DE2212117A1

DE2212117A1 - Bootskoerper aus armiertem beton und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2212117A1
Application number: DE2212117A
Authority: DE
Inventors: Raymond Audley Duff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-13
Publication date: 1973-01-04

Description

Bootskörper aus armiertem Beton und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft zementhaltige Baumaterialien (Zementbaumaterialien) und die da-raus hergestellten armierten bzw. verstärkten Betonkonstruktionen, insbesondere verhältnismäßig dünne, laminierte Baumaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie betrifft insbesondere einen Bootskörper aus armiertem Beton sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Wegen seiner verhältnismäßig niedrigen Herstellungskosten, seiner Beständigkeit, seiner hohen Druckfestigkeit und leichten ugänglichkeit wird armierter Beton (Stahlbeton) in großem Umfange als Baumaterial verwendet. Da Beton jedoch eine verhältnismäßig niedrige Zugfestigkeit (Zerreißfestigkeit) und Biegefestigkeit aufweist, hat sich als nicht praktikabel erwiesen, zur Herstellung von verhältnismäßig dünnen, hochfesten Gegenständen aus Beton oder zur Herstellung von Platten, Tafeln (sheets) und ähnlichen Betonkonstruktionen. Armierter Beton (Stahlbeton) war vielmehr weitgehend beschränkt auf die Verwendung in solchen Konstruktionen, bei denen Gewicht und Masse keine begrenzenden faktoren sind. bs sind bereits verschiedene Harzsysteme und faserverstärkte Harzsysteue, wie z.B. ein glasfaserverstärktes Polyesterharz und dgl. in großem Umfange verwendet worden zur Herstellung der verschiedensten verhältnismäßig leichten Formgegenstände. Diese Harzkonstruktionen sind günstig wegen ihres geringen kxewichtes, der Leichtigkeit ihrer Herstellung und ihres dekorativen Effekts. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie im allgemeinen teuer sind, entflammbar sind, eine niedrige 'estigkeit und eine begrenzte Haltbarkeit bei erhöhten i?emperaturen oder bei der Einwirkung von leicht, insbesondere von ultraviolettem Licht, haben. Daher besteht ein Bedürfnis nach einem verhältnismäßig billigen, dauerhaften, hochfesten 3aumaterial, das leicht geformt (hergestellt) werden kann und gute thermische Eigenschaften sowie ein dekoratives, pflegeleichtes (serviceable) Finish aufweist.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, verhältnismäßig dünne Betonkonstruktionen mit einer hohen Festigkeit und Daurhaftigkeit anzugeben. Weitere Ziele der Erfindung bestehen darin, ein neues zementhaltigeb Alaterial (Zementmaterial), das zur Herstellung von dauerhaften, hochfesten Gegenständen verwendet werden kann, sowie Beton-Baumaterialien mit einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit und Betontafel- und -plattenRonstruktionen anzugeben. Weitere Ziele der Erfindung bestehen darin, speziell geforl2lte baugegenstände mit einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit sowie Betonkonstruktionen mit einem Harzschmuckfinish anzugeben.
Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung von verhältnismäßig dünnen Betonkonstruktionen mit einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung von Betontafel- und -plattenkonstruktionen mit einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit anzugeben.
Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Darin bedeuten: Big. 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Konstruktion; Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Konstruktion und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, welche das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von armierten Betonkonstruktionen erläutert.
Die Erfindung betrifft kurz gesagt ein neues zementhaltiges Baumaterial (Zementbaumaterial), das aus hydraulischem Zement, einem Zuschlagstoff, einem Epoxyharz, einem wasservermindernden Additiv und ausreichend Wasser zum Hydratisieren des Zementes besteht. Die Erfindung betrifft ferner armierte bzw.
