DE4119086A1

DE4119086A1 - Extrudierbare zementzusammensetzung

Info

Publication number: DE4119086A1
Application number: DE19914119086
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Hayakawa; Shi-Ichiro Nakamuro
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1991-12-19
Also published as: GB2244996A; KR920000648A; KR950014704B1; GB9112166D0

Description

Die Erfindung betrifft eine extrudierbare Zementzusammensetzung und insbesondere eine extrudierbare Zusammensetzung auf Basis eines hydraulischen Zements. Diese Zusammensetzung läßt sich ausgezeichnet extrudieren und führt nach dem Abbinden zu Zementkörpern mit einer hohen mechanischen Festigkeit, und zwar auch dann, wenn im Vergleich zu üblichen extrudierbaren Zusammensetzungen auf Basis eines hydraulischen Zements eine nur verhältnismäßig geringe Menge eines organischen Bindemittels als Additiv eingesetzt wird.

Bekanntlich werden vorgefertigte Zementplatten und andere Körper, die mit Asbestfasern verstärkt sind, häufig und in großen Mengen beim Bauen von Häusern eingesetzt, beispielsweise als Außenwände, zur Dacheindeckung und zur Herstellung von Fußböden. Derartige vorgeformte Zementkörper werden dadurch hergestellt, daß ein Rohkörper in der gewünschten Form gehärtet wird. Dazu wird eine Zusammensetzung, die aus einem hydraulischen Zement, Asbestfasern in einer Menge von etwa 10 Gew.-% des Zements, Aggregate, beispielsweise feiner Sand, und andere Additive unter Beimischung von Wasser aus dem Mundstück eines Extruders extrudiert, so daß der gewünschte Querschnitt erhalten wird.

Obwohl außer den oben genannten Asbestfasern verschiedene Arten von verstärkenden Materialien bzw. bewehrenden Materialien vorgeschlagen worden sind, werden heutzutage immer noch Asbestfasern als verstärkende Materialien eingesetzt, da sie über ausgezeichnete Eigenschaften verfügen. So lassen sich Asbestfasern beispielsweise in Zementzusammensetzungen sehr gut dispergieren. Außerdem tragen sie dazu bei, daß der extrudierte Rohkörper seine Form behält und daß das Wasser zurückgehalten wird. Zudem sind Asbestfasern ausreichend hitzebeständig, um den bei der Härtung des extrudierten Materials herrschenden Bedingungen standzuhalten. Diese Härtung wird üblicherweise in einem Autoklaven bei superatmosphärischem Druck mit Dampf bei etwa 170°C oder darüber durchgeführt, so daß die gehärtete Zementplatte über eine Dimensionsstabilität und einer mechanischen Festigkeit verfügt, die für eine als Baumaterial dienende Platte erforderlich sind. Es gibt somit kein Material, das ebenso wie die Asbestfasern die verschiedenen Anforderungen erfüllt, welche an ein verstärkendes Material gestellt werden, das mit einer extrudierbaren Zementzusammensetzung vermischt wird. Zu diesen Eigenschaften zählen beispielsweise die Dispergierbarkeit in der Zusammensetzung, die Fähigkeit die Form beizubehalten, die Fähigkeit, Wasser zurückzuhalten, die Hitzebeständigkeit etc.

In den letzten Jahren ist jedoch vermutet worden - dies hat ein großes öffentliches Interesse hervorgerufen -, daß Asbestfasern Krebs hervorrufen. Es wird angenommen, daß dies auf der spezifischen Morphologie der Faser beruht, so daß Asbestfasern früher oder später nicht mehr als verstärkendes Material in extrudierbaren Zementzusammensetzungen Anwendung finden können. Es ist daher dringend erforderlich und auch erwünscht, die Menge an Asbestfasern, welche einer Zementzusammensetzung beigemischt werden, stark zu verringern oder sogar eine extrudierbare Zementzusammensetzung formulieren zu können, in der keine Asbestfasern mehr als verstärkendes Material zum Einsatz kommen, sondern durch ein Substitut dafür ersetzt wurden.

