BESCHREIBUNG
Die Industrie erfordert in grösserem Masse Bauteile aus hochfesten und chemisch beständigen Betons.
Der Kampf gegend die Korrosion erstreckt sich über eine ganze Reihe von Polymerstoffen-Kautschuke, Gummis, thermoplastische Polymerstoffe, chemisch beständige Polymerkitte udgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Formkörper, der aus mineralischen Rohstoffen und einem organischen Bindemittel ist, und dabei insbesondere die Form der Platte aufweist.
Es sind bereits Versuche gemacht worden, Kunststeine, Fassaden, usw. in kleineren Formaten auf der Basis von mineralischen Rohstoffen und organischen Bindemitteln herzustellen.
Derartige Formkörper, die beispielsweise auf der Basis von Polyesterharzen, Polyurethanharzen oder Epoxydharzen gefertigt sind, haben sich jedoch bei der Herstellung als relativ teuer erwiesen, bei grösseren Formaten wurden dann Polymerzementbetons oder auch anorganische Betonpolymere mit Armierungsmitteln für Beton, wie Stahlstäbe oder -matten, oder Fasern aus Metall, oder faserförmige Stoffe, verwendet.
Als Mineralanteil kann Quarzsand, Kiessand, Brechsand und Seesand verwendet werden.
Die Korngrösse der mineralischen Bestandteile liegt zweckmässig zwischen 0,05 und 4 mm.
Hinsichtlich der zu erzielenden Festigkeitseigenschaften hat sich weiterhin ein sogenannter Zwei- oder Dreikomponentensand als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Sande sollten trocken verwendet werden.
Dem Bindemittel werden dabei zweckmässig Zusatzstoffe wie Härter, Härtungsbeschleuniger, usw. zugesetzt, z. B. S.A.
1100 der Wackerchemie.
Im Gegensatz zu vielen anderen Mischungen im Polymerbereich sind für den erfindungsgemässen Formkörper nur 2-4 Gewichts-% Bindemittel erforderlich.
Höhere Bindemittelanteile führen zu unnötiger Verteuerung der Erzeugnisse.
Die physikalischen Eigenschaften der nach dem erfindungsmässigen Verfahren produzierten Formteile, insbesondere der Platte, aus mineralischen Bestandteilen und organischem Bindemittel, sind bei Verwendung von Quarzsand wie folgt:
Höhe der Platte 3200 mm
Breite 600 mm
Stärke 40 mm
Raumgewicht 1 600 kg/m3
Biegezugfestigkeit mind. 1 200 N/cm2
Druckfestigkeit mind. 3 600 N/cm2
Elastizitätsmodul 1 600000 N/cm2 nicht brennbar DIN 4102
Die nach dem erfindungsmässigen Verfahren erhaltenen Platten weisen hohe mechanische Eigenschaften auf, obwohl keine Armierung mit Metall oder ähnlichem erfolgt.
Das erfindungsmässige Produkt aus mineralischen Bestandteilen und organischem Bindemittel mit den hohen mechanischen Eigenschaften ist nicht brennbar. Es ist aseptisch, unempflindlich und korrosionsfest. Diese Platte kann genagelt, gebohrt, geschraubt, gesägt und gedübelt werden.
Die Formteile (besonders die Platte) besitzen darüberhinaus eine sehr gute Schalldämmung. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sie sich besonders für Wandverkleidungen, Sandwichelemente, also Doppelwände, mit PUR Schaum oder Luft, Trennwände im Hochbau und Woh- nungsbau, sanitäre Bereiche und Wände für den sogenannten ökonomischen Hausbau für innen und aussen. Das Material kann geklebt oder mit jeglichem Mörtel verarbeitet und gebaut werden.
Zur Herstellung des Formkörpers werden erfindungsgemäss 96-98 Gewichtsanteile Mineralien mit 2-4 Gewichtsanteilen wasserlöslicher Harze auf der Basis Phenol bzw. seiner Homologe und Aldehyde gemischt, mit Härter oder Beschleuniger angereichert und während 3-18 Minuten in einer Form unter Druck und Wärmezufuhr ausgehärtet.