verstärkte Betonkonstruktionen, de aus einer Vielzahl von alternierenden, integral miteinander verbundenen Schichten aus Zementmaterial und faserverstärktem Epoxyharz bestehen, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Beton- und faserverstärkten Epoxyharzkonstruktionen. Diese Konstruktionen bestehen aus einer Vielzahl von Schichten aus dem zementhaltigen Material (Zementmaterial) mit dazwischenliegenden Schichten aus einem faserverstärkten Epoxyharz, die zwischen benachbarten Schichten des Zementmaterials integral mit diesen verbunden sind. Die erfindungsgemäßen Konstruktionen können auch einen integral gebundenen Oberflächenharzüberzug aufweisen zur Verbesserung des Aussehens und der Pflegeleichtigkeit der Konstruktion.
In der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung bezeichnet die Ziffer 10 eine Konstruktion, wie z.B. eine flache Tafel oder Platte mit einem verhältnismäßig dünnen Aufbau. Bei der Konstruktion handelt es sich um eine laminierte Struktur, die aus zei Schichten aus Zementmaterial 12 und 14 und einer Innenschicht 16 aus einem faserverstärkten Epoxyharz besteht, welches das Zementmaterial zu einer integralen einheitlichen Struktur hoher Festigkeit und Haltbarkeit verbindet. Ein äußerer Oberflächenharzüberzug 18 kann gegebenenfalls integral mit dem Zementmaterial verbunden sein. Die fertige (oberflächenbehandelte) Konstruktion kann in ihrer Dicke zwischen etwa 0,318 cm (1/8 inch) bis zu einigen cm oder mehr variieren, bei vielen Anwendungszwecken ist jedoch eine Gesamtdicke von 0,635 cm bis etwa 5,08 cm (1/4 bis 2 inches) oder mehr bevorzugt, wobei Dicken von etwa 0,635 bis 2,54 cm (1/4 bis 1 inch) besonders bevorzugt sind.
Die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung erläutert eine Konstruktion 20, die aus einer Vielzahl von Schichten aus Zementmaterial mit dazwischenliegenden Schichten aus einem faserverstärkten Epoxyharz, das zwischen den Schichten aus dem Zementmaterial integral mit diesen verbunden ist unter Bildung einer einheitlichen Struktur, aufgebaut ist. In der hier erläuterten Ausführungsform besteht die Gesamtstruktur aus drei Schichten aus einem Zementmaterial (sementhaltigen Material) 22, 24 und 26 mit einer zwischen benachbarten Schichten aus dem Zementmaterial 22 und 24 angeordneten faserverstärkten Epoxyharsschicht 28 uni einer zwischen benachbarten Schichten aus dem Zementmanterial 24 und 26 angeordneten faserverstärkten Ep-cyharzsoiiicht 30 aufgebaut. Bei diesem Konstruktionstyp kann ein Teil mit beliebig vielen alternierenden Schichten aus dem Zementmaterial und aus einem faserverstärkten Epoxyharz gebildet werden. Auf diese Weise können Konstruktionen mit einer beträchtlichen Dicke, die eine große Festigkeit aufweisen, hergestellt werden.
Bei dem bei den erfindungsgemäßen Konstruktionen verwendeten Zementmaterial bzw. zementhaltigen Material handelt es sich um eine härtbare Mischung von hydraulischem Zement, einem Zuschlagsstoff, einem Epoxyharz, einem wasserverminderndem Additiv und ausreichend Wasser zum Hydratisieren des Zements.
Nach dem Zusammenmischen hat das Material zuerst eine weiche, halbfeste Konsistenz und kann geformt, gegossen, mit der Kelle oder mit der Sprühpistole aufgebracht werden. Nach dem Aushärten härtet das Material zu einem harten, starren Feststoff mit einer hohen Festigkeit und Haltbarkeit (Beständigkeit)aus. Bei dem hydraulischen Zement kann es sich um irgendeine der Handelsüblichen hydraulischen Zementarten, beispielsweise einem solchen vom ASUM-2yp I oder um normalen Portland Zement, um einen solchen vom AS2M-2yp II oder um einen modifizierten Portland-Zement, um einen solchem vom ASOM-2yp II oder um einen Portland-Zement mit einer hohen Anfangsfestigkeit (high-early-strength), um einen solchen vom ASGM-2yp IV oder um einen Portland-Zement mit niedriger Wärme (low-heat), oder um einen solchen vom AS2M-2yp V oder um einen sulfatbeständigen Portland-Zement, um einen solchen vom ASM-2yp VI (ip) oder um einen Portland-Pozzolana-Zement, einen Plastikzement oder einen Gun-Plastik-Zement handeln. Auch kann der Zement gegebenenfalls zusätze enthalten zur Verbesserung verschiedener Eigenschaften, beispielsweise der Verarbeitbarkeit, der Zuschlagsentmischung, der Bufteinschlüsse und zur Beschleunigung oder Verlangsamung der Abbindezeit. Als Zuschlag wird Sand verwendet, obwohl zum Teil auch feiner Erbsenkies und ein eerstoßener Zuschlag verwendet werden kann, insbesondere bei dickeren Konsz uktionen, und wenn es erwünscht ist, das Gewicht minimal zu halten, kann ein Zuschlag mit einem geringen Gewicht oder einer geringen Dichte verwendet werden.