Es sind bereits verschiedene synthetische organische Fasern als Ersatz für die Asbestfasern als verstärkendes Material in extrudierbaren Zementzusammensetzungen vorgeschlagen und getestet worden. Keine dieser Fasern kann jedoch alle oben aufgeführten Anforderungen erfüllen. Selbst wenn man einmal die im Vergleich mit Asbestfasern verhältnismäßig hohen Kosten der organischen Fasern außer Betracht läßt, dann ist keine der synthetischen organischen Fasern in befriedigender Weise in der Lage, die gestellten Anforderungen hinsichtlich der Dispergierbarkeit in der Zusammensetzung und der Fähigkeit, die Form des extrudierten Körpers beizubehalten und das Wasser zurückzuhalten, zu erfüllen. Einige der synthetischen organischen Fasern sind zudem nur wenig hitzebeständig, so daß sie den Autoklavierungsbedingungen in einer Atmosphäre aus Dampf mit hohem Druck nicht standhalten. Es kommt insbesondere hinzu, daß synthetische organische Fasern, welche dem gehärteten Körper eine hohe mechanische Festigkeit verleihen können, im allgemeinen äußerst teuer sind.

Als Ersatz für die Asbestfasern sind im übrigen nicht nur synthetische organische Fasern vorgeschlagen worden. Es ist auch angeregt worden, Pulpefasern als eine Art von natürlichen organischen Fasern zur Anwendung zu bringen. Pulpefasern sind im Vergleich mit den synthetischen organischen Fasern nicht nur verhältnismäßig billig, sondern lassen sich auch verhältnismäßig gut in Zementzusammensetzungen dispergieren, obgleich sie diesbezüglich den Asbestfasern doch nachstehen. Außerdem verfügen Pulpefasern über Vorteile, welche die Asbestfasern nicht haben. So kann beispielsweise eine damit verstärkte, gehärtete Zementplatte gesägt werden. Auch kann ein Nagel eingeschlagen werden. Somit stellen Pulpefasern einen vielversprechenden Ersatz für Asbestfasern in Zementzusammensetzungen bzw. in Zusammensetzungen auf Zementbasis dar.

In den letzten Jahren wurde die Effizienz der Extrusion von Zementzusammensetzungen für die Herstellung von vorgefertigten Körpern mehr und mehr gesteigert. Dazu wurden die mit Asbestfasern oder Pulpefasern verstärkten Zementzusammensetzungen während des Extrusionsvorganges einer hohen Kompressionskraft ausgesetzt. Dies führte häufig dazu, daß sie Wasser trotz des guten Wasserrückhaltevermögens dieser verstärkenden Fasern abschied, so daß die Oberfläche der extrudierten Körper mit einer Schicht aus freiem Wasser bedeckt ist. Dies ruft eine Adhäsion der Körper hervor, bevor die extrudierten Körper vollständig koaguliert und gehärtet sind, was eine mehr oder weniger starke Deformation der extrudierten Körper bewirkt.

Um das oben geschilderte Problem beim Formen der mit Asbest- oder Pulpefasern verstärkten Zementzusammensetzungen beim Extrudieren unter hohem Druck zu lösen, ist es vorgeschlagen worden, eine extrudierbare Zementzusammensetzung mit einem wasserlöslichen organischen Polymer als Bindemittel zu versetzen. Für diese Zwecke sind verschiedene wasserlösliche organische Polymere vorgeschlagen worden. Dazu zählen beispielsweise Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und dergleichen, die in der Japanischen Offenlegungsschrift 43-7134 beschrieben sind, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylhydroxyethylcellulose, Polyethylenoxid, Poly(natriumacrylat), Casein und dergleichen. Von diesen Substanzen werden Hydroxyalkylalkylcellulosen am meisten häufig eingesetzt, da sie den Zementpartikeln und den Aggregaten eine gute Dispergierbarkeit verleihen und da das Wasserrückhaltevermögen und der Zusammenhalt der damit versetzten extrudierten Körper gut ist.

Im Stand der Technik finden sich verschiedene Vorschläge für extrudierbare Zementzusammensetzungen, die mit Pulpefasern als verstärkendem Material sowie mit einem derartigen organischen Bindemittel vermischt sind. So beschreibt beispielsweise die Japanische Offenlegungsschrift 63-1276 eine Zementzusammensetzung, die mit Pulpefasern, sphärischen Partikeln aus einem synthetischen Harz mit einer cellulären Struktur, das durch Vorschäumen gebildet wird, und einem Bindemittel, beispielsweise Methylcellulose, vermischt ist. Diese Zusammensetzung kann extrudiert und dann gehärtet werden, wobei ein gehärteter Zementformkörper erhalten wird, der gesägt werden kann und in den Nägel eingeschlagen werden können.

