NO860083L - Reinforcing fibers treated with silica dust. - Google Patents

Reinforcing fibers treated with silica dust.

Info

Publication number
NO860083L
NO860083L NO860083A NO860083A NO860083L NO 860083 L NO860083 L NO 860083L NO 860083 A NO860083 A NO 860083A NO 860083 A NO860083 A NO 860083A NO 860083 L NO860083 L NO 860083L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
microsilica
fibers
reinforcing
slurry
glass
Prior art date
Application number
NO860083A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Arnon Bentur
Sidney Diamond
Original Assignee
Elkem As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elkem As filed Critical Elkem As
Publication of NO860083L publication Critical patent/NO860083L/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/1025Coating to obtain fibres used for reinforcing cement-based products
    • C03C25/1035Inorganic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1055Coating or impregnating with inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00Compositions for artificial stone, not containing binders
    • C04B30/02Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5035Silica
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår behandling av fibre eller andre armeringslegemer, som vanligvis benyttes i sement- og betongmaterialer, plast, gummi og lignende produkter. Særlig angår oppfinnelsen armeringslegemer, som vanligvis benyttes i fasadeplater av sement- og betongmaterialer, takplater og andre ikke-bærende produkter som fremstilles ved evakuering etter utstøping eller andre konvensjonelle systemer, eller i de kjente Hatschek eller Magnani-maskiner. The present invention concerns the treatment of fibers or other reinforcing bodies, which are usually used in cement and concrete materials, plastics, rubber and similar products. In particular, the invention relates to reinforcement bodies, which are usually used in facade panels of cement and concrete materials, roof panels and other non-load-bearing products produced by evacuation after casting or other conventional systems, or in the well-known Hatschek or Magnani machines.

Vanligvis anvendes forskjellige typer armeringslegemer i sement- og betongprodukter, såsom glass- eller organiske fibre fremfor asbest på grunn av den helserisiko bruken av asbest medfører. Imidlertid har det vist seg at bruksegenskapene ved slike sammensetninger ikke er helt tilfredsstillende. Praktisk anvendelse spesielt under varme og våte klimaforhold fører uungåelig til for-ringede mekaniske egenskaper, som medfører en vesentlig forminskelse av styrken og nesten fullstendig tap av duktilitet. Generally, different types of reinforcement are used in cement and concrete products, such as glass or organic fibers rather than asbestos because of the health risk the use of asbestos entails. However, it has been shown that the performance characteristics of such compositions are not entirely satisfactory. Practical use, especially under hot and wet climate conditions, inevitably leads to deteriorated mechanical properties, which entails a significant reduction in strength and an almost complete loss of ductility.

Forringelsen er forbundet med i det minste to mekanismer. Forringelse på kortere sikt antas å skylde i det alt vesentlige avleiring av massive hydrerings-produkter av sement, især kalsiumhydroksyd, i mellomrommene mellom og på overflatene av de enkelte filamenter som fibergarnene består av. Forringelsen på lengre sikt er vanligvis forbundet med angrep fra aggressive alkaliske oppløsninger som finnes eller dannes i sementmatriksen. The deterioration is associated with at least two mechanisms. Deterioration in the shorter term is thought to be mainly due to the deposition of massive hydration products of cement, especially calcium hydroxide, in the spaces between and on the surfaces of the individual filaments that the fiber yarns are made of. The longer-term deterioration is usually associated with attack from aggressive alkaline solutions present or formed in the cement matrix.

Glassfibre er særlig følsomme overfor tidlige angrep. Forringelsen av glassfibrene er spesielt forbundet med dannelse av kalsiumhydroksydkrystaller i de trange parallelle mellomrom mellom de enkelte filamenter i garnene, som vanligvis består av ca. 200 enkelt-filamenter. Disse mellomrom mellom de enkelte filamenter i glassfibergarnene er trange åpninger, som kun er noen få^urn brede og som kun oppstår mellom filamenter som kan ha en tykkelse på ca. 12^um. Glass fibers are particularly sensitive to early attacks. The deterioration of the glass fibers is particularly associated with the formation of calcium hydroxide crystals in the narrow parallel spaces between the individual filaments in the yarns, which usually consist of approx. 200 single filaments. These spaces between the individual filaments in the glass fiber yarns are narrow openings, which are only a few ^urns wide and which only occur between filaments which can have a thickness of approx. 12 µm.

Disse mellomrommene penetreres vanligvis ikke av sementpartiklene. Imidlertid vil avleiringer i mellomrommene av kalsiumhydroksyd som fremkommer ved sementhydreringen, være tilbøyelig til å sammenklebe filamentene , hvilket medfører en nedsatt evne til å tåle bøyningsspenninger uten brudd på filamentene. Mikroskopiske skader på fibrenes overflate på grunn av kjemiske angrep fra for eksempel alkalier i sementen kan i vesentlig grad redusere styrken av fibrene og kan forringe deres armeringsegenskaper. Anvendelsen av store E-glassfibre i betong- og sementmaterialer er under nåværende forhold ikke tilfredsstillende ettersom disse fibre er utsatt for forringelse på grunn av kjemiske angrep innenfor et forholdsvis kort tidsrom. Noen forbedring oppnås ved hjelp av alkaliresistente (AR) glassfibre, som inneholder zirconium (ZrC^) for å gi motstandskraft mot angrep fra alkali. Med det samme formål har man anvendt forskjellige polymerovertrekk for å beskytte armeringsfibre og andre armeringsmaterialer, men ingen av disse har vist seg helt tilfredsstillende. These spaces are usually not penetrated by the cement particles. However, deposits in the interstices of calcium hydroxide that appear during the cement hydration will tend to stick the filaments together, which results in a reduced ability to withstand bending stresses without breaking the filaments. Microscopic damage to the surface of the fibers due to chemical attack from, for example, alkalis in the cement can significantly reduce the strength of the fibers and can impair their reinforcing properties. The use of large E-glass fibers in concrete and cement materials is under current conditions not satisfactory as these fibers are subject to deterioration due to chemical attack within a relatively short period of time. Some improvement is achieved by alkali resistant (AR) glass fibers, which contain zirconium (ZrC^) to provide resistance to alkali attack. With the same purpose, various polymer coatings have been used to protect reinforcing fibers and other reinforcing materials, but none of these have proved completely satisfactory.

Det har nå vist seg at en vesentlig reduksjon i hastigheten, hvormed styrken og duktiliteten går tapt med tiden kan oppnås ved en forbehandling av armeringslegemene, såsom glass- eller organiske fibre med en oppslemming av microsilica. Forbehandlingen kan utføres på enhver vanlig måte, såsom ved sprøyting eller påføring med en rulle på armeringslegemene med en oppslemming av microsilica, men de beste resultater oppnås ved nedsenkning av glassfiberrovings i et bad bestående av en vandig oppslemming av microsilica som inneholder et dispergeringsmiddel som medvirker til at de enkelte silicapartikler trenger inn mellom de enkelte filamenter og inn i de små, mikroskopiske mellomrom mellom de enkelte filamenter i glassfibergarnene. It has now been shown that a significant reduction in the rate at which strength and ductility are lost over time can be achieved by pre-treating the reinforcing bodies, such as glass or organic fibers with a slurry of microsilica. The pre-treatment can be carried out in any conventional manner, such as by spraying or roller application to the reinforcing bodies with a slurry of microsilica, but the best results are obtained by immersing the glass fiber rovings in a bath consisting of an aqueous slurry of microsilica containing a dispersant which contributes to that the individual silica particles penetrate between the individual filaments and into the small, microscopic spaces between the individual filaments in the glass fiber yarns.