Zur Durchführung der Erfindung können die verschiedensten handelsüblichen Epoxyharzmassen verwendet werden. Bei diesen handelt es sich vorzugsweise um unverdünnte Flüssigkeiten mit einer niedrigen Viskosität oder um viskosere Harze, die mit einem Lösungsmittel verdünnt sind, und sie werden zweckmäßig in einem Zweikomponentensystem verwendet, d.h. das Harz und der Katalysator sind getrennt verpackt und werden erst zum Zeitpunkt der Verwendung miteinander gemischt. Die zur Durchführung der Erfindung bevorzugten verwendeten Epoxyharze sind unverdünnte Flüssigkeiten, welche nach siebentägigem Härten die folgenden Eigenschaften aufweisen: Zugfestigkeit mindestens 562 kg/cm2 (8000 psi) Spannungsdehnung höchstens 10 % Biegefestigkeit mindestens 1050 kg/cm2 (15000 psi) Druckgrenze mindestens 844 kg/cm2 (12000 psi) (compressive yield) Härte oberhalb 60 Ehore D.
Ein handelsübliches Epoxyharz, das die oben genannten Eigenschaften aufweist und für die Durchführung der Erfindung besonders brauchbar ist, ist ein Zweikomponenten-Epoxyharz mit einer verhältnismäßig niedrigen Viskositat, das von der Firma Adhesive Engineering Company unter dem Handelsnamen Concresive No. 1170 vertrieben wird und dessen q?eile als Teil A und Teil b bezeichnet werden. Dieses Material wird in einem Verhältnis von etwa 2 eilen des Teils A zu 3 eilen des Teils B bis zu etwa 3 Teilen des Teils A zu 2 Teilen des Teils B gemischt und vorzugsweise wird es in einer Menge von etwa gleichen Teilen des Teils A und des Teils B verwendet. Die beiden Epoxyharzkomponenten werden vorzugsweise vor der Zugabe derselben zu der nassen Zementmischung innig miteinander gemischt. Ein geeignetes Epoxyharz ist der Diglycidyläther von Bisphenol A, der durch Kondensation von Epichlorhydrin mit Bisphenol A, d-h. Bis- (4-hydroxyphenyl) -dimethylmethan, hergestellt werden kann. Ein bevorzugter Bisphenol A-Diglycidyläther ist ein flüssiges, in der Wärme härtbares Harz mit einer Brookfield-Viskosität von etwa 10 000 bis etwa 16 000 cP bei einer Temperatur von 2500 und einem Epoxyd-Äquivalentgewicht von etwa 185 bis 200. Ein geeigneter Bisphenol A-Diglycidyläther dieses Gyps ist von der Firma Celanese Coatings Company unter dem Handelsnamen Epi-Rez 510 erhältlich.
Der Bisphenol A-Diglycidyläther kann mit einem reaktiven Verdünnungsmittel gemischt werden unter Bildung eines modifizierten Harzsystems. Ein bevorzugtes Epoxyharz ist eine Mischung von Bsiphenol A-Diglycidyläther mit dem o-Cresylglycidyläther, die etwa 20 bis 40 % des reaktiven Yerdiinnungsmittels enthält. Eine besonders bevorzugte Harzkombination ist eine Mischung von etwa 73 Teilen Bisphenol A-Diglycidyläther und 27 Teilen o-Oresyl-glycidyläther. Ein geeignetes reaktives o-Cresyl-glycidyläther-Verdünnungsmittel mit einer Brookfield-Viskosität von 5 bis 25 cP bei 250C und einem Epoxyd-Äquivalentgewicht von 180 bis 200 ist von der firma Celanese Coatings Company unter dem Handelsnamen Epi-Rez 5011 erhältlich. Eine im Handel erhältliche Mischung von 73 % des Diglycidyläthers und Bisphenol A und 27 % des o-Oresyl-glycidyläthers, die für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet ist, ist von der Firma Celanese Coatings Company unter dem Handelsnamen Epi-Rez 5077 erhältlich. Diese Harzmischug hat eine Brookfield-Viskosität von 500 bis 700 cP bei 250C und ein Epoxyd-Äquivalentgewicht von 185 bis 200.
Es ist bereits eine große Anzahl von verschiedenen Latalysatoren und reaktiven Härtern bekannt, die Epoxyharze härten.
Obwohl eine Reihe von verschiedenen Mitteln zul Härten der in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten Epoiy harzen verwendet werden kann, sind die reaktiven Härter vom Ämin-Typ bevorzugt. Ein besonders bevorzugter Härter ist eine Mischung eines reaktiven Ämidoamins, wie z.B. Dicyandiamid und eines hochreaktiven modifizierten lminunrandlers.
