NO851391L - Fremgangsmaate for behandling av et sementprodukt. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til behandling av et sementprodukt som er blitt fremstilt ved stivning av en sementkomposisjon omfattende minst én hydraulisk sement, vann og minst én vannlselig eller vann-dispergerbar organisk polymer og som har en bøyningsfasthet på minst 15 raPa, idet fremgangsmåten omfatter oppvarmning av sementproduktet på regulert måte for termisk spaltning av i det minste en del av den organiske polymer. Det således behandlede produkt er, skjønt det har redusert bøyningsfasthet, mindre følsomt overfor vann og mindre antennelig enn sementproduktet før behandling. Bøyningsstyrken kan forbedres ved at det således behandlede sementprodukt bringes i kontakt med vann.

Description

Denne oppfinnelse angår et sementprodukt og spesielt et sementprodukt med høy bøyningsfasthet.

Sementprodukter fremstilt ved stivning av en sementkomposisjon omfattende minst én hydraulisk sement og vann har lav bøyningsfasthet og strekkfasthet og høy trykkfasthet. Av denne grunn anvendes slike sementprodukter vanligvis ved kompressjon og anvendes ikke ved strekk eller bøyning med mindre de er forsterket såsom ved stålforsterkede sementprodukter. Slike konvensjonelle ikke-forsterkede sementprodukter har vanligvis en bøyningsfasthet i størrelsesordenen noen få mPa, for eksempel opp til 5 mPa. Bøyningsfastheten er ofte mye lavere.

Det er nylig blitt beskrevet sementprodukter som har bøynings-fastheter som ligger vesentlig over bøyningsfastheten hos de konvensjonelle sementprodukter. I britisk patent 1 563 190

er det for eksempel beskrevet et sementprodukt med en bøynings-fasthet på mer enn 15 mPa og som fremstilles ved stivning av en homogen sementkomposisjon omfattende en hydraulisk sement, 15-

28 vektdeler vann for hver 100 deler hydraulisk sement og 0,1-

3 vektdeler vann-dispergerbar polymer for hver 100 deler hydraulisk sement.

Sementprodukter med enda større bøyningsfasthet, vanligvis større enn 3 5 mPa og så høy som 7 0 mPa, til og med uten forsterkning, er beskrevet i europeisk patent nr. 0 021 682 og i US-patent 4 353 738.

Disse sementprodukter kan fremstilles ut fra en komposisjon

av hydraulisk sement, en vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer og en lav andel vann, ved at man grundig blander komposisjonen under høye skjærkraftsbetingelser og eventuelt under en atmosfære med redusert trykk og ved at komposisjonen får stivne. Sementproduktene erkarakterisert veden definert porestørrelsesfordeling på den måte at ikke mer enn 2 % og fortrinnsvis ikke mer enn 0,5 % av produktets totale volum omfatter porer med en maksimal dimensjon som overstiger 100 mikrometer og som fortrinnsvis ikke overstiger 15 mikrometer. De pore-dimensjoner det refereres til, er slike som oppdages ved metoden kvantitativ mikroskopi.

Sementprodukter med enda høyere bøyningsfasthet, som kan være større enn 10 0 mPa og som til og med kan være så høy som 200 mPa, til og med uten forsterkning, er beskrevet i europeisk patent nr. 0 055 035. Sementproduktene, som fortrinnsvis har porøsitetskriteriene ifølge det ovennevnte europeiske patent nr. 0 021 682, fremstilles ved stivning av en homogen sementkomposisjon omfattende minst én hydraulisk sement, vann med en andel på ikke mer enn 25 vekt%, basert på komposisjonen, og minst én vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer eller kopolymer med en andel på 1-15 vekt%, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen, idet den organiske polymer eller kopolymer er valgt ifølge en reologisk test omtalt i patentet.

Skjønt de sementprodukter som er beskrevet i ovennevnte patenter har høy bøyningsfasthet og dessuten høy strekkfasthet, slik at produktene, selv når de ikke er forsterket, kan brukes ved anvendelser hvor de underkastes bøyning eller strekk, har de noen ulemper i det minste når de anvendes ved noen anvendelser. Sementproduktene inneholder for eksempel vanligvis en organisk polymer, hvilken polymer kan være vannløselig eller vann-dispergerbar, og produktene oppviser en viss følsomhet overfor vann; når de for eksempel utsettes for et vandig miljø, kan produktene for eksempel svelle. Denne følsomhet overfor vann kan også resultere i et visst tap av bøyningsfasthet hos sementproduktet når produktet utsettes for et vandig miljø, skjønt produktet vil fremdeles ha høy bøyningsfasthet. Den organiske polymer i sementproduktet kan også være termisk ustabil med

det resultat at når produktet utsettes for en temperatur på

flere hundre grader celsium, kan polymeren spaltes termisk eller kan til og med brenne, og produktet kan splintres, eller det kan gå i oppløsning i ekstreme tilfeller hvis det plutselig utsettes for en slik høy temperatur.