Der Einsatz von Pulpefasern als verstärkendes Material und als Ersatz von Asbestfasern in extrudierbaren Zementzusammensetzungen ist jedoch nicht problemlos. Die gewöhnlich im Stand der Technik eingesetzte Pulpe ist nämlich ein mechanischer Holzschliff (mechanical woodpulp), der durch Schleifen von Holz von Nadelholzbäumen oder Hutbäumen stammt, oder eine Pulpe, die aus dem Abfallpapier aus einem solchen mechanischen Holzschiff zurückgewonnen wurde, und enthält eine große Menge an Lignin, das aus dem eingesetzten Holz stammt, welches 30 bis 50 Gew.-% Lignin enthält. Der Lignin-Bestandteil in der Pulpe verzögert die Härtung bzw. das Abbinden des hydraulischen Zements, so daß die für das vollständige Härten des extrudierten Körpers durch Autoklavieren erforderliche Zeit übermäßig verlängert wird. Dies führt zu einer Zunahme der Produktionskosten.

Der oben erwähnte durch das Lignin in der Pulpe hervorgerufene Effekt stellt natürlich dann kein ernsthaftes Problem dar, wenn eine chemische Pulpe, die nach einer chemischen Behandlung nur wenig Lignin enthält, als verstärkendes Material eingesetzt wird. Chemische Pulpen wären daher für den geschilderten Zweck durchaus zufriedenstellend, wenn sie nicht, verglichen mit den mechanischen Holzschliffen, teurer wären. Daher können chemische Pulpen in extrudierbaren Zementzusammensetzungen praktisch nicht in einer solchen Menge Anwendung finden, daß sie für den verstärkenden Effekt allein verantwortlich sind. Würden sie nämlich in einer solchen Menge eingesetzt werden, dann wären diese Zusammensetzungen wesentlich teurer als Zusammensetzungen, die mit Asbestfasern vermischt wären.

In der Japanischen Patentschrift 63-2 56 558 ist ferner eine extrudierbare Zementzusammensetzung beschrieben, die einen hydraulischen Zement und einen mechanischen Holzschliff enthält und mit einem Härtungsbeschleuniger vermischt ist. Diese Zusammensetzung löst jedoch das Problem in der mit Pulpe verstärkten Zusammensetzung nicht, da der Härtungsbeschleuniger so teuer ist, daß die Kostenreduktion durch die Verwendung eines mechanischen Holzschliffes, der im Vergleich mit einer chemischen Pulpe billig ist, mehr als aufgezehrt wird.

Zudem haben mechanische Holzschliffe noch den Nachteil, daß sie nur wenig verstärkend wirken. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Schlagfähigkeit des damit verstärkten gehärteten Zementkörpers, da die Faserlänge in mechanischen Holzschliffen höchstens nur etwa 6 mm oder höchstens etwa 2 mm beträgt, wenn der Holzschliff aus Holz von Nadelholzbäumen oder Hutbäumen hergestellt ist. Die Länge ist somit wesentlich kürzer als die Faserlänge von etwa höchstens 25 mm in chemischen Pulpen. Aus Abfallpapier wiedergewonnene Pulpen sind zwar teilweise nicht mit dem Nachteil belastet, daß sie durch das anwesende Lignin die Härtungszeit verlängern, da sie nur einen geringen Ligningehalt aufweisen. Jedoch ist die Faserlänge in wiedergewonnenen Pulpen häufig kürzer als in frischen mechanischen Holzschliffen bzw. Holzpulpen, so daß sie aus diesem Grunde nicht den gewünschten verstärkenden Effekt liefern.