Ein geeignetes Härtungsmittel dieses Typs wird von der Pirma Celanese Coatings Company unter dem Handelsnamen Epi-Cure 872 vertrieben. Das bevorzugte Härtungsmittel wird dem Epoxyharz in Mengen von etwa 0,3 bis 1 Teil Härtungsmittel pro Teil Harz, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,5 Teilen Härter pro Teil Harz, zugegeben.
Gegebenenfalls wird ein wasserverminderndes Additiv in die Zementzusammensetzung eingearbeitet, um eine verbesserte Festigkeit und Haltbarkeit zu erzielen. Ein bevorzugtes wasserverminderndes Additiv ist eine fllissige Mischung, die hauptsächlich aus hydroxylierten Polymerisaten, Calciuinlignosulfonat und einem organischen Beschleuniger besteht. Ein geeignetes wasserminderndes Mittel wird von der Firsa Master Builders unter dem Handelsnamen Pozzolith 300-N vertrieben.
Das flltssige, wasservermindernde Additiv wird in geringen-Mengen, beispielsweise in einer Menge von etwa 29,6 bis 178 cm3 (1 bis 6 fluid ounces) pro 42,6 kg (94 poundS)-Sack Zement und vorzugsweise in Mengen von etwa 59 bis 120 cm) (2 bis 4 fluid ounces) pro Sack Zement verwendet.
Die erfindungsgemäßen Zementzusammensetzungen werden hergestellt durch Vermischen der Bestandteile in Mengenanteilen von etwa 0,95 bis 11,4 1 (1/4 bis 3 gallons), vorzugsweise von etwa 0,94 bis 5,7 1 (1/4 bis 1 1/2 gallona) an kombiniertem Epoxyharz plus Härter, etwa 28,3 bis 85 1 (1 bis 3 cubic feet) Zuschlag, etwa 29,6 bis 178 cm3 (1 bis 6 fluid ounces) flüssigem wasserverminderndem Additiv und etwa 15,2 bis 22,8 1 (4 bis 6 gallons), vorzugsweise etwa bis 19 1 (4 1/2 bis 5 gallons) Wasser pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack Zement. Eine bevorzugte Zusammensetzung besteht aus einer Mischung von etwa 2,85 1 (3/4 gallon) Epoxyharz plus Härter, etwa 56 1 (2 cubic feet) Zuschlag, etwa 11,4 1 (3 fluid ounces) flüssigem wasserverminderndem Additiv und etwa 15,2 bis 22,8 1 (4 bis 6 gallons) Wasser pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack~Zement, wobei die genaue Wassermenge von dem Feuchtigkeitsgehalt des Sandes abhängt. Der Zuschlagsgehalt dieser Zusammensetzung, bezogen auf das Gewicht, beträgt etwa 45,4 bis 136 kg (100 bis 300 pounds), vorzugsweise etwa 90,7 (200 pounds) pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack Zement bei Verwendung von regulärem Sand und etwa 24,9 bis 74,8 kg (55 bis 165 pounds) pro Sack bei Verwendung von leichten Zuschlagsstoffen. Die Menge an in den erfindungsgemäßen Zementzusammensetzungen verwendeten Wasser ist, wie gefunden wurde, wesentlich geringer als die Menge, die zum hydratisieren und Härten von üblichem Beton erforderlich wäre. Es wurde auch gefunden, daß die erfindungsgemäßen Zementzusammensetzungen wesentlich schneller aushärten als üblicher Beton, wobei die Aushärtung häufig bereits innerhalb einiger weniger Stunden bei Umgebungstemperatur soweit fortgeschritten ist, daß ein daraus hergestellter Gegenstand aus der Form herausgenommen oder einer mäßigen Behandlung unterzogen werden kann, obwohl mehrere Tage erforderlich sind, bis das Material praktisch seine vollständige Festigkeit erreicht.
Die efindungsgemäßai Zusammensetzungen werden vorzugsweise hergestellt durch Mischen des Wassers mit dem wasservermindernden Additiv, anschließendes Zugeben des Zementes und Mischen der Masse bis zu einer gleichförmigen Konsistenz.
Anschlieibend wird der Zuschlag zugegeben und gründlich gemischt. Das Epoxyharz und der Härter werden vorgemischt und als Endstufe gründlich in die Zementzusammensetzung eingemischt. Es sei bemerkt, daß nachdem das Harz zugegeben worden ist, kein Wasser mehr der Zementmischung zugegeben werden kann. Jede Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes muß vor der Zugabe des Harzes erfolgen. Auch bei einer anderen Herstellungsmethode kann das wasservermindernde Additiv vorher mit dem Epoxyharz und dem Härter gemischt werden und diese mischung mit dem feuchten Zement zugegeben.