Den foreliggende oppfinnelse, som overvinner de ovennevnte ulemper, i det minste i en viss grad, er basert på den observa-sjon at forutsatt at den organiske polymer spaltes termisk og/eller fjernes fra sementproduktet av den type som er beskrevet i det foregående på en regulert måte, har det resulterende sementprodukt, skjønt det har redusert bøyningsfasthet, fremdeles en overraskende høy bøyningsfasthet og strekkfasthet.

Det resulterende sementprodukt har en meget redusert følsom-

het overfor vann og en meget redusert antennelighet og brennbarhet; produktet kan faktisk være fullstendig ikke-antennelig og ikke-brennbart.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte til behandling av et sementprodukt, hvilket sementprodukt er blitt fremstilt ved stivning av en sementkomposisjon omfattende minst én hydraulisk sement, vann og minst én vann-løselig eller vann-dispergerbart organisk polymer og som har en bøyningsfasthet på minst 15 mPa, idet fremgangsmåten omfatter oppvarmning av sementproduktet på regulert måte for at i det minste en del av den organiske polymer skal spaltes termisk.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan bare en del av den organiske polymer i sementproduktet spaltes ved oppvarmning av produktet på regulert måte. Til og med i dette tilfelle vil det derved oppnåes en reduksjon i den termiske ustabilitet, og spesielt i sementproduktets antennelighet og brennbarhet,

og en reduksjon i produktets følsomhet overfor vann.

For enda større forbedringer i termisk stabilitet og reduksjon i produktets følsomhet overfor vann er det foretrukket at hovedsakelig all den organiske polymer i sementproduktet spaltes termisk på regulert måte. Termisk spaltning kan for eksempel ha form av karbonisering. Ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen spaltes i det minste en del, og fortrinnsvis hovedsakelig hele den organiske polymer termisk og fjernes fra sementproduktet ved oppvarmning av produktet på regulert måte.

Termisk spaltning av den organiske polymer kan observeres ved at man observerer vekttapet hos produktet som skjer ved oppvarmning.

Fjerning av den organiske polymer fra sementproduktet oppnåes best ved oppvarmning på regulert måte og i en oksyderende atmosfære, for eksempel i luft eller i en atmosfære som er rikere på oksygen enn luft.

Generelle retningslinjer kan gies når det gjelder den på-tenkte betydning av "oppvarmning på regulert måte". Således

bør sementproduktet ikke oppvarmes ved en hastighet som er så

stor at utviklingen av polymer-spaltningsprodukter fra sementproduktet forårsaker splintring av produktet, sprekkdannelse i produktet eller, i ekstreme tilfeller, oppløsning av produktet. Således bør oppvarmningshastigheten reguleres, slik at sementproduktets strukturelle helhet bevares, og spesielt bør oppvarmningshastigheten holdes under en hastighet ved hvilken de forannevnte effekter på sementproduktet observeres.

Når andelen av organisk polymer i sementproduktet er lav,

er den oppvarmningshastighet for sementproduktet som kan tolereres, større enn den oppvarmningshastighet som kan tolereres i et sementprodukt som inneholder en høy andel organisk polymer.

Den oppvarmningshastighet som kan tolereres, vil være større jo større sementproduktets porøsitet er; hvis sementproduktet har en høy total porøsitet, kan de gassformige produkter fra spaltningen av den organiske polymer lettere unnslippe. Den oppvarmningshastighet som kan tolereres, vil også avhenge av sementproduktets dimensjoner og spesielt av dets tykkelse. Vanligvis er det slik at jo tykkere sementproduktet er, dess lavere er den oppvarmningshastighet som kan tolereres.

Den oppvarmningshastighet som kan tolereres, kan også avhenge av beskaffenheten av den organiske polymer i sementproduktet; når den organiske polymer spaltes ved oppvarmning under dannelse av store volumer av gassformige spaltningsprodukter, kan det være mulig å tolerere bare en lav oppvarmningshastighet.

Oppvarmningen kan utføres på trinnvis måte. Sementproduktet kan for eksempel oppvarmes på regulert måte til en første temperatur, holdes på denne temperatur og deretter oppvarmes på regulert måte til en andre temperatur.

Egnede oppvarmningshastigheter som er passende "oppvarmning

på regulert måte", kan bestemmes ved rimelig prøve og forsøk og under referanse til de spesifikke eksempler i denne patent-søknad .

Det foretrekkes å varme sementproduktet opp ved en hastighet som ikke er større enn 3 0°C pr. minutt, mer foretrukket ikke større enn 10°C pr. minutt.