Von allen anderen Technologien unterscheidet sich diese erfindungsmässige Technologie dadurch, dass sie aufgrund der Studien jahrelanger Versuche und Experimente in grosser Vielfalt die Art und Weise gefunden hat, wie die Adhäsion der bindenden Materialien zum Füllstoff - zum feinen und kleinen und grossen Gestein - zu bessern ist.
Diese Schlussfolgerungen gelten für alle Gattungen der bindenden Materialien, wenn auch für jedes Bindemittel andere modifizierende Zusätze gebraucht werden.
Mit nur 2-4 Gewichtsanteilen Bindemittel und 96-98
Gewichtsanteilen mineralische Bestandteile ist es gelungen, hervorragende mechanische Eigenschaften zu formulieren.
Bei so niedrigen Mengen des Bindemittels mit solchen mechanischen Festigkeiten ist es bisher niemand gelungen,
Polymerbeton zu produzieren wie vorerwähnt und in dieser erfindungsmässigen Aussage angegeben.
Dieser Technologie gemäss lassen sich Polymerbetons 3-6 mal billiger erzeugen.
Die hier beschriebene Technologie hat folgendes Prinzip:
Es ist nötig für die gute Adhäsion des Bindemittels und der Füllmasse, dass hier eine bestimmte Molekularaffinität der Oberfläche des Füllstoffes und des Bindemittels gegeben ist.
Tatsächlich haben jedoch die meisten Füllstoffe hydrophilen Charakter, wogegen die Bindemittel mehr oder minder hydrophoben Charakter aufweisen. Im System Polymer-Füllstoffe kann sich daher die Adhäsionsfestigkeit dieses Systems nicht erweisen. Die Adhäsionsfestigkeit hängt vom Typ der Molekular-Interaktion ab. Ionen und Kovalentinteraktion lassen dabei chemische Bindungen mit Energie 250-330 K-Joule/mol entstehen. Die Hydroxyl- und Karboxylgruppen und ähnliche Gruppen lassen die sogenannten Wasserstoffbindungen mit Energie 33-42 K-Joule/mol entstehen.
Aus dieser Tatsache ergibt sich, dass die höchste Festigkeit in den gefüllten Polymeren zu erzielen ist, falls zwischen den Polymermolekülen und auch auf der Phasengrenzfläche Polymer-Füllmasse chemische Bindungen entstehen. Darum sind für die hydrophilen Füllstoffe die Prozesse der Adsorbtionsmodifikationen der Oberfläche, d. h. die Änderung der Molekulareigenschaften der Oberfläche der Füllstoffteilchen von besonderer Bedeutung. Zu diesem Zweck gebrauchen wir die orientierte Adsorbtion der geringen Mengen von speziellen makromolekularen oberflächenaktiven Stoffen.
Die spezifischen Eigenschaften dieser Stoffe beruhen darauf, dass ihre Makromoleküle aus zwei Teilen der hydrophilen Polargruppe und dem hydrophoben unpolaren Radikal bestehen. Durch die orientierte Adsorbtion auf der Oberfläche des Füllstoffes ändern diese Makromoleküle die Aktivität der Oberfläche des Mineralfüllstoffes, wenn sich der Hydrophilpolarendpunkt des Makromoleküls mit der Oberfläche des Mineralteilchens verbindet und das hydrophobe Radikal, das vom Mittelpunkt des mineralen Teilchens nach aussen Richtung nimmt, steigert die Polymeradhäsion zum mineralen Teilchen.
Es verbessert sich die Bearbeitbarkeit der Mischung, und schliesslich weisen die mechanischen und physiko-chemischen Eigenschaften der auf diese Art und Weise zubereiteten und ausgehärteten Mischung weit bessere Ergebnisse auf.
DESCRIPTION
The industry requires components made of high-strength and chemically resistant concrete to a greater extent.
The fight against corrosion extends over a whole range of polymer materials - rubbers, rubbers, thermoplastic polymer materials, chemically resistant polymer putties and the like.
The present invention relates to a shaped body which is made of mineral raw materials and an organic binder and in particular has the shape of the plate.
Attempts have already been made to produce artificial stones, facades, etc. in smaller formats based on mineral raw materials and organic binders.
Such moldings, which are made, for example, on the basis of polyester resins, polyurethane resins or epoxy resins, have proven to be relatively expensive to produce, however, in larger formats, polymer cement concrete or inorganic concrete polymers with reinforcing agents for concrete, such as steel bars or mats, or Fibers made of metal, or fibrous materials, are used.