Die erfindungsgemäßen laminierten (schichtenförmigen) Betonkonstruktionen können je nach dem Endverwendungszweck der Konstruktion die verschiedensten Formen und Größen haben.
Diese Konstruktbnen können die Form von Tafeln, Platten, Pfählen, Balken, Trägern, Strukturprofilen, zylindrischen oder anderweitig geformten geschlossenen Behältern, Rohren, geschlossenen oder offenen Leitungen und dgl. haben. Auch können die Konstruktionen die Form von Urnen, Vasen, Behältern, großen Schüsseln, Schalten, Statuen und ähnlichen Kunst-oder Gebrauchsgegenständen haben und die Konstruktionen mit ungewöhnlichen Formen können leicht hergestellt werden. Das Zementmaterial ist brauchbar zur Herstellung von Installationseinrichtungen, wie z.B. Waschbecken, Toilettenbecken, Waschbottichen, Wasserklosetts, Pissoirs, Badewannenund Duschenverkleidungen (stall shower) und Badewannenzubehörteile. Auch ist das Zementmaterial brauchbar zur IIerstellung von Überzügen von Gegen- und Ablaufbrettern (counter and drain board tops) für Baderäume, Küchen, Laboratorie und technische Installationen.
Die äußeren Oberflächen der erfindungsgemäßen Konstruktion können ohne Oberflächenüberzug gelassen werden oder es können sämtliche oder ein Teil der Oberflächen mit einem oder mehreren Schichten eines geeigneten Anstrichs versehen werden. Win besonders dauerhaftes Finish erhält man durch tbersiehen der äußeren Oberflächen des Betons mit einem Epoxyanstrich.
Auch können die Konstruktionen gegebenenfalls oder gewünschtenfalls mit einem Oberflächenharzüberzug versehen werden, der vollständig an die Konstruktion gebunden ist unter Bildung einer dekorativen undXoder pflegeleichten äußeren Oberfläche.
Es können verschiedene durchsichtige oder pigmentierte Harze, wie z.B. Polyester- und Epoxyharze erfindungsgemäß verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Konstruktionen werden hergestellt durch Gießen des Zementmaterials in ungehärtetem Zustand in eine geeignete Form oder durch Aufbringen des Materials auf eine geeignet geformte Form. Das nasse oder nicht gehärtete Zementmaterial wird dann durch Härten gehärtet und der gehärtete Teil wird aus der Form entnommen.
Die Fig. 3 der beiliegenden Zeichnung erläutert die Herstellung einer erfindunsgemäßen Konstruktion nach einer Technik, die besonders geeignet ist für die Herstellung von verhältnismäßig dunnen Abschnitten. Die Form 40 kann eine männliche oder weibliche Form jeder beliebigen Konfiguration und Jedes beliebigen Oberflächenmusters sein. Die Form kann mit einem geeigneten Betonformtrennmittel, einem Formtrennmittel oder einer Trennverbindung überzogen sein, um die Entfernung des fertigen Gegenstandes aus der Form zü erleichtern. Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird zuerst eine verhältnismäßig dünne Schicht 42 aus einem Polyester oder ein Epoxygelüberzug auf die Form durch Sprühen oder durch Auftragen mit der Hand aufgebracht.
Diese Schicht aus dem Gelüberzug bildet schließlich den Oberflächenüberzug der Konstruktion. Der Geltiberzug gibt die Formoberfläche genau wieder unter Bildung eines Spiegelbildes der Form auf der Oberfläche der Konstruktion. luf diese Weise kann Jede Oberflächenform von einem glatten, porzellanähnlichen Sinish bis zu einem körnig teturierten Muster erzielt werden.
Wenn der Gelüberzug bis zu einer mindestens klebrigen Konsistenz ausgehärtet oder verfestigt ist, wird eine Schicht 44 aus Verstärkungsfasern, wie z.B. zerhackten Glasfasern, und einem Epoxyharz direkt auf den Gelüberzug aufgebracht. Das Epoxyharz kann der gleiche Harz-Härter sein, der der Zementmasse zugesetzt worden ist. Die faserverstärkte Epoxyharzschicht 44 kann hergestellt werden, indem man die Fasern vorher mit Epoxyharz sättigt und die mit Epoxyharz gesättigten Fasern auf den vorher aufgebrachten Gelüberzug aufbringt.
Alternativ kann das Faserverstärkungsmaterial auf den vorher aufgebrachten Gelüberzug aufgebracht werden und dann kann das Epoxyharz durch Aufbürsten, Aufwalzen oder Auf sprühen aufgebracht werden. Wenn zerhackte Fasern verwendet werden, ist es zweckmäßig, die Fasern mit einer Zerhackungspistole (chopper gun), die gleichzeitig die zerhackten Basern auseinanderbläst und das Epoxyharz und den Härter auf die zu beschichtende Oberfläche aufsprüht.
