185995. lajstromszámú szabadalom • Cement-alapú kompoziciók
1 2 185 995 A találmány hidraulikus cementet és vizet tartalmazó, cementalapú kompozíciókra vonatkozik. E kompozíciók kötésével nagy szilárdságú, cementalapú termékek állíthatók elő. A hidraulikus cementet és vizet tartalmazó cementalapú kompozíciók kötésével kialakított cementalapú termékek szilárdsága általában csekély; különösen hajlítószilárdságuk (például a hárompontos hajlítási vizsgálatban mért szilárdsági értékük) nem megfelelő. Sok alkalmazási területen — elsősorban akkor, ha a termékek nagy hajlító terhelésnek vannak alávetve — szükség van a termékek hajlítószilárdságának növelésére. A cementalapú termékek hajlítószilárdságát egy ismert módszer szerint úgy növelik, hogy a termékek előállításához felhasznált cementalapú kompozíciókhoz rostos anyagokat adnak. Ismert például az, hogy a cementalapú termékek hajlítószilárdsága körülbelül 5 MPa-ról körülbelül 40 MPa-ra növelhető, ha a cementalapú kompozíciókba rostos anyagokat kevernek [D. J. Hannant: Fibre Cements and Concretes (Wiley, London, 1978)]. A cementalapú termékek szilárdságának — elsősorban hajlítószilárdságának — növelésére rostos anyagokként például azbeszt-, üveg-, acél-, kerámia- és polimer-rostokat, továbbá rostos növényi anyagokat használnak fel. A rostos anyagok felhasználásának azonban több hátránya van. A rostos anyagokat tartalmazó cementalapú termékek hajlítószilárdsága még mindig viszonylag csekély, és csak ritkán haladja meg a 40 MPa értéket. A cementalapú kompozíciókhoz adagolt rostos anyagok kedvezőtlenül befolyásolhatják a kompozíciók reológiai tulajdonságait, ami azzal jár, hogy a kompozíciók nehezebben formálhatók idomtestekké. Egyes esetekben a jelenlévő rostos anyagok anizotrop módon növelik a cementalapú termék hajlítószilárdságát. További hátrányt jelent, hogy a rostos anyagok toxikusak lehetnek, illetve — például az azbeszt esetén — kezelésük nehézkes. A 35 305 sz. finn szabadalmi leírásban (C.A. 66 48997v) vízoldhatatlan és vízoldható polimert tartalmazó, kerámiai lapok készítésénél felhasználható cementalapú kompozíciókat írnak le. A vízoldható polimerek között a részlegesen hidrolizált poli-vinil-acetátot is megemlítik. A szabadalmi leírásban azonban említés sem történik a találmányunk szerinti, magas hajlítószilárdsággal rendelkező cementalapú termékek előállításáról. A Doki. Akad. Nauk. B. SSR 1974, 18 (12) 1098-1100 (C.A. 82 126 649e) közleményben cementet, vizet és SBR latexet tartalmazó, betonpadló bevonására szolgáló készítményt ismertetnek. Az SBR latex polimer azonban nem alkalmas magas hajlítószilárdsággal rendelkező cementalapú termékek előállítására. A 81.09257 sz., vizsgálat nélkül közrebocsátott japán szabadalmi bejelentésben (C.A. 95 66814m) többek között etilén/vinil-acetát kopolimert tartalmazó cementalapú készítményeket írnak le. A fenti polimert tartalmazó kompozíciók azonban nem alkalmasak magas hajlítószilárdsággal rendelkező termékek előállítására. A 80 301 909.0 számon benyújtott és 0 021 682 számon közrebocsátott európai szabadalmi bejelentés nagy szilárdságú — elsősorban nagy hajlítószilárdságú — cementalapú termékeket ismertet. Ezeket a termékeket hidraulikus cementet és vizet tartalmazó cementalapú kompozíciók kötésével alakítják ki. A termékekben a 100 mikronnál, előnyösen 50 mikronnál, különösen előnyösen 15 mikronnál nagyobb méretű pórusok térfogata az össztérfogat legföljebb 2%-át teszi ki. Az ilyen porozitású termékek nagy szilárdsággal — elsősorban nagy hajlítószilárdsággal — rendelkeznek; a termékek hajlítószilárdsága általában meghaladja az 50 MPa értéket. A cementalapú termékek szilárdsága általában annál nagyobb, minél kisebb a 100 mikronnál, előnyösen 50 mikronnál, különösen előnyösen 15 mikronnál nagyobb méretű pórusok össztérfogata; ennek megfelelően előnyösen olyan cementalapú termékeket állítanak elő, amelyekben a 15 mikronnál nagyobb méretű pórusok össztérfogata nem haladja meg a termék össztérfogatának 0,5%-át. Azt tapasztaltuk, hogy speciális összetételű cementalapú kompozíciók kötésével nagy szilárdságú — elsősorban nagy (rendszerint 40 MPa-nál nagyobb) hajlítószilárdságú cementalapú termékeket alakíthatunk ki rostos anyagok felhasználása nélkül. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy ezekben a termékekbîn a 100 mikronnál nagyobb méretű pórusok össztérfogata meghaladhatja az idézett 0 021 682 sz. európai közrebocsátási iratban előírt 2 térfogat %-os felső határértéket. Megállapítottuk azt is, hogy ha az újtípusú cementalapú kompozíciókból kialakított cementalapú termékek porozitása megfelel az idézett európai közrebocsátási iratban közölt követelményeknek, a termékek hajlítószilárdsága mindig meghaladja az idézett közlemény szerinti termékekét. A hajlítószilárdság növekedése egyes esetekben igen jelentős lehet. A találmány tárgya (a) legalább egy hidraulikus cementet, (b) a kompozíció súlyára vonatkoztatva legföljebb 25 súly % vizet és (c) a hidraulikus cemenl súlyára vonatkoztatva 1—15 súly % legalább egy, vízben oldható vagy vízben diszpergálható szerves polimert vagy kopolimert tartalmazó önthető, javított hajlító- és húzószilárdsággal rendelkező cementalapú kompozíció, azzal, jellemezve, hogy hidraulikus cementet és adott esetben szemcseaggregátumot, előnyösen homokot vagy alumíniumoxidot és olyan polimert vagy kopolimert, éspedig vinilalapú homo- vagy kopolimert tartalmaz, hogy 100 súlyrész hidraulikus cementből, 5 súlyrész polimerből vagy kopolimerből és 16 súlyrész vízből álló mérési minta nyírófeszültsége egy kapilláris reométerben extrudálva a 0,1—5 sec"1 nyírási sebesség-tartományban a nyírási sebesség tízszeresére növelésével legalább 25%-os növekedést mutasson. A kapilláris reométer, amelyben a kompozíció mintáját extrudáljuk, hengeres térben mozgó dugattyút és kapilláris nyílást tartalmaz; ezen a nyíláson keresztül extrudáljuk a vizsgált kompozíciót. A nyírófeszültséget (kN/cm2 egységekben) az Fd xLD2 képlettel, a nyírási sebességet (sec"1 egységekben) pedig 2 v D2 15 d3 képlettel számítjuk ki. A képletekben D a reométer hengeres terének átmérőjét jelenti cm egységekben, V a dugattyú haladási sebességét jelenti a reométer hengeres terében, cm/perc egységekben, d a reométer kapillárisának átmérőjét jelenti cm egységekben, L a reométer kapillárisának hosszát jelenti cm egységekben, és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