Den temperatur som et sementprodukt må oppvarmes til for fjerning av hovedsakelig all organisk polymer fra produktet, spesielt i en oksyderende atmosfære, eller for at den skal omdannes til et stabilt spaltningsprodukt, vil også avhenge av den organiske polymers beskaffenhet. Eksempelvis vil således en temperatur på ca. 450°C vanligvis være tilstrekkelig i det tilfelle hvor den organiske polymer er en vinylpolymer. Sementproduktet vil selvfølgelig oppvarmes minst til en temperatur ved hvilken den organiske polymer spaltes. En slik minimums-spaltningstemperatur for den organiske polymer kan bestemmes eksperimentelt eller ved referanse til littera-turen .

Vanligvis vil sementproduktet oppvarmes til en temperatur på minst 400°C, fortrinnsvis minst 500°C. For bestemmelse av om hvorvidt hovedsakelig all den organiske polymer er blitt fjernet fra sementproduktet ved en gitt temperatur eller er blitt omdannet til et stabilt spaltningsprodukt ved en gitt temperatur, er det tilstrekkelig bare å oppvarme sementproduktet på regulert måte inntil det ikke lenger utvikles spaltningsprodukter, for eksempel karbondioksyd, eller inntil det ikke lenger er noen reduksjon i vekten.

Som angitt i det foregående, fører fjerning av den organiske polymer fra et sementprodukt dannet ved stivning av en komposisjon omfattende en hydraulisk sement, vann og en vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer, til en viss reduksjon i produktets bøyningsfasthet. Vanligvis vil denne reduksjon avhenge av den andel av organisk polymer som opprinnelig er til stede i sementproduktet, og den kan for eksempel variere fra opp til 5 0 % for et sementprodukt som inneholder 1,5 vekt% organisk polymer, basert på sementen, opp til 80 % eller til og med mer for et sementprodukt som inneholder 5 vekt% eller mer av organisk polymer, basert på sementen.

Det sementprodukt som oppvarmes på regulert måte ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, dannes selv ved stivning av en formbar komposisjon, og det kan fremstilles i mange forskjellige former som kan ha en enkelt profil eller som kan ha komplisert profil. Produktet som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan også på lignende måte ha mange forskjellige former, det vil si at sementproduktets form før regulert oppvarmning beholdes i det vesentlige etter regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette sistnevnte produkt kan anvendes ved høy temperatur, og det kan ha en form som ikke lett oppnåes ved konvensjonelle keramikk-fremstillings-prosesser såsom pulver-komprimering fulgt av sintring. En sementkomposisjon av hydraulisk sement, vann og organisk polymer kan således blandes grundig og homogent, og komposisjonen kan formes til for eksempel en form med komplisert profil, og den således formede komposisjon kan stivne under dannelse av et sementprodukt. Deretter underkastes det formede sementprodukt den fremgangsmåte som er beskrevet i det foreliggende, ved hvilken fremgangsmåte produktet beholder sin form.

Med betegnelsen "hydraulisk sement" mener vi ethvert materiale som stivner og herdner ved tilsetning av vann og som således stivner og herdner i nærvær av vann. Den hydrauliske sement kan være en silikat-sement (silisiumholdig sement),

for eksempel portland-sement. Hvis ønskelig kan den være en aluminat-sement (aluminiumholdig sement), for eksempel en kalsiumaluminat-sement. Blandinger av to eller flere forskjellige hydrauliske sementtyper kan anvendes under dannelse .

av sementproduktet, som underkastes regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Når det produkt som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, skal anvendes som et varmefast produkt, foretrekkes det at den hydrauliske sement er en kalsiumaluminat-sement.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes det et sementprodukt som er blitt fremstilt ved stivning av en sement-komposis jon omfattende min-st én hydraulisk sement, vann og minst én vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer, hvilket sementprodukt har en bøyningsfasthet på minst 15 mPa.

Fremstillingen av et sementprodukt med en slik bøynings-fasthet styres blant annet ved trekk såsom andelen av vann i den komposisjon som produktet er fremstilt av, andelen av organisk polymer i komposisjonen og polymerens beskaffenhet, intensi-teten av blandingen av komponentene i sementkomposisjonen og fremgangsmåten til blanding av komponentene, og de betingelser under hvilke det bevirkes at sementkomposisjonen stivner til sementproduktet. Disse trekk er beskrevet i de patenter og patentpublikasjoner som det er referert til i det foregående.