Hvert av de kjente dispergeringsmidlene for findelte faststoffpartikler i vann kan anvendes og utmerkede resultater er oppnådd ved anvendelse av et eller flere vannreduserende midler i betong- og sementmaterialer, som dispergeringsmiddel i microsilicaoppslemmingen. Et konvensjonelt vannreduserende middel vil, når det anvendes i microsilicafiberoppslemmingen, ha den fordel at det er tilbøyelig til å medvirke til dispergering av microsilica og armeringsfibrene i det ferdige produkt. Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan armeringslegemene tilsettes til produktmatriksen i form av en forbehandlingsopplemming av microsilica inneholdende armeringslegemene, eller armeringslegemene kan forbehandles med en oppslemming av microsilica hvoretter armeringslegemene tørkes og om ønsket behandles med varme, og deretter tilføres til produktmatriksen i tørr form. Den foreliggende oppfinnelse er spesielt rettet mot forbehandling av fibre som anvendes som armeringslegemer i en produktmatriks, f.eks. Each of the known dispersants for finely divided solid particles in water can be used and excellent results have been obtained by using one or more water reducing agents in concrete and cement materials, as a dispersant in the microsilica slurry. A conventional water reducing agent will, when used in the microsilica fiber slurry, have the advantage that it tends to contribute to the dispersion of the microsilica and the reinforcing fibers in the finished product. According to the present invention, the reinforcing bodies can be added to the product matrix in the form of a pretreatment slurry of microsilica containing the reinforcing bodies, or the reinforcing bodies can be pretreated with a slurry of microsilica after which the reinforcing bodies are dried and, if desired, treated with heat, and then added to the product matrix in dry form. The present invention is particularly aimed at pre-treatment of fibers that are used as reinforcing bodies in a product matrix, e.g.

omfattende Portlandsement, men det er klart at slike behandlede fibre også kan anvendes i matrikser sammen-satt av plast, gummi eller andre stoffer eller kombinasjoner av stoffer eller på enhver ønsket måte. F.eks. kan en bane eller en matte av fibre behandles med en vandig oppslemming av microsilica og deretter anvendes til slike formål som separatorer i akkumulator-batterier eller som filtre for industrielle væsker. including Portland cement, but it is clear that such treated fibers can also be used in matrices composed of plastic, rubber or other substances or combinations of substances or in any desired way. E.g. a web or a mat of fibers can be treated with an aqueous slurry of microsilica and then used for such purposes as separators in accumulator batteries or as filters for industrial liquids.

Vann er den beste væske til oppslemming av microsilicaen, men om ønsket kan microsilicaen oppslemmes i enhver passende organisk væske som kan tjene som.bærer og dispergeringsmiddel for microsilicaen. Vandige oppløsninger eller suspensjoner av konvensjonelle vannreduserende midler i betong kan anvendes, spesielt når de forbehandlede fibre skal anvendes i en matriks av betong- og sementmaterialer. Mengden av microsilica i oppslemmingen kan varieres avhengig av den bestemte fiber som skal anvendes. Gode resultater kan oppnås med glassfibre med anvendelse av en vandig oppslemming inneholdende fra omkring 5,0 til ca. 80,0 vekt % av microsilica og fortrinnsvis fra 0,5 til ca. 40,0 vekt % av et dispergeringsmiddel, såsom et eller flere av de konvensjonelle vannreduserende midler i betong. Fra ca. 40 til ca. 60 vekt % av microsilica og fra ca. 1 til ca. 20 vekt % dispergeringsmiddel i den vandige oppslemming foretrekkes. I alle tilfelle utgjør væsken i oppslemmingen ikke mindre enn ca. 15 vekt %. Water is the best liquid for suspending the microsilica, but if desired, the microsilica can be suspended in any suitable organic liquid that can serve as a carrier and dispersant for the microsilica. Aqueous solutions or suspensions of conventional water-reducing agents in concrete can be used, especially when the pre-treated fibers are to be used in a matrix of concrete and cement materials. The amount of microsilica in the slurry can be varied depending on the particular fiber to be used. Good results can be obtained with glass fibers using an aqueous slurry containing from about 5.0 to about 80.0% by weight of microsilica and preferably from 0.5 to approx. 40.0% by weight of a dispersing agent, such as one or more of the conventional water-reducing agents in concrete. From approx. 40 to approx. 60% by weight of microsilica and from approx. 1 to approx. 20% by weight dispersant in the aqueous slurry is preferred. In all cases, the liquid in the slurry does not amount to less than approx. 15% by weight.

Konvensjonelle vannreduserende midler er oppløsninger eller dispersjoner av kjemiske stoffer som når de tilsettes betong smidiggjør betongen i et tidsrom slik at (1) normal bearbeidelighet kan oppnås i en betong med lavere forhold mellom vann og sement enn man ellers kunne anvende eller (2) slik at en ekstremt bearbeidelig "flytende betong" (som i det alt vesentlige er selvopprettende uten uønskede bivirkninger, slik som vannutskillelse, dårlig holdbarhet, dårlig slitestyrke og utsiving) kan oppnås, eller (3) en kombinasjon av (1) og (2 ) . Conventional water-reducing agents are solutions or dispersions of chemical substances which, when added to concrete, soften the concrete for a period of time so that (1) normal workability can be achieved in a concrete with a lower ratio between water and cement than could otherwise be used or (2) so that an extremely workable "flowable concrete" (which is essentially self-healing without undesirable side effects, such as water separation, poor durability, poor wear resistance and seepage) can be obtained, or (3) a combination of (1) and (2).

Vannreduserende midler er velkjente additiver til betong. De kommersielle materialer som generelt er til rådighet omfatter: 1. Hydroksylerte karboksyliske syrer og deres salter og modifikasjoner og derivater av disse, 2. Karboksylhydrater, polysakkarider og sukkersyrer, 3. Aminer og deres derivater, polymere forbindelser, såsom celluloseetere og silikoner, 4. Lignosulfoniske syrer og deres salter, samt modifikasjoner og derivater av disse, Water reducing agents are well-known additives to concrete. The commercial materials generally available include: 1. Hydroxylated carboxylic acids and their salts and modifications and derivatives thereof, 2. Carboxylic hydrates, polysaccharides and sugar acids, 3. Amines and their derivatives, polymeric compounds, such as cellulose ethers and silicones, 4. Lignosulfonic acids and their salts, as well as modifications and derivatives thereof,

