DE3538115A1 - Faserbewehrter formkoerper - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein faserverstärkter Werk
stoff, vor allem ein Bauteil aus anorganischen, vorzugsweise
hydraulischen Bindemitteln und Fasern, das wirtschaftlich
hergestellt werden kann und gute mechanische Eigenschaften
sowie hohe Brandfestigkeit aufweist.
Vor allem aus Zement und verschiedenen natürlichen und/oder
synthetischen organischen wie auch anorganischen Faserstoffen
hergestellte Werkstoffe, die als Bauteile eingesetzt werden,
gewinnen seit einiger Zeit als Ersatzwerkstoffe für Asbest
zement - unter dem Oberbegriff Faserzement - wachsende Be
deutung.
Die in diesem Zusammenhang verwendeten organischen Faserstoffe
besitzen allerdings den Nachteil geringer Feuerfestigkeit
und weisen gewöhnlich einen niedrigen E-Modul auf, so daß
bei mechanischen Beanspruchungen daraus hergestellter
Bauteile, insbesondere bei zusätzlicher Einwirkung höherer
Temperaturen, die armierende Wirkung verloren gehen kann.
Synthetische organische Fasern, mit zum Teil hoher chemischer
Beständigkeit gegenüber den Einwirkungen aus der alkalischen
Zementmatrix, - hierzu gehören vor allem Polyacryl- und
Polyacrylnitrilfasern sowie Polyolefin- und Polyamidfa
sern - haben wegen ihrer inerten Eigenschaften keine oder
nur eine unzureichende Verankerung in der Bindemittelmatrix,
folglich auch eine geringe Ausreißfestigkeit. Deshalb wer
den die im Werkstoff auftretenden Spannungen von den Beweh
rungsfasern zumeist unzureichend aufgenommen, so daß me
chanische und thermische Belastungen zur - verglichen mit
Asbestzement - relativ schnellen Zerstörung des Bauteils
führen können. Auch sind besonders thermoplastische orga
nische Synthesefasern für die Herstellung anorganischer,
dampfgehärteter Werkstoffe wegen ihrer thermoelastischen
Eigenschaften bzw. wegen ihrer relativ niedrigen Zersetzungs
temperatur, die zumeist durch die beim Dampfhärtungs
prozeß vorliegenden Temperaturen oberhalb 160 Grad Celsius
erreicht oder sogar überschritten wird, nicht geeignet.
Man hat daher versucht, natürliche organische Faserstoffe,
wie Cellulosefasern und Zellstoffe unterschiedlichster Pro
venienz, als Bewehrungsfasern - zum Teil in Fasergemischen
mit anderen anorganischen und organischen Fasern - für Fa
serbindemittelwerkstoffe zu verwenden. Auch durch Nachbe
handlung mit verschiedenen chemischen Substanzen - mit dem
Ziel der Mineralisierung - modifizierte Cellulosefasern wur
den vorgeschlagen und erprobt. Obwohl Cellulose - bzw. Zell
stoffasern gegenüber anorganischen Bindemitteln eine höhere
Affinität besitzen als beispielsweise organische Synthesefa
sern - sie weisen deutlich höhere Ausreißfestigkeiten auf -,
sind sie wegen ihres Quellverhaltens unter Wasser - bzw.
Feuchtigkeitseinfluß vor allem für die Herstellung dampf
gehärteter, aber auch luftgehärteter Produkte wenig ge
eignet.
Man hat vorgeschlagen, diese Nachteile dadurch zu vermei
den, indem als Bewehrungsfasern für Werkstoffe, hauptsächlich
für die Herstellung von Faserbindemittelprodukten, Faser
gemische d.h. beispielsweise Cellulosefasern zusammen mit
organischen und auch anorganischen Synthesefasern eingesetzt
werden. Doch bleiben auch in Fasergemischen naturgemäß die
jeweiligen nachteiligen spezifischen Eigenschaften der
dafür verwendeten Fasern, so z.B. die Thermoplastizität
organischer Synthesefasern, erhalten. Hinzu kommt der
höhere Anlagen- und Verfahrensaufwand für die Aufbereitung
und Verarbeitung der Faser- bzw. Faserbindemittelgemische.