Quartz sand, gravel sand, crushed sand and sea sand can be used as a mineral component.
The grain size of the mineral components is expediently between 0.05 and 4 mm.
With regard to the strength properties to be achieved, a so-called two- or three-component sand has also proven to be particularly advantageous. The sands should be used dry.
Additives such as hardener, hardening accelerator, etc. are expediently added to the binder, e.g. B. S.A.
1100 of Wackerchemie.
In contrast to many other mixtures in the field of polymers, only 2-4% by weight of binder are required for the molded article according to the invention.
Higher proportions of binders make the products unnecessarily expensive.
When using quartz sand, the physical properties of the molded parts produced by the process according to the invention, in particular of the plate, made of mineral constituents and organic binders are as follows:
Height of the plate 3200 mm
Width 600 mm
40 mm thick
Density 1,600 kg / m3
Bending tensile strength at least 1,200 N / cm2
Compressive strength at least 3,600 N / cm2
Modulus of elasticity 1 600000 N / cm2 non-flammable DIN 4102
The plates obtained by the process according to the invention have high mechanical properties, although there is no reinforcement with metal or the like.
The product according to the invention consisting of mineral constituents and organic binders with the high mechanical properties is not flammable. It is aseptic, insensitive and corrosion-resistant. This plate can be nailed, drilled, screwed, sawn and dowelled.
The molded parts (especially the panel) also have very good sound insulation. Due to this property, they are particularly suitable for wall cladding, sandwich elements, ie double walls, with PUR foam or air, partition walls in building construction and residential construction, sanitary areas and walls for so-called economical house construction for inside and outside. The material can be glued or processed and built with any mortar.
To produce the shaped body, according to the invention, 96-98 parts by weight of minerals are mixed with 2-4 parts by weight of water-soluble resins based on phenol or its homologs and aldehydes, enriched with hardener or accelerator and cured in a mold under pressure and heat for 3-18 minutes.
This inventive technology differs from all other technologies in that, based on the studies of years of trials and experiments, it has found a wide variety of ways in which the adhesion of the binding materials to the filler - to fine and small and large rocks - can be improved .
These conclusions apply to all types of binding materials, although different modifying additives are used for each binding agent.
With only 2-4 parts by weight of binder and 96-98
The proportions by weight of mineral components have been able to formulate excellent mechanical properties.
With such low amounts of the binder with such mechanical strengths, no one has been able to
To produce polymer concrete as mentioned above and specified in this statement according to the invention.
According to this technology, polymer concrete can be produced 3-6 times cheaper.
The technology described here has the following principle:
It is necessary for the good adhesion of the binder and the filler mass that there is a certain molecular affinity for the surface of the filler and the binder.
In fact, however, most fillers have a hydrophilic character, whereas the binders have a more or less hydrophobic character. The adhesive strength of this system can therefore not be shown in the polymer-filler system. The adhesive strength depends on the type of molecular interaction. Ions and covalent interaction create chemical bonds with energy of 250-330 K-Joule / mol. The hydroxyl and carboxyl groups and similar groups give rise to the so-called hydrogen bonds with energy 33-42 K-joules / mol.
From this fact it follows that the highest strength can be achieved in the filled polymers if chemical bonds are formed between the polymer molecules and also on the phase interface of the polymer-filling compound. Therefore, for the hydrophilic fillers, the processes of surface adsorption modifications, i.e. H. the change in the molecular properties of the surface of the filler particles is of particular importance. For this purpose we use the oriented adsorption of the small amounts of special macromolecular surface-active substances.
The specific properties of these substances are based on the fact that their macromolecules consist of two parts of the hydrophilic polar group and the hydrophobic non-polar radical. Due to the oriented adsorption on the surface of the filler, these macromolecules change the activity of the surface of the mineral filler when the hydrophilic polar end point of the macromolecule connects to the surface of the mineral particle and the hydrophobic radical, which moves outwards from the center of the mineral particle, increases the polymer adhesion to the mineral particle.
The workability of the mixture is improved, and finally the mechanical and physico-chemical properties of the mixture prepared and cured in this way have far better results.