5. Melaminforbindelser, 5. Melamine compounds,

6. Naftalenforbindelser, 6. Naphthalene compounds,

Enkelte av de ovennevnte konvensjonelle vannreduserende midler kan virke som dispergeringsmidler for microsilicaen i den vandige oppslemming og medvirker til å dispergere microsilicaen og armeringsfibrene i matriksen av betong- og sementmaterialer uansett om denne utføresmed tørkede, forbehandlede fibre eller tilføres i flytende form i forbehandlings-oppslemmingen av microsilica og fibre. De beste resultater for bruk i sement og betongproduksjon oppnås ved bruk av vannreduksjonsmidler som tilhører de nevnte kategorier (4), (5) og (6). Det foretrukne materiale i kategori (5) er et konvensjonelt, sulfonert kondensat av melamin og formaldehyd forhandlet under betegnelsen Melment eller Rescon HP, og det foretrukne materiale i kategori (7) er sulfonert kondensat av naftalen og formaldehyd forhandlet under betegnelsene Mighty, Lomar D eller PSP-R og N. Det foretrukne materiale i kategori (4) er et lignosulfonat forhandlet under betegnelsen Borresperse-Na. De konvensjonelle vannreduksjonsmidler i kategoriene (5) og (6) er kjent som superplastifi-seringsmidler eller bredt virkende vanhinnholds-reduksjonsmidler for betong og disse anvendes som dispergeringsmidler i den vandige oppslemming av microsilica ved forbehandlingen av glassfibre til oppnåelse av de beste resultater. Some of the above-mentioned conventional water-reducing agents can act as dispersants for the microsilica in the aqueous slurry and help to disperse the microsilica and the reinforcing fibers in the matrix of concrete and cement materials, regardless of whether this is carried out with dried, pre-treated fibers or supplied in liquid form in the pre-treatment slurry of microsilica and fibres. The best results for use in cement and concrete production are achieved by using water reducing agents belonging to the aforementioned categories (4), (5) and (6). The preferred material in category (5) is a conventional sulphonated condensate of melamine and formaldehyde sold under the designation Melment or Rescon HP, and the preferred material in category (7) is a sulphonated condensate of naphthalene and formaldehyde sold under the designations Mighty, Lomar D or PSP-R and N. The preferred material in category (4) is a lignosulfonate sold under the name Borresperse-Na. The conventional water reducing agents in categories (5) and (6) are known as superplasticizers or broadly acting water content reducing agents for concrete and these are used as dispersants in the aqueous slurry of microsilica in the pre-treatment of glass fibers to achieve the best results.

Det har vist seg at den vandige oppslemming av microsilica inneholdende et eller flere vannreduserende midler ved forbehandling av armeringsfibre vil frem-bringe en meget tettere mikro-struktur, øke styrken og tettheten av mørtelen eller betongen med noen størrelsesordener når de tilsettes mørtelen og betongen, og det resulterende produkt har styrket motstand mot frostsprengning. It has been shown that the aqueous slurry of microsilica containing one or more water-reducing agents during the pre-treatment of reinforcing fibers will produce a much denser micro-structure, increase the strength and density of the mortar or concrete by several orders of magnitude when added to the mortar and concrete, and the resulting product has enhanced resistance to frost blasting.

Microsilicaen brukt til forbehandling av armeringslegemene ifølge den foreliggende oppfinnelse, er amorft silica som oppnås som biprodukt ved fremstilling av ferrosilisium eller silisiummetallprodukter i elektriske lysbueovner. Microsilica er et pozzolan, dvs. det forbinder seg med kalk og fuktighet ved alminnelige temperaturer til dannelse av stoffer som har sementegenskaper. Hoved-bestanddelen er silisiumdioksyd (SiG^), som vanligvis er til stede i en mengde på i det minste 60 vekt %, men de beste resultater oppnås ifølge den foreliggende oppfinnelse når innholdet av SiG^i det minste er ca. The microsilica used for pre-treatment of the reinforcing bodies according to the present invention is amorphous silica which is obtained as a by-product in the production of ferrosilicon or silicon metal products in electric arc furnaces. Microsilica is a pozzolan, i.e. it combines with lime and moisture at ordinary temperatures to form substances that have cement properties. The main component is silicon dioxide (SiG^), which is usually present in an amount of at least 60% by weight, but the best results are obtained according to the present invention when the content of SiG^ is at least approx.

85 vekt %. 85% by weight.

Et amorft microsilica som er spesielt godt egnet til anvendelse ifølge den foreliggende oppfinnelse fremkommer som et biprodukt ved fremstilling av silisiummetall eller ferrosilisium i elektriske reduksjonsovner. Ved disse prosesser dannes det forholdsvis store mengder silica som utvinnes fra filtre eller andre oppsamlings-apparater. En slik microsilica kan erverves fra Elkem a/s, Norge. An amorphous microsilica which is particularly well suited for use according to the present invention appears as a by-product in the production of silicon metal or ferrosilicon in electric reduction furnaces. During these processes, relatively large amounts of silica are formed, which are extracted from filters or other collection devices. Such microsilica can be purchased from Elkem a/s, Norway.

Analysen og de fysiske data for typiske prøver på microsilica tilsvarende denne beskrivelse fremgår av følgende tabell: Fremstilling av silisium innebærer reduksjon av silisiumdioksyd (f.eks. kvarts) med kullstoff. Jern tilsettes hvis ferrosilisium skal fremstilles. En del av produktet ved denne reduksjon av silisiumdioksyd kan gjenoksyderes i dampfasen (f.eks. i luft) til dannelse av den fine, partikkelformede microsilica, som er anvendelig i denne forbindelse. Selv om støv oppfanget fra en elektrisk ovn som fremstiller ferrosilisium og inneholder i det minste 85 % silisium foretrekkes, kan støv oppsamlet fra en elektrisk ovn som anvendes til fremstilling av 50 % ferrosilisium også anvendes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse. The analysis and the physical data for typical samples of microsilica corresponding to this description appear in the following table: The production of silicon involves the reduction of silicon dioxide (e.g. quartz) with carbon. Iron is added if ferrosilicon is to be produced. Part of the product from this reduction of silicon dioxide can be reoxidized in the vapor phase (e.g. in air) to form the fine, particulate microsilica, which is useful in this connection. Although dust collected from an electric furnace producing ferrosilicon containing at least 85% silicon is preferred, dust collected from an electric furnace used to produce 50% ferrosilicon can also be used in connection with the present invention.

Det er mulig å fremstille den amorfe microsilica ikke som et biprodukt, men som et hovedprodukt ved passende justering av reaksjonsforholdene. Amorft microsilica av denne type kan også fremstilles syntetisk uten reduksjon og reoksydering. It is possible to produce the amorphous microsilica not as a by-product, but as a main product by suitably adjusting the reaction conditions. Amorphous microsilica of this type can also be produced synthetically without reduction and reoxidation.

Den amorfe silica som anvendes i henhold til den foreliggende oppfinnelse, består i det alt vesentlige av mikroskopiske, sfæriske partikler. Den sfæriske form sammen med finheten og den pozzolaniske aktivitet gjør den overraskende anvendelig ifølge den foreliggende oppfinnelse. The amorphous silica used in accordance with the present invention essentially consists of microscopic, spherical particles. The spherical shape together with the fineness and the pozzolanic activity make it surprisingly applicable according to the present invention.

For eksempel kan de amorfe microsilicapartikler bestå av i det minste 60 til 90 vekt % SiO- og ha en densitet pa 2,2 - 2,25 g/cm 3 og en spesifikk overflate på 18 22 m 2/g, idet partiklene i det alt vesentlige er sfæriske og hvor i det minste 90 vekt % av de primære partikler har en partikkelstørrelse mindre enn 1^um. Selvfølgelig kan det være variasjoner i disse verdier. For eksempel kan fordelingen av partikkelstørrelsene justeres, idet det er mulig å fjerne grovere partikler ved sortering. For example, the amorphous microsilica particles can consist of at least 60 to 90% by weight SiO- and have a density of 2.2 - 2.25 g/cm 3 and a specific surface area of 18 22 m 2 /g, since the particles in the substantially all are spherical and where at least 90% by weight of the primary particles have a particle size of less than 1 µm. Of course, there can be variations in these values. For example, the distribution of the particle sizes can be adjusted, as it is possible to remove coarser particles during sorting.