Zum Stand der Technik soll auf Verfahren hingewiesen
werden, die Eigenschaften von Cellulose- und Zellstoff
fasern zu verbessern. So ist aus DE-PS 9 15 317 und DE-
OS 30 08 204 bekannt, Cellulosefasern mit Kalkmilch, Ze
mentsuspensionen u.a.m. zu behandeln, um deren Bestän
digkeit in der Zementmatrix zu erhöhen. Aus DE-OS 30 49 997
ist, wie allerdings auch schon aus älterem Schrifttum,
bekannt, Cellulose- bzw. Zellstoffasern mit Wasser
glas zu imprägnieren. Zur Erhöhung der Ausreißfestig
keit aus der Zementmatrix ist in DE-OS 33 40 093 vorge
schlagen worden, Polyacrylnitrilfasern mit Kaliumper
manganat-Lösung vorzubehandeln und diese Fasern für ze
mentgebundene Produkte zu verwenden. Aus DE-PS 8 46 542
ist bekannt, Cellulosefasern mit organischen Polymeren
zu beschichten, um auf diese Weise die Wasseraufnahme der
Cellulosefaser und damit deren Quellung zu verringern.
Das Problem, Asbest - insbesondere in Faserzementpro
dukten - wirtschaftlich und mit vergleichbaren Eigen
schaften zu ersetzen, ist bisher noch nicht zufrieden
stellend gelöst.
Hier greift die Erfindung ein, deren erfindungsgemäß zu
lösende Aufgabe die Herstellung eines faserbewehrten
Werkstoffes, mit oder ohne Bindemittel, besonders aber
eines faserverstärkten, mit anorganischen Bindemitteln
hergestellten Werkstoffes ist.
Die Lösung der Aufgabe entspricht den Kennzeichen des
Patentanspruches und wird nachstehend erläutert.
Nach einem bekannten Verfahren (I. Wizon. Appl. Polym.
Symp. No. 9. 395-409 (1969)) kann kieselsäurereiche Cellulose
regeneratfaser durch Ausfällung von Cellulosexanthogenat
(Viskose)-Lösung in einem sauren Fällbad hergestellt wer
den. Auch durch Propfung mit Acryl und Acrylnitril
hergestellte, modifizierte Celluloseregeneratfasern
sind bereits beschrieben worden (K. Götze. Chemiefasern
nach dem Viskoseverfahren. Springer Verlag (1967). S. 683).
Es wird nunmehr erfindungsgemäß vorgeschlagen, mit Poly
meren gepropfte, kieselsäurehaltige Celluloseregenerat
fasern - insbesondere solche, die durch Umsetzung mit Acryl
oder Acrylnitril und Ausfällung einer wasserglashaltigen
Polymerenlösung in einem sauren Fällbad entstehen - als
Bewehrungsfasern für insbesondere anorganische, hydrau
lisches Bindemittel enthaltende Werkstoffe zu verwenden.
Fasern dieser Art sind wegen ihrer besonderen chemischen
Zusammensetzung und guten mechanischen Eigenschaften
hierfür besonders geeignet.
Durch flammhemmende Zusätze, insbesondere von Ortho
phosphaten oder Mangan(Vl)oxid, das durch Zugabe von lös
lichem Permanganat und Reduktion an der Cellulosefaser un
mittelbar hergestellt werden kann, lassen sich die Eigen
schaften der Fasern in fast beliebiger Weise - auch durch
Nachbehandlung der aus dem Spinnbad erhaltenen Produkte -
beeinflussen.
Die Ausfällung der wasserglashaltigen Polymeren-Lösung
in einem sauren Fällbad, in welchem zugleich Calciumsalze
gelöst sind, bewirkt die Anreicherung von Calciumsili
cat in der Regenerat-Cellulose die - zusammen mit
Kalkhydrat und Quarz als Bindemittel - durch Dampf
härtung zu einem faserverstärkten Werkstoff weiterver
arbeitet werden kann.
Für die Herstellung von faserverstärkten Werkstoffen
mit den erfindungsgemäß hierfür vorgeschlagenen Fasern
wird das nachstehende Beispiel gegeben:
Nach den Merkmalen des Patentanspruches hergestellte
Fasern - Schnittlänge 0,4-10 mm - werden in einem
Zellstoffauflöser in einen 20fachen Wasserüberschuß
( nach Gewichtsteilen ) eingerührt. Die homogene Fa
serstoffsuspension wird in einen Mischbehälter überge
pumpt, mit Wasser unter Rühren verdünnt und die 5- bis
20fache Menge Portlandzement, bezogen auf den Faser
stoffanteil (in Gewichtsteilen ) hinzugegeben.
