PL88984B1 - Fibre reinforced cement composites[au4520472a] - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów cementowych wzmacnianych wlóknem szklanym.Znane jest wytwarzanie^ wyrobów cementowych wzmacnianych .szklem na drodze wiazania sie wló¬ kien szklanych z produktami cementowymi, takimi jak cement portlandzki i inne gatunki cementu, w których wiazanie i twardnienie materialu zalezy od reakcji miedzy materialami wapiennymi i krze¬ mowymi. Odpornosci na dzialanie alkaliów tych wyrobów podane sa np. w brytyjskich opisach pa¬ tentowych nr 1200732 d 1243972. W opisach tych po¬ dano sposób wzmacniania produktów cemento¬ wych, na przyklad betonu, zawierajacych cement portlandzki, inne cementy lub ich mieszaniny z ma¬ terialami takimi jak zuzel wielkopiecowy i pucolana za pomoca wlókien ze szkla odpornego na alkalia.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze stosujac polacze¬ nie cementu, zawierajacego co najmniej 10% wa¬ gowych pucolany z odpornym na dzialanie alkaliów szklem krzemionkowo-cyrkonowym, zawierajacym co najmniej 6% molowych ZrO2 uzyskuje sie ma¬ terial o niezwykle wysokim stopniu odpornosci na dzialaniewody. . , Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do cementowej substancji podstawowej zawierajacej nie mniej niz 10% wagowych piicolany, korzystnie nie mniej niz 15% wagowych, wprowadza sie wlók¬ na z odpornego na dzialanie alkaliów szkla w ukla¬ dzie krzemionka/dwutlenek cyrkonu zawierajacego nie mniej niz 6% molowych ZrCh. Utworzona mie¬ szanine formuje sie i utwardza w podwyzszonej temperaturze.Cementami pucolanowymi nazywa sie cementy zawierajace domieszke „pucolany". Okreslenie to nalezy w dalszych wywodach rozumiec zgodnie z sensem nadawanym mu przez ogól autorów, a zwlaszcza przez R. H. Bogue w jego dziele „Che¬ mia cementu portlandzkiego'' („The Chemistry of Portland Cement"), wydanym przez Rheinhold Publishing Corporation, wydanie II, 1955 oraz przez F.M. Lee w dziele „Chemia Cementu i Betonu" („The chemistry of cement and conerete"), wyda¬ nym przez Edwarda Arnolda, wydanie III, 1970.Termin „pucolana" pierwotnie oznaczajacy natu¬ ralny material pochodzenia wulkanicznego, stoso¬ wany jest obecnie dla okreslania sztucznych jak- i naturalnych materialów krzemianowych, zdol¬ nych do reakcji z wodorotlenkiem wapnia i prze- prowadzania go ta droga w twardy material o wysokiej wytrzymalosci. Stwierdzono na przyklad, ze material znany jako „sproszkowany popiól pali¬ wowy", bedacy klopotJliwym materialem odpado¬ wym stanowi doskonala pucolane do wytwarzania produktu sposobem wedlug wynalazku. Naturalne pucolany wystepuja obficie w róznych, krajach, na przyklad we -Wloszech, natomiasit sposród sztucz¬ nych pucolan wymienic mozna pewne szkla, na przyklad wytwarzane z mieszanki soda/wapno/ 38 /krzemionka. 88 98488 984 Wyroby o polepszonej wodoodportlosd wytwa¬ rza sie przez wzmocnienie cementu portlandzkiego zawierajacego co najmniej 10% wagowych puco- lany, na przyklad 15 — 50% luib wiecej, korzystnie co najmniej 25%, najkorzystniej 35 — 45%, na przyklad 40% sproszkowanego popiolu paliwowego lub innej pucolany za pomoca wlókien ze szkla zawierajacego co najmniej 6,0% molowych ZrOz korzystnie co najmniej 9% molowych ZrCh, a tak¬ ze wlókien opartych na ukladzie SiC^/ZrOg/NaOa, na przyklad takich jak omówione w brytyjskim zgloszeniu patentowym nr 1243972 i nr 37862/69.Sposobem wedlug wynaUazku wyroby cementowe mozna wyftwairzac w postaci rur, plyt, arkuszy i struktur innego rodzaju. Zazwyczaj stosowac mozna 0,5 — 10% wagowych wlókna szklanego. Doskonale wyniki osiaga sie przy stosowaniu 4 — 6% szkla.Stwierdzono równiez, ze bardzo korzystny wzrost wytrzymalosci wyrobów osiagnac mozna przez kon¬ trolowana obróbke cieplna. Jest to szczególnie wazne ze wzgledu na potrzebe uzyskiwania odpo¬ wiedniej wyttrzymalosci dla manipulacji materia¬ lem we wczesnych etapach procesu wytwarzania, przed 'uformowaniem sie dobrego w Wiazania miedzy cementem a wlóknem. Obróbka cieplna skraca ponadto czas niezbedny do osiagniecia usta¬ lonych wlasciwosci