Den amorfe microsilica kan være mørkegrå på grunn av kullstoffinnholdet. Imidlertid kan dette kullstoffet avbrennes, for eksempel ved temperaturer på ca 400°C. Det er også mulig å modifisere silisium og ferrosilisium fremstillingsprosessene slik at det fremstilles microsilica i en forholdsvis hvit form, som i andre henseender er fullstendig identisk med den normalt fremstilte grå silica. Egentlig består modifikasjonen i prosessen i å redusere mengden av kull eller eliminering av kullet fra chargen. Den andre konsekvens av denne modifikasjon er en endring i forholdet av den fremstilte mengde silica i forhold til mengden av silisium og ferrosilisium. Dette vil med andre ord si at forholdet mellom silica og silisium eller ferrosilisium er høyere ved den modifiserte prosess. The amorphous microsilica can be dark gray due to its carbon content. However, this carbon can be burned off, for example at temperatures of around 400°C. It is also possible to modify the silicon and ferrosilicon production processes so that microsilica is produced in a relatively white form, which in other respects is completely identical to the normally produced gray silica. Actually, the modification in the process consists in reducing the amount of coal or eliminating the coal from the charge. The second consequence of this modification is a change in the ratio of the amount of silica produced in relation to the amount of silicon and ferrosilicon. In other words, this means that the ratio between silica and silicon or ferrosilicon is higher in the modified process.

Betegnelsen microsilica som her anvendes, skal forstås som den pulverformede, amorfe silica som fremkommer ved en prosess i hvilken silica reduseres og reduksjons-produktet oksyderes i dampfase i luft. Betegnelsen microsilica omfatter også den samme type av amorft silica fremstilt syntetisk uten reduksjon og reoksydering. Det er mest hensiktsmessig at microsilicaen ifølge den foreliggende oppfinnelse fremstilles ut fra røkgassen som oppstår ved produksjon av silisiummetall eller ferrosilisium The term microsilica used here is to be understood as the powdered, amorphous silica that results from a process in which silica is reduced and the reduction product is oxidized in the vapor phase in air. The term microsilica also includes the same type of amorphous silica produced synthetically without reduction and reoxidation. It is most appropriate that the microsilica according to the present invention is produced from the flue gas that occurs during the production of silicon metal or ferrosilicon

i elektriske reduksjonsovner. in electric reduction furnaces.

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av et apparat som anvendes til prøving av bøyningsstyrkeegenskapene av sement- og betongprodukter fremstilt med glassfibre som er forbehandlet med microsilica ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et prøveemne for undersøkelse av mikrostrukturen. Fig. 1 is a schematic illustration of an apparatus used for testing the flexural strength properties of cement and concrete products made with glass fibers that have been pre-treated with microsilica according to the present invention. Fig. 2 shows a sample for examination of the microstructure.

Nedenfor følger spesifikke eksempler til illustrering av ytterligere fordeler ved forbehandling av glassfibre med en vandig oppslemming av microsilica ifølge den foreliggende oppfinnelse og disse eksempler må ikke betraktes som en begrensning av rammene for den i kravene angitte oppfinnelse. Below are specific examples to illustrate further advantages of pre-treatment of glass fibers with an aqueous slurry of microsilica according to the present invention and these examples must not be regarded as limiting the scope of the invention stated in the claims.

Eksempel 1 Example 1

I dette eksempelet ble konvensjonelle rovings av glassfibre av type E og AR skåret i lengder på ca. 10 cm, veiet og deretter senket ned i en oppslemming av microsilica levert av Elkem Chemicals Inc. under betegnelsen EMSAC-N. Oppslemmingen av microsilica av typen EMSAC-N inneholdt 48,0 vekt % microsilica. En typisk analyse av microsilicaen fremgår ovenfor på side 8 og 9. Den vandige oppslemmingen av EMSAC-N microsilica inneholdt 1,44 vekt % tørt faststoff av lignosulfonat-dispergeringsmiddel (Borresperse-Na) og 0,32 vekt % formalin som et biocid. Vannmengden var 50,2 vekt %. In this example, conventional type E and AR glass fiber rovings were cut into lengths of approx. 10 cm, weighed and then immersed in a slurry of microsilica supplied by Elkem Chemicals Inc. under the designation EMSAC-N. The slurry of microsilica of the type EMSAC-N contained 48.0% by weight of microsilica. A typical analysis of the microsilica appears above on pages 8 and 9. The aqueous slurry of EMSAC-N microsilica contained 1.44 wt% dry solids of lignosulfonate dispersant (Borresperse-Na) and 0.32 wt% formalin as a biocide. The amount of water was 50.2% by weight.

Etter ca. 15 minutter ble rovingene fjernet fra EMSAC-N badet og ovnstørret og deretter veiet igjen for registrering av vektforhøyelsen på grunn av de inn-leirete microsilica-partikler. Vektforhøyelsen var ca. 50 vekt % i glassfibergarnene av både type E og AR. After approx. After 15 minutes the rovings were removed from the EMSAC-N bath and oven dried and then weighed again to record the increase in weight due to the embedded microsilica particles. The weight increase was approx. 50% by weight in the glass fiber yarns of both type E and AR.

Noen av de behandlede rovings ble trukket fra hverandre og de enkelte garn ble montert i og undersøkt i et scanning-elektromikroskop. Det var helt innlysende at microsilicapartiklene effektivt trengte inn i mellomrommene mellom filamentene. og i realiteten dannet et sammensmeltet, kontinuerlig lag som oppslukte hele garnet. Man erfarte at mange partikler av microsilica også heftet seg til overflaten av de ytre filamenter. Some of the treated rovings were pulled apart and the individual yarns were mounted in and examined in a scanning electron microscope. It was quite obvious that the microsilica particles effectively penetrated into the spaces between the filaments. and in effect formed a fused, continuous layer engulfing the entire yarn. It was found that many particles of microsilica also adhered to the surface of the outer filaments.

Andre prøver ble utført ved å la garn på 10 cm bli nedsenket i EMSAC-N forbehandlingsbadet i et tidsrom på ca. 60 minutter. Forlengelsen av tidsrommet medførte ikke vesentlig forhøyet penetrasjon av mengden microsilica innleiret i garnene. Other tests were carried out by allowing yarn of 10 cm to be immersed in the EMSAC-N pre-treatment bath for a period of approx. 60 minutes. The extension of the time period did not result in significantly increased penetration of the amount of microsilica embedded in the yarns.

Eksempel 2 Example 2

Prøveemner ble støpt i emneformer ved utfylling av den nederste tredjedel av formen med en betongblanding, hvoretter formen ble vibrert. De forbehandlede glassfibre ble satt på plass i formen ved hjelp av en holder og de øverste to tredjedeler av formen ble deretter presset fast i korrekt stilling over den nederste del. Dette arrangement ble benyttet for å sikre at glass-rovingene hadde en nøyaktig plassering i alle prøver. De øverste to tredjedeler ble deretter fylt med betongblandingen og fortettet ved vibrering. Samples were cast in blank molds by filling the bottom third of the mold with a concrete mixture, after which the mold was vibrated. The pre-treated glass fibers were placed in place in the mold using a holder and the upper two-thirds of the mold were then pressed into the correct position over the lower part. This arrangement was used to ensure that the glass rovings had an accurate position in all samples. The top two thirds were then filled with the concrete mixture and compacted by vibration.