Wird ein mechanischer Holzschliff als Pulpe für eine durch eine Pulpe verstärkte Zementzusammensetzung zur Anwendung gebracht, dann erhöhen sich die Kosten für eine durch eine Pulpe verstärkte Zementzusammensetzung nicht nur dadurch, daß die Pulpefasern in einer großen Menge beigegeben werden müssen, sondern auch dadurch, daß die Menge an organischem Bindemittel derart erhöht werden muß, daß er dem Anteil der Pulpefasern entspricht. Würde zudem eine extrudierbare Zementzusammensetzung mit einer solchen Menge an Pulpefasern versetzt, dann würde die Feuerbeständigkeit des gehärteten Zementkörpers stark reduziert werden.

Angesichts der oben geschilderten Situation besteht ein dringendes Bedürfnis, extrudierbare Zementzusammensetzungen zu entwickeln, welche die verschiedenen an sie gestellten Anforderungen erfüllen. Dazu zählt beispielsweise, daß die Menge an organischen Fasern, die der Zusammensetzung als verstärkendes Material beigegeben ist, so gering wie möglich ist. Zudem soll es möglich sein, den durch Formen und Härten aus der Zusammensetzung erhaltenen Zementkörper zu sägen und einen Nagel in ihn einzuschlagen. Der vorgefertigte und gehärtete Zementkörper soll unempfindlich sein gegenüber mechanischen Stößen und Erschütterungen, so daß er beim Transport so wenig wie möglich beschädigt wird. Der vorgefertigte und gehärtete Zementkörper soll zudem über die erforderlichen und ausreichenden mechanischen Festigkeiten beim Einsatz verfügen, wozu beispielsweise die Schlagzähigkeit, die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit zählen. Die Menge an organischen Bindemitteln, die für die Zusammensetzung erforderlich ist, soll so gering wie möglich sein, ohne daß die Extrudierbarkeit der Zusammensetzung nachteilig beeinflußt wird. Auch sollen die gesamten Produktionskosten für die herzustellende Zusammensetzung so gering wie möglich sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte extrudierbare Zementzusammensetzung bereitzustellen, die mit einem fasrigen Material verstärkt ist, welche frei ist von den Problemen und Nachteilen der bekannten, mit Fasern verstärkten Zementzusammensetzungen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine extrudierbare Zusammensetzung auf Zementbasis die als Mischung
a) einen hydraulischen Zement,
b) ein anorganisches Aggregatmaterial in Form eines Pulvers,
c) ein organisches Polymer als Bindemittel,
d) Fasern aus roher Linterspulpe vor der Verfeinerung und
e) Wasser in einer solchen Menge enthält, daß der Zusammensetzung eine zum Extrudieren geeignete Konsistenz verliehen wird.

Die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen extrudierbaren Zementzusammensetzung sind somit die Komponenten (a bis e), von denen die Komponente (d) besonders wichtig ist.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält als Basisbestandteil einen hydraulischen Zement als Komponente (a). Hinsichtlich dieses Zementes gibt es keine besonderen Beschränkungen. So können verschieden hydraulische Zemente zur Anwendung gelangen, wozu beispielsweise Portlandzement, Hochofenzement, Flugaschezement, Tonerdezement und dergleichen fallen, wobei jedoch Portlandzement in den meisten Fällen angesichts der im Verhältnis niedrigen Kosten bevorzugt wird. Falls kompatibel, können auch zwei oder mehrere Arten von hydraulischen Zementen in Kombination eingesetzt werden.

Die Komponente (b) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist ein Aggregatmaterial, bei dem es sich um jedes bekannte anorganische Aggregatmaterial handeln kann. Dazu zählen beispielsweise feiner Sand, Silikatpulver mit einer Partikelgröße, welche derjenigen des hydraulischen Zements entspricht, Perlit, Vermikolit, Flugasche und dergleichen. Auch feiner Silikasand kann in einer begrenzten Menge eingesetzt werden. Die Partikelgröße des Aggregatmaterials hängt vom speziellen Typ der geformten und gehärteten Zementkörper ab, die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt werden. Die Menge an Aggregatmaterial, bezogen auf den hydraulischen Zement, kann derjenigen entsprechen, die in gewöhnlichen Zementmörtelzusammensetzungen eingesetzt wird.