oraz koncowej wytrzymalosci.W przypadku plyt cementowych wytwarzanych me¬ toda napylania prózniowego, przez ogrzewanie w ciagu kilku dni, ma przyklad 2 — 3 dni pod woda o temperaturze nie nizszej od 60°C, na przyklad 60 — 80°C, rozpoczete po uplywie nie mniej niz okolo 5 godzin od momentu odlania plyty, osda&a sie wytrzymalosc na zginanie, na przyklad otaoto 158 KG/cm1. Jezeli ogrzewanie rozpoczyna sie po- uplywie jeszcze dluzszego okresu czaflu od mo¬ mentu odlania plyty, na przyklad po uplywie jed¬ nego dnia lub nawet do siedmiu dni, to wytrzy¬ malosc substancji .podstawowej wytworzonej wsku¬ tek ogrzewania ulega dalszemu wzrostowi. Stoso¬ wac mozna oczywiscie wyzsze wartosci temperatu¬ ry, na przyklad 80 — 90°C, lecz w przypadku sto¬ sowania tempertury zbytnio zblizonej do 100°C nalezy sie liczyc z nadmiernym oddzialywaniem na szklo.W korzystnej realizacji sposobu wedlug wynalaz¬ ku stosuje sie cement portlandzki zawierajacy — 45 % wagowych sproszkowanego popiolu pa¬ liwowego, który wzmacnia sie wlóknami z odpor¬ nego na dzialanie alkaliów szkla zawierajacego co najmniej 9% molowych Zr02. Wytrzymalosc na zginanie po poczatkowym utwardzeniu ulega wzrostowi w miare uplywu czasu.Typowe wyniki dla wzmacnianych szklami cyr¬ konowymi substancji podstawowych zlozonych ze zwyklego cementu portlandzkiego oznaczonego sym¬ bolem OPC, zwyklego cementu portlandzkiego za¬ wierajacego sproszkowany popiól paliwowy ozna¬ czonego symbolem FFA, pucolany wloskiej, albo roz¬ drobnionego szkla „A" zawierajacego uklad soda/ /wapno/ki^emionlka, zestawione sa w nastepujacych tablicach 1 — 5.W tablicy 1 okreslone sa sklady chemiczne i ilo¬ sci uzytego szkla.(Nr kodowy plyty 1 2 3 4 6 7 a 9 11 12 13 14 T Sklad chemiczny szkla A A B B C C A A A A A B B A a b 1 i c a 1 Substancja podstawowa OPC OPC + 40% PFA ] OPC OPC+ 40% PFA OPC OPC+40% PFA OPC+15% PFA OPC + 25% OPC+ 40% Pucolana OPC OPC+ 40% PFA OPC OPC+ 40% PFA OPC + 10% „A" proszek szklany Zawartosc szkla w % wagowych ,06 ,46 4,94 ,17 4,91 ,12 4,60 ,03 ,17 ,49 ,34 ,09 ,62 j ,21 Seklo A (% wagowych): SlOt —71,0, Al«Oi —1,0%, ZrOi —10,0, NaiO —11,0, LltO —1,0 Stklo B PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 30 1. Sposób wytwarzania wyrobów cementowych wzmacnianych wlóknem szklanym z mieszaniny cementu, pucolany i wlókien szklanych, zawieraja¬ cych dwutlenek cyrkonu, która to mieszanine for¬ muje sie ii utwardza, znamienny tym, ze formowa- 35 niu poddaje sie mieszanine skladajaca sie z ce¬ mentu zawierajacego nie mniej niz 10% wagowych pucolany i wlókien z odpornego ma dzialanie alka¬ liów szkla krzemionkowo-cyrkonowego, zawiera¬ jacego nie mniej niz 6% molowych Zr02. 40 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie naturalna pucolane. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako pucolane stosuje sie sproszkowany popiól pa¬ liwowy. 8. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jako pucolane stosuje sie szklo w ukladzie soda/ /wapno/krzemionka. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje- sie wlókna ze szkla zawierajacego uklad Si02/Zr02/Na20. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie wlókna ze szkla zawierajacego nie mniej niz 65% S1O2 i nie mniej niz 10% wagowych ZrOs. 11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze formuje sie mieszanine zawierajaca 0,5 — 10% wa¬ gowych wlókna szklanego. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cement portlandzki zawierajacy nie¬ mniej niz 10% , korzystnie nie mniej niz 15% wa¬ gowych pucolany. 13. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze mieszanine wlókna szklanego i cementu zawiera¬ jacego pucolane utwardza sie w podwyzszonej temperaturze. 14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze obróbke cieplna prowadzi sie w wodzie o tem¬ peraturze co najmniej 60°C. 15. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze obróbke cieplna prowadzi sie w ciagu co 'najmniej 2 dni w temperaturze 60 — 80°C. rruk: Opolskie Zaklady Graficzne im. J. Langowdkiego w Opolu, zam. 2410/76 - 125 egz. Cena 10 zl PL