Alle prøveemner ble tatt ut av formen etter et døgn og herdet ved 20°C i kalkvann minst 7 døgn. Dette frembrakte en begynnelsestilstandsreferanse ved den etterfølgende eldningsprøven av sammensetningens egenskaper. Mengden av kalkvann var tilstrekkelig til å dekke emnene helt i alle tilfellene. All specimens were removed from the mold after one day and cured at 20°C in lime water for at least seven days. This provided an initial state reference in the subsequent aging test of the composition's properties. The amount of lime water was sufficient to cover the blanks completely in all cases.

Emnenes geometri er vist på Fig. 1 og det er vist at glassfiberrovingene 10 var manuelt plassert i en høyde på 35 % over overflaten 12 med størst trekkraft på emnet med de angitte dimensjoner. I de tilfeller hvor det anvendes en enkelt glassfiberroving, utgjorde den en volumprosent på ca. 0,4 av emnet. Når det anvendes to glassfiberrovings var volumprosenten av armeringen ca. 0,8 %. Alle prøveemner ble konstruert til prøving på kjent måte i en firepunktsbøyningsprøve med under-støttelser som vist ved 14 på Fig. 1 og med de angitte dimensjoner. Belastningen på prøveemnet ved 16 ble kontinuerlig registrert ved hjelp av en belastnings-celle 18 og utgangssignalet fra belastningscellen ble overført til Y-aksen på X-Y-recorderen 20. Nedbøyningen på midten av prøveemnet ble kontinuerlig registrert ved hjelp av en LVDT 22 forbundet med recorderens 20 X-akse. Dette ga en kontinuerlig opptegning av belastningen versus utbøyningen. Graden av belastningsforhøyelsen ble holdt på 0,015 mm/min. The geometry of the blanks is shown in Fig. 1 and it is shown that the glass fiber rovings 10 were manually placed at a height of 35% above the surface 12 with the greatest traction on the blank with the specified dimensions. In cases where a single fiberglass roving is used, it made up a volume percentage of approx. 0.4 of the subject. When two fiberglass rovings are used, the volume percentage of the reinforcement was approx. 0.8%. All specimens were constructed for testing in a known manner in a four-point bending test with supports as shown at 14 in Fig. 1 and with the stated dimensions. The load on the test piece at 16 was continuously recorded by means of a load cell 18 and the output signal from the load cell was transferred to the Y axis of the X-Y recorder 20. The deflection at the center of the test piece was continuously recorded by means of an LVDT 22 connected to the recorder's 20 X axis. This gave a continuous record of the load versus the deflection. The rate of load increase was kept at 0.015 mm/min.

Prøveemner ut fra de samme blandinger ble støpt spesielt til stenger inneholdende åtte parallelle glassfibergarn arrangert som vist på Fig. 2 ved 24. Prøvestengene hadde de viste dimensjoner og ble splittet som vist ved 26 for å fremvise skilleflaten mellom glassfibre og betongmatriks. Noen prøvestenger ble også splittet for å fremvise overflaten vinkelrett på garnene. De splittede prøveemner ble montert etter å ha blitt belagt med et 300 Å tykt lag av en gull-palladiumlegering og ble undersøkt i en scanning-elektronmikroskop (SEM) utstyrt med en energidispersiv røntgenstråleanalyse-ringsinnretning (EDXA) til undersøkelse av prøveemnenes mikrostruktur. Specimens from the same mixtures were specially molded into bars containing eight parallel glass fiber yarns arranged as shown in Fig. 2 at 24. The test bars had the dimensions shown and were split as shown at 26 to show the interface between glass fibers and concrete matrix. Some test bars were also split to expose the surface perpendicular to the yarns. The split specimens were mounted after being coated with a 300 Å thick layer of a gold-palladium alloy and were examined in a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive X-ray analyzer (EDXA) to investigate the microstructure of the specimens.

Et antall serier av tilsvarende prøveemner ble fremstilt og testet for bøyningsstyrke som følger: Seria A-A med en enkelt roving av ordinært AR-glass ble benyttet i en Portland-sementmatriks blandet ifølge fremgangsmåten ifølge ASTM C 305 ved et forhold mellom vann og sement på 0,35. A number of series of corresponding specimens were prepared and tested for flexural strength as follows: Series A-A with a single roving of ordinary AR glass was used in a Portland cement matrix mixed according to the method of ASTM C 305 at a water-cement ratio of 0, 35.

Serie B - som serie A bortsett fra at 10 % av Portland-sementen i matriksen ble erstattet av en tilsvarende vektmengde av microsilica. Forholdet mellom vann og sement pluss microsilica var 0,35. Series B - as series A except that 10% of the Portland cement in the matrix was replaced by an equivalent amount by weight of microsilica. The ratio of water to cement plus microsilica was 0.35.

Serie C - som serie A bortsett fra at AR-glassfiberrovingene ble nedsenket i et bad bestående av en oppslemming av EMSAC-N microsilica inneholdende dispergensen i 15 minutter og deretter lufttørret i ca. Series C - as Series A except that the AR fiberglass rovings were immersed in a bath consisting of a slurry of EMSAC-N microsilica containing the dispersant for 15 minutes and then air-dried for approx.

15 minutter før det ble plassert i støpeformen. 15 minutes before it was placed in the mold.

Serie D - som serie C bortsett fra at 10 vekt % av Portlandssementen i grunnmassen ble erstattet av en tilsvarende vektmengde av microsilica. Forholdet mellom vann og sement pluss microsilica var 0,35. Series D - as series C except that 10% by weight of the Portland cement in the base mass was replaced by an equivalent amount by weight of microsilica. The ratio of water to cement plus microsilica was 0.35.

Serie E - som serie A bortsett fra at det ble benyttet to rovinger av AR-glassfibre i disse prøveemner. Series E - as series A except that two rovings of AR glass fibers were used in these test pieces.

Serie F - som serie D bortsett fra at det i disse prøve-emner ble benyttet to rovinger av AR-glassfibre. Series F - like series D, except that two rovings of AR glass fibers were used in these test subjects.

