185995. lajstromszámú szabadalom • Cement-alapú kompoziciók
1 185 995 2 Ezeket az előnyös porozitási jellemzőkkel rendelkező cementalapú termékeket úgy állíthatjuk elő, hogy a kompozícióra elegyítéskor nagy nyíróerőt gyakorolunk, és a kompozíció kikeményítését mérsékelten megnövelt nyomáson végezzük. A kvantitatív mikroszkópia szakember számára jól ismert meghatározási módszer. A kvantitatív mikroszkópos mérést a következőképpen végezzük: a cementalapú termék mintájának felületét simára csiszoljuk, a mintáról lemossuk a csiszolóport, majd a mintát úgy világítjuk meg, hogy a felületi üregek élesen elváljanak a sík felületrészektől. A minta felületét optikai mikroszkóppal vizsgáljuk (rendszerint százszoros nagyítást alkalmazunk), majd a 100, 50, illetve 15 mikronnál nagyobb méretű üregek számát és össztérfogatát De Hoff és Rhines „Quantitative Microscopy” című szakkönyvben (McGraw-Hill, 1968) ismertetett módon meghatározzuk. A statisztikus hiba csökkentése érdekében a minta megfelelően nagy felületrészét kell vizsgálnunk; rendszerint 1000 üreget számlálunk és mérünk. Ezután a minta egy újabb felületrészét csiszoljuk le, és a mérést megismételjük. Rendszerint tíz csiszolt felületrészt vizsgálunk. Noha a találmány szerinti cementalapú termékek hajlítószilárdsága nem függ attól, hogy az előállításukhoz felhasznált cementalapú kompozíció tartalmaz-e rostos anyagot vagy sem, a kompozícióba kívánt esetben rostos anyagokat is keverhetünk. Rostos anyagokként például azbesztet, üvegszálakat, acélszálakat, kerámia-rostokat, polimer rostokat és rostos növényi anyagokat használhatunk fel. A rostos anyagot olyan mennyiségben keverhetjük a kompozícióba, hogy a kész cementalapú termék az összsúlyra vonatkoztatva például 0,1—30 súly% rostos anyagot tartalmazzon. A cementalapú kompozíciók és termékek továbbá finomszemcsés szerves polimer anyagokat, például gumit is tartalmazhatnak. A hajlítószilárdság további növelése szempontjából előnyös, ha olyan cementalapú termékeket alakítunk ki, amelyekben a pórusok mezitilén-szorpcióval meghatározott össztérfogata a cementalapú termék látszólagos térfogatának (a pórustérfogatot is beleértve) legföljebb 20%-át teszi ki. Előnyösek azok a termékek, amelyekben az így meghatározott pórustérfogat nem haladja meg az össztérfogat 15%-át, célszerűen 10%-át. Azt tapasztaltuk, hogy az előnyös szerves polimert vagy kopolimert tartalmazó kompozíciókból kialakított cementalapú termékek porozitása meglepően kis érték; a pórusok térfogata egyes esetekben a termék látszólagos térfogatának (pórustérfogatot is beleértve) 3%-át, sőt időnként 1%-át sem teszi ki. A találmány értelmében tehát a fenti meghatározásnak megfelelő, legalább egy hidraulikus cementet, vizet és legalább egy vízben oldódó vagy vízben diszpergálható szerves polimert vagy kopolimert tartalmazó cementalapú kompozíciók kikeményítésével (kötésével) célszerűen olyan cementalapú termékeket alakítunk ki, amelyekben a pórusok térfogata a termék látszólagos térfogatának (a pórustérfogatot is beleértve) legföljebb 3%-át, célszerűen legföljebb 1%-át teszi ki. A cementalapú termékek szilárdsága — elsősorban hajlítószilárdsága — általában a 2—15 mikron méretű pórusok részarányának csökkenésével párhuzamosan nő. Ezért különösen előnyösek azok a cementalapú termékek, amelyekben a 2—15 mikron méretű pórusok