Auf die faserverstärkte Epoxyharzschicht 44 wird dann eine verhältnismäßig dünne Schicht 46 aus den erfindungsgemäßen Zementmaterial auf gebracht. das nichtgehärtete Zementmaterial kann leicht mit einer Kelle oder mit einer Niederdruck-Verputzpistole aufgebracht werden. Anschließend wird die Schicht 48 aus mit Epoxyharz gesättigten Fasern aufgebracht und danach wird die Schicht 50 aus nichtgehärtetem Zementmaterial aufgetragen. Gewünschtenfalls können weitere Schichten von mit epoxyharz gsättigten Fasern und gehärtetem Zementmaterial aufgebracht werden unter Bildung der gewünschten Anzahl von Schichten. Die Endschicht aus nichtgehärtetem Zementmaterial kann auf übliche Art und Weise oberflächenbehandelt werden zur Erzielung des gewünschten Finish, beispielsweise durch Glätten mit einer Spachtel,(Kelle) durch Flotieren, durch Kautschukilotieren, durch Behandeln mit einem Besen (brooming) und dgl. oder sie kann unbehandelt bleiben. Manchmal ist es bevorzugt, einen hellen Überzug aus Epoxyharz auf diese Endschicht aufzubringen, die als Versiegelung wirkt und die Haarrißbildung in dem Zementmaterial verhindert.
Das Faserverstärkungsmaterial für die Epoxyharzschicht kann aus Metall, Kunststoff, Stoff oder Glasfasern in Form einer Matte, eines gewebten Materials obr aus kurzen zerhackten Fasern bestehen. Andere Fasern, die zusätzlich zu Glasfasern verwendet werden können, sind Sisal-, Hanf-, Baumwolle-, Nylon-, Rayon-, Polyäthylenterephthalan(Dacron) -, Acrylfasern (Orlon) und andere synthetische und natürliche Fasern. Zu den gewebten Materialien gehören Metall, Kunststoff, Stoff oder Glasschirme oder -geflechte. Ein besonders bevorzugtes Baserverstärkungsmaterial, das der Endstruktur eine überlegene Festigkeit verleiht, ist ein gewebtes Glasfasergespinst.
Glasfasergespinst ist ein gewebtes Material, in dem Bündel von Glasfasern in einem korbähnlichen Gewebe verwebt sind.
Fliesen, Counter-tops, Platten und ähnliche Konstruktionen, die aus dem erfindungsgemäßen Zementmaterial hergestellt sind, können so oberflächenbehandelt werden, daß sie das Aussehen von Kunstmarmor haben. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Konstruktionen vorzugsweise in Formen gegossen. Die marmorierte (gefleckte) Oberflächenschicht besteht aus einer Mischung aus etwa 2 Gew.-Teilen feingemahlenem Calciumcarbonat pro Teil durchsichtigem Polyester oder Epoxygelüberzug. Pigmente, wie z.B. itandioxyd, Ruß und verschiedene Anstrichpigmente, können dem Gel einverleibt werden zur Erzielung eines Wirbel- oder Streifeneffektes.
Das Gel wird in Form einer Dicke von etwa 0,159 bis 0,635 cm (1/16 bis 1/4 inch) und vorzugsweise von etwa 0,24 bis 0,318 cm (D/32 bis 1/8 inch) aufgetragen und auf die gleiche Weise wie oben beschrieben können andere Schichten aus dem Zementmaterial und dem faserverstärkten Epoxyharz aufgebracht werden. Der auf diese Weise aufgebaute fertige Gegenstand hat ein attraktives marmorähnliches Aussehen. Gemäß einer Modifikation dieser Ausfahrungsform kann ein klares Polyesterharz zuerst auf die Form aufgebracht werden, bevor die Calciumcarbonat-Harz-Mischung in die Form gebracht wird.
Auf diese Art und Weise in einer glatten Form hergestellte Konstruktionen weisen eine glatte, spiegelähnliche Oberfläche mit dem Aussehen von Marmor auf. Nachdem die feuchte Zementmischung und das Epoxyharz ausreichend abgebunden haben, so daß die Struktur eine genügende i!'estigkeit für die Handhabung hat, kann die Struktur aus der Form herausgenommen werden. Zwischen die Konstruktion und die Form können Wasser oder Luft unter Druck eingeblasen werden, um die Konstruktion von der Form zu befreien. Das Wasseroder die Luft kann durch eine geeignete Schlauchverbindung in die Form eingeblasen werden.
Zwar wurde die Erfindung vorstehend anhand verschiedener Ausführungsformen näher beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann kir, daß die Erfindung darauf nicht beschränkt ist, sondern daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e-