De armerte glassfibre utgjorde ca. 0,4 volum % av prøveemnene fra serie A - D og 0,8 volum % av prøve-emnene i serie E og F. I hvert tilfelle ble prøve-emnene fremstilt i støpeformen som beskrevet ovenfor i forbindelse med eksempel 2. Etter at prøveemnene ble tatt ut av formene ble hvert prøveemne herdet ved 20°C i kalkvann i 7 dager for å tilveiebringe en utgangs-tilstandsreferanse. Et annet sett prøveemner av serie A-F ble utsatt for en fremskyndet eldning i ytterligere 14 dager i kalkvann ved 50°C, og et tredje sett emner av serie A-F ble underkastet akselerert eldning i kalkvann ved 50°C i ytterligere 28 dager. Prøveemnene ble prøvet for bøyningsstyrke med følgende resultater. Tabell III viser gjennomsnittet av de kvantitative parametre ut fra de enkelte spenningsdeformasjonskurver som fremkom ved bøyningsprøvingen. Det ble testet seks tilsvarende prøveemner av hver type og alder. Ut fra tabell III vil det kunne ses at prøveemnene i serie A med ubehandlede AR glassfibre etter 28 døgns fremskyndet eldning, praktisk talt har tapt sin styrke etter sprekkdannelse og kun er i stand til å motstå belastninger ved meget små utbøyninger. Det var skjedd et drastisk fall i styrke selv etter bare 14 dagers fremskyndet eldning. Forbehandlingen av fibrene med microsilica reduserte vesentlig de uønskede virkninger av fremskyndet eldning i prøveemnene i serie C, D og F. Reduksjonen i maksimalspenningene etter sprekkdannelse og i duktilitet var vesentlig mindre i de emner som inneholdt glassfibre som var forbehandlet med microsilica. Maksimalverdiene etter sprekkdannelse for de prøveemner som inneholdt forbehandlede glassfibre var stadig klart definert som skarpe topper på kurvene etter 28 døgn akselerert eldning, mens ved prøveemnene i serie A med ubehandlede glassfibre var toppene for maksimalverdiene etter sprekkdannelse redusert til ubetydelige forhøyelser etter den samme akselererende eldningsbehandling. Like viktig er det at forbehandling av glassfibrene med microsilica forbedrer seigheten av prøveemnet, hvilket er vist ved arealet under lastutbøyningskurven mellom utbøyningen ved første sprekk og utbøyningen ved det punkt hvor maksimalverdien etter sprekkdannelsen er blitt overskredet og belastningen er falt til 75 % av maksmimalverdien som angitt i siste søyle på tabell III. Som vist i tabell III utviser prøveemner som er behandlet en vesentlig forbedring over prøveemner som inneholder de The reinforced glass fibers accounted for approx. 0.4% by volume of the test pieces from series A - D and 0.8% by volume of the test pieces in series E and F. In each case, the test pieces were produced in the mold as described above in connection with example 2. After the test pieces was removed from the molds, each specimen was cured at 20°C in lime water for 7 days to provide an initial condition reference. Another set of specimens of Series A-F were subjected to an accelerated aging for a further 14 days in lime water at 50°C, and a third set of specimens of Series A-F were subjected to accelerated aging in lime water at 50°C for a further 28 days. The specimens were tested for flexural strength with the following results. Table III shows the average of the quantitative parameters based on the individual stress-deformation curves that emerged during the bending test. Six corresponding test subjects of each type and age were tested. Based on table III, it can be seen that the specimens in series A with untreated AR glass fibers after 28 days of accelerated ageing, have practically lost their strength after cracking and are only able to withstand loads at very small deflections. There had been a drastic drop in strength even after only 14 days of accelerated ageing. The pretreatment of the fibers with microsilica significantly reduced the undesirable effects of accelerated aging in the specimens in series C, D and F. The reduction in the maximum stresses after cracking and in ductility was significantly less in the specimens containing glass fibers that had been pretreated with microsilica. The maximum values after cracking for the specimens that contained pre-treated glass fibers were still clearly defined as sharp peaks on the curves after 28 days of accelerated ageing, while for the specimens in series A with untreated glass fibers the peaks for the maximum values after cracking were reduced to insignificant increases after the same accelerated aging treatment. Equally important is that pre-treatment of the glass fibers with microsilica improves the toughness of the specimen, which is shown by the area under the load-deflection curve between the deflection at the first crack and the deflection at the point where the maximum value after the crack formation has been exceeded and the load has dropped to 75% of the maximum value as stated in the last column of table III. As shown in Table III, samples treated show a significant improvement over samples containing them

ordinære ubehandlede AR glassfibre anvendt i serie A. Etter 28 døgns akselerert eldning var seigheten etter sprekkdannelse på prøveemnene i serie D 8 ganger så store som den tilsvarende verdi for prøveemnene i serie ordinary untreated AR glass fibers used in series A. After 28 days of accelerated ageing, the toughness after crack formation on the specimens in series D was 8 times as great as the corresponding value for the specimens in series

A. A.

Egenskapene hos prøveemnene i serie F sammenlignet med referanseemnene i serie E var fremragende. Det var ingen kvantitative fall i noen av de målte parametre etter hele 28 døgns akselerert eldning av prøveemnene i serie F. Det var helt overraskende og uventet å finne at styrken ved første sprekkdannelse i emnene i serie F forhøyes fra 896,4 til 1103 N/cm 2og maksimalverdien etter revnedannelse ble forhøyet fra 1138 N/cm 2 til 1448 N/cm 2. Arealet tilsvarende første sprekkdannelse av emnene i serie F ble forhøyet fra 1,36 til 2,48 Nem, og parameteren for seigheten etter sprekkdannelse ble forhøyet fra 38,4 til 39,5 Nem. Forbehandlingen av glassfibrene med microsilica ifølge den foreliggende oppfinnelse forhindrer således den mekaniske.forringelse av de mekaniske egenskaper av komposittmaterialet, som ellers ville finne sted i glassfibersementkompositt-systemer ved eldning. The properties of the test specimens in Series F compared to the reference specimens in Series E were outstanding. There was no quantitative drop in any of the measured parameters after a full 28 days of accelerated aging of the specimens in series F. It was completely surprising and unexpected to find that the strength at first crack formation in the specimens in series F increases from 896.4 to 1103 N/ cm 2 and the maximum value after crack formation was increased from 1138 N/cm 2 to 1448 N/cm 2. The area corresponding to first crack formation of the specimens in series F was increased from 1.36 to 2.48 Nem, and the parameter for the toughness after crack formation was increased from 38.4 to 39.5 Easy. The pre-treatment of the glass fibers with microsilica according to the present invention thus prevents the mechanical deterioration of the mechanical properties of the composite material, which would otherwise take place in glass fiber cement composite systems during ageing.

Prøveemnene ble splittet og undersøkt for bestemmelse av mikrostrukturen og fibrenes karakteristikk etter den akselererende eldning på 28 døgn. I tilfellet med prøveemnene i serie A fant man at de fleste av glass-filamentene var knekket ved bruddflaten snarere enn ved å være trukket ut av matriksen før bruddet, idet en sådan manglende uttrekning av fibre før bruddet viser at komposittmaterialet er blitt skjørt. Det ble også observert at de mikroskopiske mellomrom mellom filamentene inneholdt massive avleiringer av kalsiumhydroksyd. Ved prøveemnene i serie C var forholdet etter 28 døgns akselerert eldning mellom filamentene som knektes uten å ha blitt trukket ut, vesentlig mindre enn tilfellet ved prøveemnene ifølge kontrollserie A utsatt for samme behandling, hvilket ved splittingen viste at disse prøveemner hadde større duktilitet enn prøveemnene i serie A. Med hensyn til prøveemnene i serie D og F fant man at de fleste filamenter var trukket ut i betydelig grad før bruk, selv etter akselerert eldning i 28 døgn. Det fantes ingen kalsiumhydroksydavleiringer i de mikroskopiske mellomrom mellom filamentene i prøve-emnene fra serie D og F og det var ingen kalsiumhydroksydavleiringer som omgav garnene. Det formodes at den microsilica som var til stede i de mikroskopiske mellomrom mellom filamentene og omkring glassfibergarnene reagerer til dannelse av en forholdsvis mindre massiv og sammenhengende kalsiumsilikat i stedet for den massive kalsiumhydroksyd som vanligvis avleires i slike mellomrom når det ikke er microsilica til stede. Som følge av dette sammenbindes de enkelte filamenter i et garn ikke fast sammen i et slikt garn slik at de ikke lengre kan bøyes eller trekkes ut enkeltvis, og komposittmaterialet bevarer derfor sin seighet og duktilitet. The samples were split and examined to determine the microstructure and the characteristics of the fibers after the accelerated aging of 28 days. In the case of the specimens in series A, it was found that most of the glass filaments had broken at the fracture surface rather than by being pulled out of the matrix before breaking, as such failure to pull out fibers before breaking shows that the composite material has become brittle. It was also observed that the microscopic spaces between the filaments contained massive deposits of calcium hydroxide. In the case of the specimens in series C, the ratio after 28 days of accelerated aging between the filaments that break without being pulled out was significantly smaller than in the case of the specimens according to control series A subjected to the same treatment, which, when split, showed that these specimens had greater ductility than the specimens in series A. With respect to the test pieces in series D and F, it was found that most filaments were pulled out to a significant extent before use, even after accelerated aging for 28 days. There were no calcium hydroxide deposits in the microscopic spaces between the filaments in the specimens from series D and F and there were no calcium hydroxide deposits surrounding the yarns. It is presumed that the microsilica that was present in the microscopic spaces between the filaments and around the glass fiber yarns reacts to form a relatively less massive and cohesive calcium silicate instead of the massive calcium hydroxide that is usually deposited in such spaces when no microsilica is present. As a result of this, the individual filaments in a yarn are not firmly joined together in such a yarn so that they can no longer be bent or pulled out individually, and the composite material therefore retains its toughness and ductility.