Bei der Komponente (c) handelt es sich um ein wasserlösliches organisches Polymer, das als Bindemittel dient. Als geeignete Bindemittelmaterialien können beispielsweise wasserlösliche Alkylcellulosen und Hydroxyalkylalkylcellulosen, wie Methylcellulose, Hydroxpropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxyethylethylcellulose und dergleichen eingesetzt werden. Obgleich dies nicht zwingend vorgeschrieben ist, sollte der als Komponente (c) eingesetzte Celluloseäther einen solchen durchschnittlichen Polymerisationsgrad besitzen, daß eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung eine Viskosität von mindestens 15 000 centipoise und vorzugsweise von mindestens 30 000 centipoise bei 20°C besitzt. Die Menge an organischem Bindemittel, welche der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beigegeben wird, sollte so gering wie möglich sein, mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung im Hinblick auf die verhältnismäßig hohen Kosten eines organischen Polymers gut extrudierbar ist. Typischerweise und in den meisten Fällen beträgt die Menge an organischem Polymer, das als Bindemittel eingesetzt wird, 0,2 bis 1,0 Gew.-Teile und vorzugsweise 0,3 bis 0,5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b).

Die Komponente (d), bei der es sich um die wichtigsten der Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt, ist eine rohe Linterspulpe (crude linters pulp), bei der es sich um einen Flaum von kurzen Fasern handelt, die an den Baumwollsamen nach dem Entkörnen haften, bevor eine Verfeinerungsbehandlung, beispielsweise ein Entfetten, durchgeführt wird. Gewöhnlich enthalten rohe Linters vor dem Entfetten bis zu etwa 10 Gew.-% eines ölartigen Materials. Überraschenderweise beeinflußt ein derartiges ölartiges oder fettiges Material das Härtungsverhalten der erfindungsgemäßen Zementzusammensetzung nicht nachteilig, sondern hat vielmehr eine vorteilhafte Wirkung, da es als eine Art von Gleitmittel dient, welches eine "weichere" Extrusion ermöglicht, wodurch die Menge an wasserlöslichem organischem Polymer, das als Bindemittel dient, vermindert werden kann. Die Menge an rohem Linters als Komponente (d) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann lediglich 2 bis 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b) betragen, wodurch den geformten und gehärteten Körpern auf Basis der erfindungsgemäßen Zementzusammensetzung eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit verliehen wird.

Gewünschtenfalls können, falls zulässig, Asbestfasern in Kombination mit der rohen Linterspulpe als zusätzlich verstärkendes Material in einer begrenzten Menge von 5 Gew.-Teilen oder weniger pro 100 Gew.-Teilen aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b) eingesetzt werden.

Die Komponente in (e) ist Wasser, die natürlich für das hydraulische Härten der Zementzusammensetzung wesentlich ist. Die Wassermenge in der Zusammensetzung sollte so klein wie möglich sein, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Zusammensetzung eine für die Extrusion geeignete Konsistenz besitzt. Auch sollte die Zusammensetzung einheitlich sein. Die Wassermenge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt üblicherweise 20 bis 50 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen aus dem hydraulischen Zement als Komponente (a) und dem anorganischen Aggregatmaterial als Komponente (b).

Die erfindungsgemäße extrudierbare Zusammensetzung auf Basis eines hydraulischen Zements ist nachstehend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert. Der Ausdruck "Teile" bezieht sich auf "Gewichts-Teile".

Beispiel

Es wurden 6 Zusammensetzungen auf Basis eines hydraulischen Zements hergestellt, die nachstehend als Zusammensetzungen I, II, III, IV, V, VI bezeichnet sind. Dazu wurden folgende Bestandteile 3 Minuten lang in einem Henschel-Mischer, der sich mit 500 UpM drehte, vermischt: 70 Teile normaler Portlandzement, 30 Teile Quarzsand mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 12 µm, nicht verfeinerte rohe Linterspulpe in einer Flaumform aus Fasern mit einer Länge von 2 bis 10 mm und einem Durchmesser von 10 bis 40 µm in einer Menge von jeweils 1, 2, 3, 3, 4 und 5 Teilen, 0,5 Teile (Zusammensetzungen I, II, IV, V und VI) oder 0,4 Teile (Zusammensetzung III) von jeweils einem der Celluloseäther, die nachstehend als Bindemittel I, II, III, IV bezeichnet sowie in der Tabelle 1 näher erläutert sind, und Wasser. Das Wasser wurde in einer Menge eingesetzt, daß sie ein Wasser/Zementverhältnis von 25 bis 30% ergab, wie dies in der Tabelle 1 angedeutet ist. Anschließend wurde erneut 5 Minuten lang in einem doppelarmigen Kneter geknetet.