Je nach Weiterverarbeitung kann das Feststoff-/ Wasser-
Verhältnis durch Verdünnen mit Wasser auf 2 : 1 bis 1 : 10
oder mehr Gewichtsteile Wasser eingestellt werden.
Die Weiterverarbeitung zu zementgebundenen Formkörpern,
zum Beispiel Bauplatten, erfolgt bei hohem Feststoffan
teil durch Extrudieren, bei niedrigem nach dem aus der
Asbestzementherstellung bekannten Magnani - oder Hat
schek-Verfahren.
Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern nach dem
vorstehenden Beispiel hergestellte Fasersuspension wird mit
Kalkhydrat, feinteiligem Quarzmehl ggf. Portlandzement und
Leichtzuschlägen wie Perlit und/ oder Vermiculit versetzt,
in einem Mischbehälter homogenisiert und wie oben angegeben
durch Extrudieren oder nach dem Hatschek- bzw. Magnani-
Verfahren zu einem Formkörper verarbeitet, der z.B. bei
160 Grad Celsius in bekannter Weise dampfgehärtet wird.
Für die Herstellung von faserbewehrten Formkörpern nach
den vorstehenden Beispielen wird Regenerat-Cellulosefaser
verwendet, die aus einer 0 bis 10 Gew.-% Ammoniumhydrogen
phosphat enthaltenden, wasserglashaltigen Cellulosexantho
genat-Lösung im sauren Fällbad ausgefällt worden ist.
Für die Herstellung von faserbewehrten Formkörpern nach
den Beispielen 1 und 2 wird Regenerat-Cellulosefaser ver
wendet, die mit 0 bis 10 Gew.-% Kaliumpermanganat enthalten
der wässeriger Lösung nachbehandelt worden ist und an der
sich infolge Reduktion Mangan (IV) oxid abgeschieden hat bzw.
die durch Ausfällung aus wasserglashaltiger Cellulosexantho
genat-Lösung in einem sauren, 0 bis 10 Gew.-% Kaliumperman
ganat enthaltenden Fällbad hergestellt worden ist.
Claims (1)
- Werkstoff, insbesondere als Bauteil verwendeter Form körper aus natürlichen und/oder synthetischen orga nischen und/oder anorganischen Fasern sowie Bindemitteln, insbesondere hydraulischen Bindemitteln und gegebenenfalls Füllstoffen und Flammschutzmitteln, wie Mangan (IV) oxid und/ oder Orthophosphaten, dadurch gekenn zeichnet, daß die aus einer wasserglashaltigen Cellulosexanthogenat-Lösung in ein saures Fällbad gesponne nen, mit synthetischen Polymeren, vorzugweise Acryl und/ oder Acrylnitril gepropften, kieselsäurehaltigen Regenerat- Cellulosefasern als Bewehrungsfasern verwendet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853538115 DE3538115A1 (de) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | Faserbewehrter formkoerper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853538115 DE3538115A1 (de) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | Faserbewehrter formkoerper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3538115A1 true DE3538115A1 (de) | 1987-04-30 |
DE3538115C2 DE3538115C2 (de) | 1987-07-23 |
Family
ID=6284517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853538115 Granted DE3538115A1 (de) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | Faserbewehrter formkoerper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3538115A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133895A1 (de) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Maerkische Faser Ag | Mehrkomponentensystem aus natuerlichen polymeren und pan-formkoerpern mit asbestspezifischen eigenschaften fuer den einsatz in hydraulischen bindern |
EP2970002A4 (de) * | 2013-03-15 | 2016-11-23 | Forta Corp | Faserverstärkungs-beschichtungszusammensetzungen, verfahren zur herstellung und bearbeitung und verwendungen davon für verbesserte asphalthaftung sowie beton mit portlandzement |
-
1985
- 1985-10-26 DE DE19853538115 patent/DE3538115A1/de active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133895A1 (de) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Maerkische Faser Ag | Mehrkomponentensystem aus natuerlichen polymeren und pan-formkoerpern mit asbestspezifischen eigenschaften fuer den einsatz in hydraulischen bindern |
EP2970002A4 (de) * | 2013-03-15 | 2016-11-23 | Forta Corp | Faserverstärkungs-beschichtungszusammensetzungen, verfahren zur herstellung und bearbeitung und verwendungen davon für verbesserte asphalthaftung sowie beton mit portlandzement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3538115C2 (de) | 1987-07-23 |
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