Det må forstås at mengden av forbehandlede fibre ifølge den foreliggende oppfinnelse og den bestemte fibertype som tilføres til sement- eller betongmatrikser, gummi eller plastmatrikser eller kombinasjoner av disse, kan være mengdene og typene som vanligvis anvendes i kommersiell praksis. Det vil også forstås at hver av de konvensjonelle additiver kan tilsettes den flytende oppslemming ifølge den foreliggende oppfinnelse, avhengig av det produkt for hvilket oppslemmingen av fibre og væske er beregnet, under forutsetning av at additivet ikke griper inn i penetrasjonen av microsilica inn i hulrommene mellom fibrene eller med de microsilicapartikler som heftes til fibrenes overflate. It must be understood that the quantity of pre-treated fibers according to the present invention and the specific type of fiber which is supplied to cement or concrete matrices, rubber or plastic matrices or combinations thereof, may be the quantities and types that are usually used in commercial practice. It will also be understood that each of the conventional additives can be added to the liquid slurry according to the present invention, depending on the product for which the slurry of fibers and liquid is intended, provided that the additive does not interfere with the penetration of microsilica into the cavities between the fibers or with the microsilica particles that adhere to the surface of the fibers.

Det må også forstås at kravene dekker alle endringer og modifikasjoner av de foretrukne utførelsesformer ifølge den foreliggende oppfinnelse, som kun er valgt til illustrasjon og som ikke utgjør en avvikelse fra ånden og rammene av oppfinnelsen. It must also be understood that the claims cover all changes and modifications of the preferred embodiments according to the present invention, which have been chosen for illustration only and which do not constitute a deviation from the spirit and scope of the invention.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte til forbedring av fibres armeringsegenskaper,karakterisert vedat det fremstilles en væskeformig oppslemming av microsilica og at fibrene bringes i kontakt med microsilicaen i denne oppslemming.1. Method for improving the reinforcement properties of fibres, characterized in that a liquid slurry of microsilica is prepared and that the fibers are brought into contact with the microsilica in this slurry. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat microsilicaen er oppslemmet i vann.2. Method according to claim 1, characterized in that the microsilica is suspended in water. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedå omfatte et trinn hvor det tilsettes et eller flere dispergeringsmidler til oppslemmingen før denne påføres på fibrene.3. Method according to claim 2, characterized by comprising a step where one or more dispersants are added to the slurry before it is applied to the fibres. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedå omfatte nedsenkning av fibrene i den flytende microsilica oppslemming.4. Method according to claim 1, characterized by including immersing the fibers in the liquid microsilica slurry. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat dispergeringsmiddelet er et vannreduserende middel.5. Method according to claim 1, characterized in that the dispersant is a water-reducing agent. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fibrene hører til den gruppe som omfatter glassfibre, organiske fibre, kull- og metallfibre eller kombinasjoner av disse.6. Method according to claim 1, characterized in that the fibers belong to the group comprising glass fibres, organic fibres, coal and metal fibers or combinations thereof. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fibrene har en form som en bane.7. Method according to claim 1, characterized in that the fibers have a shape like a web. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedytterligere å omfatte det trinn at de microsilicabehandlede fibre tilsettes til et sementbasert materiale.8. Method according to claim 1, characterized by further comprising the step of adding the microsilica-treated fibers to a cement-based material. 9. Armeringslegeme,karakterisert vedat det har microsilica på dets overflate til forbedring av dets holdbarhetsegenskaper ved anvendelse til armering i produkter fremstilt med et innhold av slike legemer.9. Reinforcement body, characterized in that it has microsilica on its surface to improve its durability properties when used for reinforcement in products manufactured with a content of such bodies. 10. Flytende oppslemming av microsilica,karakterisert vedat det inneholder armeringslegemer til armering av et matrixprodukt.10. Liquid slurry of microsilica, characterized in that it contains reinforcing bodies for reinforcing a matrix product. 11. Armeringslegeme ifølge krav 9,karakterisert vedat legemene er utvalgt fra gruppen inneholdende glass-, organiske-, kull- og metallfibre eller kombinasjoner av disse.11. Reinforcing body according to claim 9, characterized in that the bodies are selected from the group containing glass, organic, coal and metal fibers or combinations thereof. 12. Glassfibre til armering av sementmaterialer,karakterisert vedat de er forbehandlet ved påføring av en oppslemming inneholdende microsilica.12. Glass fibers for reinforcing cement materials, characterized in that they are pre-treated by applying a slurry containing microsilica. 13. Tilsetningsmiddel for sement og betongmaterialer,karakterisert vedat den omfatter en vandig, flytende blanding av microsilica, et dispergeringsmiddel og armeringsfibre hvor microsilicaen er til stede i tilsetningsmiddelet i en mengde på fra ca. 5 til ca. 80 vekt %, og dispergeringsmiddelet er til stede i en mengde fra ca. 0,5 til ca. 40 vekt %.13. Additive for cement and concrete materials, characterized in that it comprises an aqueous, liquid mixture of microsilica, a dispersant and reinforcing fibers where the microsilica is present in the additive in an amount of from approx. 5 to approx. 80% by weight, and the dispersant is present in an amount from approx. 0.5 to approx. 40% by weight. 14. Tilsetningsmiddel ifølge krav 13,karakterisert vedat dispergeringsmiddelet er et vannreduserende middel.14. Additive according to claim 13, characterized in that the dispersant is a water-reducing agent. 15. Tilsetningsmiddel ifølge krav 13,karakterisert vedat microsilicaen er fremstilt fra røken fra en elektrisk ovn som anvendes til fremstilling av ferrosilisium eller silisiummetall.15. Additive according to claim 13, characterized in that the microsilica is produced from the smoke from an electric furnace which is used for the production of ferrosilicon or silicon metal. 16. Herdet sement- eller betongmateriale inneholdende konvensjonelle bestanddeler,karakterisertved at de omfatter armeringsfibre som i det minste delvis er omgitt av microsilica for å beskytte fibrene mot tap av duktilitet.16. Hardened cement or concrete material containing conventional components, characterized in that they comprise reinforcing fibers which are at least partially surrounded by microsilica to protect the fibers against loss of ductility. 17. Materiale ifølge krav 16,karakterisert vedat armeringsfibrene er glassfibre med microsilicapartikler på overflaten og med microsilicapartikler plassert i mellomrommene mellom armeringsfibrene.17. Material according to claim 16, characterized in that the reinforcing fibers are glass fibers with microsilica particles on the surface and with microsilica particles located in the spaces between the reinforcing fibers. 18. Glassfibre,karakterisert vedat de inneholder 5 - 150 vekt % microsilica basert på vekten av glassfibrene.18. Glass fibres, characterized in that they contain 5 - 150% by weight of microsilica based on the weight of the glass fibres. 19. Bane av glassfibre,karakterisertved at de inneholder microsilica plassert mellom banens enkelte fibre.19. Web of glass fibers, characterized in that they contain microsilica placed between the individual fibers of the web.
NO860083A 1985-01-29 1986-01-13 Reinforcing fibers treated with silica dust. NO860083L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69596785A 1985-01-29 1985-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO860083L true NO860083L (en) 1986-07-30

Family

ID=24795175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO860083A NO860083L (en) 1985-01-29 1986-01-13 Reinforcing fibers treated with silica dust.

