvinding is gekenmerkt door het feit dat genoemd bindmiddel onoplosbaar is in water, en smeltbaar is met een verwekingspunt tussen 40°C en 170°C. Door "smeltbaar" wordt hier bedoeld dat de stof onder invloed van de temperatuur zijn vaste vorm verliest, niet noodzakelijk bij een bepaald smeltpunt, maar eventueel ook als thermoplastische stof verweekt binnen een bepaald temperatuursgebied. De vaste vorm moet slechts verloren worden in de mate dat het bindmiddel het uiteenvallen van de bundels tot afzonderlijke draadsnip-pers niet meer belet.

Door de fabricage van dit ingrediënt is er inderdaad het voordeel dat het bindmiddel voor de draadsnippers kan aangebracht worden in gesmolten of weke toestand, en snel verhard kan worden door gewoon afkoel en, terwijl voor een water-oplosbaar bindmiddel dit bindmiddel moet hard worden door uitdrogen in een droogoven van de aangebrachte waterige emulsie van het bindmiddel. Ook is er bij de opslag van dit nieuwe ingrediënt geen gevaar dat de vochtigheid van de omgeving het bindmiddel zou aantasten.

Bij het gebruik is nodig dat het bindmiddel voldoende smelt of week wordt om de bundels draadsnippers te laten open vallen gedurende het mengen. Dit kan gebeuren door opwarmen van gans het mengsel of van de snippers alleen (door hoog-frekwentverwarming). In bitumineus beton is het mengsel echter reeds warm, d.w.z. op een temperatuur tussen 90°C en 200"C en zal het bindmiddel voldoende zijn vaste vorm verliezen zonder het mengsel hiervoor speciaal te moeten warmen. Hier zal het bindmiddel bij voorkeur een verwekingspunt hebben van ongeveer 30 a 50eC onder de temperatuur van het mengsel, zodat het verwekingspunt zal kunnen liggen tussen 40eC en 170eC. (Volgens de Ring & Ball test). Onder 4QeC is de kans te groot dat het bindmiddel verweekt onder de atmosferische omstandigheden, en boven 170°C moet men het bitumineus beton tot een te hoge temperatuur opwarmen opdat de bundels hiervoor bruikbaar zouden zijn.

De versterkingslichamen bevatten een bundel langwerpige staaldraadsnippers. Onder "langwerpig" wordt hier bedoeld, dat de snipper niet zodanig geplooid of gekruld is, dat er geen algemene lengterichting meer kan onderscheiden worden waarin de snipper zijn versterkingseffekt uitoefent. Aldus moet de schijnbare lengte van de snippers (d.w.z. de afstand tussen de uiteinden) niet kleiner zijn dan 0,7 maal de werkelijke lengte (d.w.z. de lengte gemeten langs de snipper). Een aantal van deze draadsnippers zijn dan samengebundeld, bij voorkeur tussen 5 en 30 snippers. Deze draadsnippers zijn samengehouden door een smeltbaar bindmiddel, niet noodzakelijk door de draadsnippers aan elkaar te kleven doordat het bindmiddel zich tussen de draadsnippers bevindt, maar ook bv. door zich rond de bundel te bevinden in de vorm van een min of meer rond de bundel spannende mouw, of één of meerdere rond de bundel spannende ringen. Ook kan een bundel zich in een smeltbare capsule bevinden. De draadsnippers moeten niet noodzakelijk verkregen zijn door een lange continue getrokken staaldraad in stukken te snijden, maar kunnen ook bi jvoorbeeld verkregen worden door een dunne staal-band, die een breedte heeft gelijk aan de lengte van de te verkrijgen snipper, transversaal in dunne schillen te snijden. Dit geeft een rechthoekige doorsnede van de draad. Voor niet-ronde doorsneden, is dan de "dikte" van de draadsnipper gelijk aan de diameter van een cirkel die dezelfde oppervlakte heeft als de dwarsdoorsnede van de draadsnipper. De bundel moet niet noodzakelijk een bundel zijn met ronde doorsnede, maar kan ook een platte bundel zijn van draden die zij aan zij elkaar gekleefd zijn.