Die oben erwähnten Celluloseäther, welche die Bindemittel I bis IV darstellen, sind nachstehend näher erläutert.

I. Hydroxypropylmethylcellulose, die eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung mit einer Viskosität von 80 000 centipoise bei 20°C ergibt (90SH-100 000, es handelt sich um ein Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.)
II. Hydroxypropylmethylcellulose, die eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung mit einer Viskosität von 15 000 centipoise bei 20°C ergibt (90SH-15 000, es handelt sich um ein Produkt der gleichen Firma, siehe oben)
III. Hydroxyethylmethylcellulose, die eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung mit einer Viskosität von 15 000 centipoise bei 20°C (SEW-15T, es handelt sich um ein Produkt der gleichen Firma, siehe oben) ergibt
IV. Methylcellulose, die eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung mit einer Viskosität von 8000 centipoise bei 20°C (SM-8000, es handelt sich um ein Produkt der gleichen Firma, siehe oben) ergibt.

Jede der Zusammensetzungen I bis VI wurde in einen Extruder überführt und aus einem Spaltmundstück mit einer Breite von 75 mm und einer Dicke von 6 mm der Öffnung in einen Rohkörper in Form einer Platte durchgehender Länge extrudiert.

Der Zustand des so extrudierten Rohkörpers wurde visuell untersucht. Die Ergebnisse wurden wie folgt bewertet:
A=keine Risse; B=Risse.

Um zu messen, welche Zeit erforderlich ist, um die Zusammensetzung zu härten, wurde ein 30-g-Teil aus dem extrudierten Rohkörper entnommen und zu einem Ball gerundet bzw. geformt. Dieser Ball wurde in einen Beutel aus einem Kunststoff gegeben und in einem Thermostat bei 45°C gelegt, um die Zeitspanne zu messen, die erforderlich ist, bis keine plastische Deformation mehr hervorgerufen wird, wenn der Ball mit einem Gewicht von 20 kg zusammengepreßt wird.

Der aus dem Extruder extrudierte Rohkörper der Platte wurde zuerst 24 Stunden in einer Atmosphäre mit 100% relativer Luftfeuchtigkeit bei 45°C und dann 8 Stunden lang in einem Autoklaven bei 170°C unter einem Druck von 9 kg/cm²G gehärtet. Die so erhaltene gehärtete Platte wurde auf die Schlagzähigkeit nach Charpy gemäß dem in JIS K 6971 spezifizierten Verfahren sowie auf die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit gemäß dem in JIS R 5201 spezifizierten Verfahren untersucht.

Es wurde auch untersucht, inwieweit Nägel in gehärtete Platten eingetrieben werden konnten, die aus einem Schlitz bzw. einem Mundstück mit einer Dicke von 15 mm extrudiert und anschließend unter den oben erläuterten Bedingungen gehärtet wurden. Dazu wurden Eisennägel mit einem Durchmesser von 2 mm durch Hämmern in die Platten eingetrieben. Der Zustand der Platte wurde visuell untersucht und mit A oder B bewertet, je nachdem ob Risse oder keine Risse sichtbar waren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.

Vergleichsbeispiel 1

Für Vergleichszwecke wurden vier extrudierbare Zusammensetzungen auf Zementbasis, die als Zusammensetzungen R-I, R-II, R-III und R-IV nachstehend bezeichnet sind, auf die im Beispiel beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch die nicht verfeinerte rohe Linterspulpe durch 5 Teile oder 7 Teile einer aus Abfallpapier zurückgewonnenen Pulpe ersetzt wurden, bei der die Faserlänge 0,5 bis 3 mm und der Faserdurchmesser 10 bis 30 µm betrug.