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JPS61174472A (en)
BE (1) BE904088A (en)
BR (1) BR8600331A (en)
DE (1) DE3602310A1 (en)
DK (1) DK15986A (en)
ES (1) ES8704434A1 (en)
FI (1) FI860168A (en)
FR (1) FR2576613A1 (en)
GB (1) GB2170234A (en)
GR (1) GR860227B (en)
IT (1) IT1233587B (en)
NL (1) NL8600197A (en)
NO (1) NO860083L (en)
SE (1) SE8600358L (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202847A (en) * 1986-02-28 1987-09-07 大成建設株式会社 Method of strengthening adhesion power of fiber composite material
JPH0735274B2 (en) * 1986-11-11 1995-04-19 株式会社入江壁材 Dry short carbon fiber raw material with anti-agglomeration treatment and method for producing the same
AT391132B (en) * 1987-04-17 1990-08-27 Eternit Werke Hatschek L Mixture for producing fibre-containing shaped bodies, their use, shaped bodies produced therefrom and also a process for producing heat-treated cellulose fibres
JPH0617255B2 (en) * 1987-08-05 1994-03-09 大成建設株式会社 Manufacturing method of fiber reinforced cement mortar
AT391133B (en) * 1988-02-18 1990-08-27 Eternit Werke Hatschek L METHOD FOR TREATING CELLULOSE FIBERS AND FIBER CEMENT PRODUCTS AND MIXTURES FOR THE PRODUCTION THEREOF
GB8904273D0 (en) * 1989-02-24 1989-04-12 Sandoz Ltd Improvements in or relating to chemical compounds
DE3910860A1 (en) * 1989-04-04 1990-10-11 Gruenzweig & Hartmann MINERAL WOOL BASED MOLDING AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2587306B2 (en) * 1990-03-23 1997-03-05 株式会社ノザワ Fiber reinforced composite material
US5094899A (en) * 1990-09-06 1992-03-10 Owens-Corning Fiberglas Corporation High r super insulation panel
DE4220274C2 (en) * 1992-06-20 1997-08-21 Hans Jaklin Shatter resistant to flaking under fire conditions
JP2002274913A (en) * 2001-03-13 2002-09-25 Asahi Kasei Corp Production process of dehydrated, pressed formed product
DE102005036029A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Klevers Gmbh & Co. Kg Fiber structure based on glass containing SiO2 and Al2O3 or Al2O3 mixed oxide useful for concrete reinforcement, in automobile industry, chemical process technology, cable insulation, vibration dampers, hot filtration, seals, etc
FR2947259B1 (en) * 2009-06-24 2012-05-18 Lafarge Sa CONCRETE COMPOSITION
EP2842921A1 (en) 2013-08-27 2015-03-04 Construction Research & Technology GmbH Novel fibers, methods for their preparation and use in the manufacture of reinforced elements
EP3262009A1 (en) 2015-02-27 2018-01-03 Basf Se Use of csh-seed modified fibers in oil field applications

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1402555A (en) * 1971-08-05 1975-08-13 Nat Res Dev Fibre reinforced cement composites
GB1468239A (en) * 1972-09-19 1977-03-23 Kurz F Manufacturing processing using fly or filter dusts
CA1038892A (en) * 1974-05-28 1978-09-19 William L. Copeland Construction cement composition
GR68707B (en) * 1978-10-25 1982-02-02 Owens Corning Fiberglass Corp
GB2074898B (en) * 1980-05-01 1984-09-12 Textured Products Inc Flame resistant insulated electrical wire and cable construction
JPS6096555A (en) * 1983-10-31 1985-05-30 松下電工株式会社 Fiber reinforced cement cured body and manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
FR2576613A1 (en) 1986-08-01
FI860168A (en) 1986-07-30
JPS61174472A (en) 1986-08-06
IT1233587B (en) 1992-04-06
SE8600358L (en) 1986-07-30
DE3602310A1 (en) 1986-08-07
SE8600358D0 (en) 1986-01-27
GB2170234A (en) 1986-07-30
BE904088A (en) 1986-05-15
GB8601629D0 (en) 1986-02-26
ES8704434A1 (en) 1987-04-01
FI860168A0 (en) 1986-01-14
DK15986A (en) 1986-07-30
ES551310A0 (en) 1987-04-01
NL8600197A (en) 1986-08-18
IT8619203A0 (en) 1986-01-28
DK15986D0 (en) 1986-01-14
BR8600331A (en) 1986-10-07
GR860227B (en) 1986-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO860083L (en) Reinforcing fibers treated with silica dust.
Kriker et al. Mechanical properties of date palm fibres and concrete reinforced with date palm fibres in hot-dry climate
Toledo Filho et al. Durability of compression molded sisal fiber reinforced mortar laminates
Wang et al. Investigation on the alkali resistance of basalt fiber and its textile in different alkaline environments
RU2245858C2 (en) Concrete containing organic fibers, dispersed in cement mortar (variants)
SK11382002A3 (en) Fire-resistant high performance concrete composition
Poletanovic et al. Influence of the NaOH-treated hemp fibres on the properties of fly-ash based alkali-activated mortars prior and after wet/dry cycles
NO844294L (en) GLASS FIBER CEMENT PLATES AND PROCEDURES FOR THEIR PREPARATION
CN110857246A (en) Graphene oxide compounded cement mortar and preparation method thereof
Delverdier et al. Thermal behavior of polymer-derived ceramics. I. Si-C and Si-CO systems from both commercial and new polycarbosilane (PCS) precursors
US4341835A (en) Macrofilament-reinforced composites
Xu et al. Influences of polypropylene fiber and SBR polymer latex on abrasion resistance of cement mortar
Toutanji et al. Tensile and compressive strength of silica fume-cement pastes and mortars
Branston et al. Microstructure and mechanical properties of basalt fibre reinforced concrete
WO1981000252A1 (en) Fiber-reinforced composite materials and shaped articles
MUTUK et al. Thermal and mechanical evaluation of natural fibers reinforced gypsum plaster composite
KR102552558B1 (en) Thermal Insulation
Akers et al. Fibre-matrix interface effects in asbestos-cement composites
Zulfiati et al. The nature of coconut fibre fly ash-based mechanical geopolymer
Amat et al. Acrylic fibres as reinforcement for cement pastes
Hamedanimojarrad et al. Development of shrinkage resistant microfibre-reinforced cement-based composites
Mills Age-embrittlement of glass-reinforced concrete containing blastfurnace slag
West et al. Acrylic-polymer modified GRC
Yin et al. Investigation on properties of bamboo fiber reinforced cement mortar
TANa et al. Preparation and freeze-thaw resistance of geopolymer-based natural plant fiber composites