térfogata a cementalapú termék látszólagos térfogatának legföljebb 5%-át, célszerűen legföljebb 2%-át teszi ki. A találmány szerinti cementalapú termékek a korábban felsorolt komponenseken kívül adott esetben egyéb komponenseket is tartalmazhatnak. így például a termékek a kintiekben meghatározott, vízben oldódó vagy vízben c iszpergálható szerves polimereken vagy kopolimereken (amelyek biztosítják, hogy a kompozíció mintája a kapil- 1 íris reométer-vizsgálatban megfeleljen a fentiekben előírt követelményeknek) kívül a kompozíció feldolgozását megkönnyítő egyéb adalékanyagokat is tartalmazhatnak. Ezek az egyéb adalékanyagok például (a) a cementrészecskékre ken<)hatást gyakorló polimerek és/vagy (b) a részecskéket diszpergáló adalékanyagok (például felületaktív anyagok) vág;/ anyagkeverékek lehetnek. Alapvetően fontos azonban, hogy a találmány szerinti oementalapú kompozíció legalább egy vízben oldódó vagy vízben diszpergálható szerves polimert vagy kopolinert tartalmazzon. Az egyéb adalékanyagok, illetve polimerek közül példaként a következőket soroljuk fel: (a) cellulóz-éterek, így hidroxi-propil-metil-cellulóz, ;b) amid-szubsztituenst hordozó polimerek, így akril-amid polimerek és kopolimerek, (c) poli-alkilén-oxid-származékok, így poli-alkilén-oxidok (más néven: poli-alkilén-glikolok), köztük a körülbelül 10000-nél nagyobb mólsúlyú polialkilén-glikolok, továbbá alkoholok, fenolok vagy hasonló vegyületek poli-alkoxi-származékai, (d) lágyító hatással rendelkező szulfonált anyagok, például lignin-szulfinátok és szulfonált naftalin-sók. A találmány szerinti cementalapú kompozíciók magas forráspontú poliolokat, például glicerint, alkilén-glikolokat vagy poli-alkilén-glikolokat is tartalmazhatnak. Tapasztalataink szerint ezek a poliolok közrehatnak abban, hogy a cementalapú termék megtartsa nagy hajlítószilárdságát, elsősorban akkor, ha a cementalapú terméket magas hőmérsékleten végzett kikeményítéssel állítjuk elő. A találmány szerinti cementalapú kompozíciók és az azokból készített cementalapú termékek adott esetben szemcse-aggregátumokat, például homokot, szilícium-karbidot vagy alumínium-oxidot is tartalmazhatnak. Az aggregátumok előnyösen kisméretű (például 200 mikronnál kisebb méretű) szemcsehalmazok lehetnek. Az ilyen szemcse-aggregátumokat is tartalmazó kompozíciókban és termékekben a polimer vagy kopolimer korábbiakban közölt részaránya (például 1—15 súly%) a jelenlévő hidraulikus cement és szemcse-aggregátum összsúlyára vonatkozik. Az ilyen típusú kompozíciókból kapilláris-reométer-vizsgálat céljára készített minták összesen 100 súlyrész hidraulikus cementet és szemcse-aggregátumot, 5 súlyrész polimert vagy kopolimert és 16 súlyrész vizet tartalmaznak. A találmány szerinti cementalapú termékeket a cementalapú termékek szokásos alkalmazási területein használhatjuk fel. A cementalapú termékek például lapok, csövek, vezetékek és elektromos szigetelők lehetnek. A találmány szerinti cementalapú termékek — javított hajlítószilárdságuk következtében — egyéb anyagok, például műanyagok és fémek helyettesítésére is felhasználhatók. A találmányt az oltalmi kör korlátozása nélkül a következő példákban részletesebljen ismertetjük. Amennyiben egyebet nem közlünk, a példákban megadott részmennyiségeken súlyrészeket értünk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