Gegenstand, insbesondere Bootskörper, dadurch gekennzeichnet, daß er'besteht aus alternierenden, integral miteinander verbundenen Schichten aus (1) einem Zementmaterial aus einer Mischung ton hydraulischen Zement, einem Zuschlagstoff, einem Epoxyharz und ausreichend Wasser zum Härten des Zementes und (2) einem faserverstärkten Epoxyharz.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementmaterial ein wasserverminderndes Additiv enthält.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementmaterial besteht aus 28,3 bis 85 1 (1 bis 3 cubic feet) Zuschlagsstoff, 0,95 bis 11,4 1 (1/4 bis 3 gallons) Epoxyharz, 29,6 bis 178 cm3 (1 bis 6 fluid ounces) wasserverminderndem Additiv und etwa 15,2 bis 22,8 1 (4 bis 6 gallons) Wasser pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack Zement.

4. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserverstärkte Epoxyharz ein mit einem Metall-, Kunststoff-, Stoff- oder Glasschirm oder -geflecht, einer Stof Kunststoff- oder Faserglasmatte, zerhackten Stoff-, Kunststoff- oder Faserglas oder einem gewebten Kunststoff- oder Faserglasgespinst verstärktes Epoxyharz ist.

5. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus einer Mehrzhal von Schichten aus einem Zementmaterial mit einer zwischen benachbarten Schichten des Zementmaterials liegenden faserverstärkten Epoxyharzschicht, die integral damit verbunden ist.

6. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Schichten aus dem Zementmaterial und einer Schicht aus einem faserverstärkten Epoxyharz dazwischen besteht.

7. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz eine Mischung des Diglycidyläthers von Bisphenol A und einem reaktiven Härter ist.

8. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz eine Mischung des Diglycidyläthers von Bisphenol A, des o-Cresylglycidyläthers und eines reaktiven Härters ist.

9. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil seiner Oberfläche mit einem Epoxyanstrich überzogen ist.

10. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen integral damit verbundenen Oberflächenüberzug aus einem Harzmaterial aufweist.

11. Konstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einem verhältnismäßig dünnen, schichtenförmigen (laminierten) Teil, der gebildet wird aus (1) mindestens einer Schicht aus einem Zementmaterial, bestehend aus einer Mischung von 28,3 bis 85 1 ( 1 bis 3 cubic feet) Zuschlagsstoff, 0,95 bis 11,4 1 (1/4 bis 3 gallons) Epoxyharz, 29,6 bis 178 cm3 (1 bis 6 fluid ounces) wasserverminderndem Additiv, das im wesentlichen aus einer Mischung eines hydroxylierten Polymerisats, von Calciumlignosulfonat und einem organischen Beschleuniger besteht, und ausreichend Wasser zum Härten des Zementes pro 42,6 zx kg (94 pounds)-Sack des hydraulischen Zements und (2) mindestens einer integral damit verbundenen Schicht aus einem glasfaserverstärkten Epoxyharz.

12. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion aus einer Vielzahl von Schichten aus dem Zementmaterial mit einer integral damit verbundenen Schicht aus einem faserverstärkten Epoxyharz, die zwischen benachbarten Schichten des Zementmaterials liegt, besteht.

13. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dei Konstruktion aus zwei Schichten aus Zementmaterial und einer Schicht aus einem faserverstärkten Epoxyharz dazwischen besteht.

14. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz eine Mischung des Diglycidyläthers von Bisphenol A und eines reaktiven Härters ist.

15. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz eine Mischung des Diglycidyläthers von Bisphenol A, des o-Cresylglycidyläthers und eines reaktiven Härters ist.

16. Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einen integral damit verbundenen Oberflächenüberzug aus einem Polyester oder eine Spoxygelschicht aufweist.

17. Verhältnismäßig dünne Schichtenförmige Konstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Oberflächenschicht aus aus einem Polyester oder einem Epoxygelüberzg und alternierenden, integral damit verbundenen Schichten aus einem Glasfaser-verstärkten Epoxyharz und einem Zementmaterial besteht, das besteht aus einer Mischung aus 28,3 bis 85 1 (1 bis 3 cubic feet) Zuschlagsstoff, 0,95 bis 11,4 1 (1/4 bis 3 gallons) Epoxyharz, bestehend aus einer Mischung dea DiglycidXyläthers von Bisphenol A, des o-Cresylglycidyläthers und eines reaktiven Härters, 29,6 bis 178 cm3 (1 bis. 6 fluid ounces) wasserverminderndem Additiv, bestehend aus einer Mischung eines hydroxylierten Polymerisats, von Calciumlignosulfonat und einem organischen Beschleuniger, und ausreichend Wasser zum Härten des Zementes pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack hydraulischen Zement.

19. Gegenstand nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementmaterial eine Mischung aus etwa 56 1 (2 cubic feet) Zuschlagsstoff, 0,95 bis 3,78 (1/4 bis 1 gallon) Epoxyharz, 59 bis 120 cm5 (2 bis 4 fluid ounces) wasserverminderndem Additiv und etwa 15,2 bis 22,8 1 (4 bis 6 gallons) Wasser pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack Zement.

19. Gegenstand nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester oder Epoxygelüberzug feinverteiltes Calciumcarbonat enthält zum Stimulieren des Aussehens von Marmor.

20. Verfahren zur Herstellung von Zementkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche einer Borm mit der Größe und der Gestalt der gewünschten Konstruktion eine erste Schicht aus einem feuchten Zementmaterial aufbringt; das aus einer Mischung von hydraulischem Zement, Zuschlagsstoff, Epoxyharz, Wasser-verminderndem Additiv und ausreichend Wasserzum Härten des Zements besteht, auf diese Zementinaterialschicht eine Schicht aus einem faserverstärkten Epoxyharz aufbringt, auf die faserverstärkte Epoxyharzschicht eine zweite Schicht aus dem feuchten Zementmaterial aufbringt, das feuchte Zementmaterial und das Epoxyharz htirtet unter Bildung einer gehär-teten einheitlichen Konstruktion und die gehärtete Konstruktbn aus der Form entnimmt.

21. Verfahre n nach Anspruch 20, dadurch gekennzeiclmet, daß auf die Konstruktion zusätzliche Schichten aub faserverstärktem Epoxyharz und feuchtem Zementmaterial aufgebracht werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, iß das Zementmaterial- eine Mischung von 28,3 bis 85 1 (1 bis 3 cubic feet)- Zuschlagsstoff, 0,95 bis 11,4 1 (1/4 bis 3 gallons) Epoxyharz, 29,6 bis 178 cm3 (1 bis 6 fluid ounces) wasserverminderndem Additiv und etwa 15,2 bis 22,8 1 (4 bis 6 gallons) Wasser pro 42,6 kg (94 pounds)-Sack Zement ist.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Form zuerst eine Schicht aus dem Harzartigen Gelüberzug und dann eine Schicht aus dem faserverstärkten Epoxyharz aufgebracht wird.