Als smeltbaar bindmiddel om de staaldraadsnippers samen te houden kan men een bitumen nemen dat, zoals bekend, een mengsel is van koolwaterstoffen die bij kamertemperatuur in harde toestand voorkomen, zoals pek of teer of asfalt of andere residus van steenkool- of petroleumraffinage. Bij voorkeur zal men er een nemen die gebruikt wordt in bitumineus beton in wegenbouw, zodat die bij kamertemperatuur voldoende hard is om de vezels samen te houden. Verder kan ook een thermoplastisch polymeer of copolymeer gebruikt worden, liefst in de vorm van een gebruikelijke smeltlijm waar nog harsen, wassen, weekmakers, stabilisatoren en eventuele vulstoffen aan toegevoegd zijn. Aldus kan een polyester - polyurethaanlijm gebruikt worden, bij voorbeeld volgens US-octrooi N° 2.801.648 waar het verwekingspunt kan ingesteld worden door toevoeging van minder of meer di-isocyanaat gedurende de vervaardiging ervan. Ook kan een in water onoplosbare EVA-lijm gebruikt worden (ethyl een-vinyl acetaat copolymeer) waar het verwekingspunt kan ingesteld worden door de verhouding ethyleen/vinylacetaat. In praktijk kan een keuze gemaakt worden tussen de verschillende smeltlijmen die op de markt verkrijgbaar zijn, en die bijvoorbeeld beschreven zijn het boek van D.L. BATEMAN "Hot Melt Adhesion", Third Edition (Noyes Data Corporation - 1978), waarbij de smeltlijm met het gepaste verwerkingspunt wordt gekozen.

Dergelijke versterkingslichamen zijn dan geschikt om ingemengd te worden in gietbare mengsels die achteraf harden tot een bouwmateriaal, bij voorbeeld hydraulisch beton op basis van cement of ander door water geactiveerde binder, of bitumineus beton, waaronder verstaan wordt een mengsel vulmateriaal zoals zand, kalk, en/of keien en steenslag, waartussen een bitumen als bindmiddel fungeert. Het mengsel wordt bereid door samenmengen der ingrediënten, het vulmateriaal en het cement en het water, of het warme bitumen als binder, en de bundels staaldraadsnippers die dan in het mengsel gestort worden, hetzij vóór, hetzij na het toevoegen van de binder. Door de warmte van het mengsel, waarvan de temperatuur 30 a 50*C hoger ligt dan het verwekingspunt van het bindmiddel der bundels, worden de bundels eerst ingemengd, waarna het bindmiddel smelt, en de afzonderlijke draadsnippers zich dan verder gedurende het mengen gelijkmatig gaan verdelen. Dan is het mengsel klaar om gestort te worden. Door "stortbaar" mengsel wordt geen gietbaarheid bedoeld zoals bij een laagviskeuze vloeistof, maar de mogelijkheid om het materiaal uit te spreiden of in een vorm te storten, waarna het kan gekneed of gecompacteerd worden tot de gewenste vorm. Een warm mengsel van bitumineus beton zal aldus bij het mengen en erna vóór het gieten, een temperatuur hebben die hieraan voldoet. Na compacteren kan het beton op basis van cement dan binden en de finale hardheid verkrijgen van het bouwmateriaal, of het bitumineus beton afkoel en en harden voor het verkrijgen van een wegdek of voor de oeverversterking van rivieren.

De vervaardiging kan op eenvoudige wijze gebeuren, bijvoorbeeld door een aantal staaldraden in parallel tegen elkaar in continu doorheen een bad met het warme vloeibare bindmiddel te leiden, eventueel af te stropen, en dan door water- en/of blaaskoeling het bindmiddel versneld te doen stollen, waarna de draden bij uittrede uit het koelmiddel continu in snippers worden gekapt, eventueel met vervorming der draden vóór of tijdens het kappen. Ook is het mogelijk een spuit- en sleepmond (applicator) te gebruiken, of andere technieken, zoals het laten doorlopen van voorafverwarmde draden doorheen een wervelbad met polymeerpoeder dat op de draden komt aansmelten.

Als ingrediënt voor bouwmateriaal, kunnen de draadbundels in zakken of andere containers verpakt zijn, waarin de bundels op geordende of ongeordende wijze samengepakt zijn.

Claims (2)

1. Ingrediënt voor het inmengen in stortbare mengsels die achteraf harden tot een bouwmateriaal, en bevattende een menigvuldigheid van bundels langwerpige staaldraadsnippers die een dikte hebben van 0,3 tot 1,5 mm, een maximale lengte van 120 mm, en een lengte-dikteverhouding in het bereik van 40 tot 120, en die tot een bundel samengehouden worden door een bindmiddel, met het kenmerk dat het bindmiddel onoplosbaar is in water en smeltbaar met een verwekingspunt tussen 40eC en 170‘C.

2. Ingrediënt volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het bindmiddel een thermoplastisch polymeer of copolymeer is, of een bitumen.