Tabelle 1

Als Bindemittel wurde das Bindemittel I in jeder Formulierung in der in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigten Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement Verhältnis wurde wie aus der Tabelle 2 ersichtlich erhöht. Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede dieser Zusammensetzungen R-I bis R-IV sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Vergleichsbeispiel 2

Zum weiteren Vergleich wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzungen B-I, B-II, B-III und B-IV, auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 oben beschrieben hergestellt, wobei jedoch die zurückgewonnene Papierpulpe durch einen Holzschliff bzw. Holzpulpe vom breitblättrigen Hutbaum ersetzt wurde, deren Faserlänge 0,5 bis 4 mm betrug und deren Faserdurchmesser 10 bis 14 µm ausmachte. Als Bindemittel in jeder Formulierung wurde das Bindemittel I gemäß der in der nachstehenden Tabelle 3 angegebenen Menge hinzugegeben. Das Wasser/Zement Verhältnis geht ebenfalls aus der nachstehenden Tabelle 3 hervor.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede der Zusammensetzungen B-I bis B-IV sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Vergleichsbeispiel 3

Um einen weiteren Vergleich zu erhalten, wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzungen C-I, C-II, C-III und C-IV bezeichnet sind, wie im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Jedoch wurde die zurückgewonnene Papierpulpe durch einen Holzschliff bzw. eine Holzpulpe von Nadelhölzern ersetzt. Die Faserlänge betrug 0,9 bis 6 mm. Der Faserdurchmesser betrug 10 bis 70 µm. In jeder Formulierung wurde als Bindemittel das Bindemittel I in der in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigten Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement Verhältnis geht ebenfalls aus der Tabelle 4 hervor.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede der Zusammensetzungen C-I bis C-IV sind in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengefaßt.

Tabelle 4

Vergleichsbeispiele 4 und 5

Zur Durchführung eines weiteren Vergleichs wurden vier extrudierbare Zementzusammensetzungen, die nachstehend als Zusammensetzung P-I bis P-IV bezeichnet sind, im Vergleichsbeispiel 4 auf die gleiche Weise hergestellt wie bei dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 1. Jedoch wurde die wiedergewonnene Papierpulpe durch eine verfeinerte Linterspulpe ersetzt, bei der die Faserlänge 1 bis 7 mm und der Faserdurchmesser 10 bis 40 µm betrugen. In jeder Formulierung wurde als Bindemittel das Bindemittel I gemäß der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement-Verhältnis ist ebenfalls in der Tabelle 5 wiedergegeben.

Eine weitere Vergleichszusammensetzung, die nachstehend als A-I bezeichnet ist, wurde ebenso wie oben im Vergleichsbeispiel 5 beschrieben hergestellt, wobei jedoch anstelle der Pulpe Asbestfasern eingesetzt wurden, deren Faserlänge 1 bis 10 mm und deren Faserdurchmesser 1 bis 10 µm betrugen. Als Bindemittel wurde das Bindemittel I in der in der nachstehenden Tabelle 5 angegebenen Menge eingesetzt. Das Wasser/Zement- Verhältnis ist ebenfalls in der Tabelle 4 aufgeführt.

Die Formulierung und die Ergebnisse der Bewertungstests für jede dieser Zusammensetzungen P-I bis P-IV und A-I sind in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Claims

1. Extrudierbare Zementzusammensetzung, die in Mischung enthält:

(a) einen hydraulischen Zement,
(b) ein anorganisches Aggregat-Material in Form eines Pulvers,
(c) ein organisches Pulver als Bindemittel,
(d) Fasern aus roher Linterspulpe vor der Verfeinerung und
(e) Wasser in einer solchen Menge, daß die Zusammensetzung eine zum Extrudieren geeignete Konsistenz erhält.

2. Extrudierbare Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus der rohen Linterspulpe, welche die Komponente (c) darstellt, 2 bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtmenge aus den Komponenten (a) und (b) ausmachen.

3. Extrudierbare Zementzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das Bindemittel bildende organische Polymer ein wasserlöslicher Zelluloseether ist.

4. Extrudierbare Zementzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des als Bindemittel dienenden organischen Polymers 0,2 bis 1,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge aus den Komponenten (a) und (b) ausmacht.

5. Extrudierbare Zementzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserlösliche Zelluloseether einen solchen Polymerisationsgrad besitzt, daß eine 2 Gew.-%ige wäßrige Lösung davon eine Viskosität von mindestens 15 000 centipoise bei 20°C aufweist.

6. Extrudierbare Zementzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Komponente (e) eingesetzte Wasser 20 bis 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b) ausmacht.