Den organiske polymer i komposisjonen som det sementprodukt som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, frem-

stilles av, kan være vann-dispergerbar, men er fortrinnsvis vannløselig, og velges for å lette homogen blanding av komponentene i komposisjonen som sementproduktet fremstilles av ved stivning. Eksempler på egnede organiske polymerer innbefatter

(i) celluloseetere, for eksempel hydroksypropylmetyl-

cellulose,

(ii) amid-substituerte polymerer, for eksempel en polymer eller kopolymer av akrylamid, (iii) polyalkylenoksyd-derivater som for eksempel kan være et polyalkylenoksyd (alternativt beskrevet som en polyalkylen-glykol), for eksempel polyalkylenglykoler med molekylvekt på

over ca. 10 000, eller polyalkoksy-derivater av alkoholer,

fenoler eller lignende og

(iv) delvis hydrolyserte vinylesterpolymerer eller kopolymerer, spesielt delvis hydrolyserte polyvinylacetat med en hydrolysegrad på for eksempel 70-95 %.

I komposisjonen som sementproduktet fremstilles av, vil

den organiske polymer vanligvis være til stede med en andel på minst 1 vekt%, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen. Det vil vanligvis ikke være nødvendig å anvende i komposisjonen mer enn 15 vekt%, fortrinnsvis ikke mer enn 10 vekt%, organisk polymer, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen.

Andelen av vann i komposisjonen som sementproduktet fremstilles av, bør være tilstrekkelig til å gjøre komposisjonen plastisk deformerbar, og det er ønskelig at den ikke er større enn 30 vekt%, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen,

og den er fortrinnsvis ikke større enn 25 vekt%. Andelen av vann er fortrinnsvis så lav som mulig i overensstemmelse med at komposisjonen er plastisk deformerbar, siden styrken hos det sementholdige produkt vanligvisøker med reduksjon i andelen av vann i den komposisjon som produktet fremstilles av. Vanligvis

vil det være nødvendig at komposisjonen omfatter minst 5 vekt% vann, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen.

Den komposisjon som sementproduktet fremstilles av, kan inneholde andre materialer kjent på området, for eksempel fyllstoffer og/eller aggregater som er konvensjonelle på området, dispergeringsmidler, stivnings-modifiserende midler,

for eksempel gips, og materialer som øker bruddseigheten,

for eksempel fibrøse materialer.

Egnede fyllstoffer/aggregater innbefatter forskjellige former av silisiumdioksyd, for eksempel sand, kvartssand og fint amorft silisiumdioksyd, for eksempel findelt silisiumdioksyd, krysolitt, titanoksyd, for eksempel pigmentkvaliteter av titanoksyd, skiferpulver, og blandinger derav, og metaller.

Når den komposisjon som sementproduktet fremstilles av, omfatter fyllstoff-materialer, er de foretrukkede vektandeler av organisk polymer og vann basert på vektandeler av den totale vekt av den hydrauliske sement og fyllstoffmateriale i komposisjonen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det foretrukket

å anvende et sementprodukt av den type som er beskrevet i europeisk patent nr. 0 021 682 hvor ikke mer enn 2 % av produktets totale volum omfatter porer med en maksimumsdimensjon som overstiger 100 mikrometer, målt ved metoden kvantitativ mikroskopi som er beskrevet i ovennevnte publikasjon. Slike sementprodukter har vanligvis bøyningsfasthet på over 3 5 mPa. Det foretrekkes å anvende et sementprodukt hvor ikke mer enn

0,5 % av produktets totale volum omfatter porer med en maksimums-dimensjon som overstiger 100 mikrometer og som fortrinnsvis ikke overstiger 15 mikrometer. Slike foretrukkede sementprodukter kan før behandling ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ha en bøyningsfasthet som er større enn 50 mPa eller til og med større enn 100 mPa.

Fremstillingen av et slikt foretrukket sementprodukt kan understøttes ved at man meget grundig blander den komposisjon som produktet fremstilles av, for eksempel ved blanding under betingelser med høy skjærkraft. Komposisjonen kan for eksempel blandes på en Banbury-blander eller i et skrue-ekstrusjons- apparat. Komposisjonen blandes imidlertid mest foretrukket under betingelser med høy skjærkraft i en dobbelt valse-mølle ved at komposisjonen gjentatte ganger føres gjennom nippet mellom valsene i møllen, idet det ved denne fremgangsmåte dannes en grundig og godt blandet komposisjon.

Fremstillingen av det foretrukkede sementprodukt kan også understøttes ved at man utfører blandingen av komponentene i komposisjonen under en atmosfære ved redusert trykk, for eksempel under vakuum, eller ved anvendelse av et moderat trykk i det minste i de tidlige trinn av stivningsreaksjonen.

Komposisjonen kan lett og bekvemt formes til former med

enkel eller komplisert profil ved anvendelse av forholdsvis lave trykk uten at det er nødvendig at man tyr til anvendelse av høytrykks-formingsteknikker, skjønt anvendelse av høye trykk er ikke utelukket. Hvis ønskelig kan komposisjonen for eksempel formes ved ekstrusjon eller ved forming i en presse, for eksempel i en hydraulisk presse.

Det kan være en fordel, og det foretrekkes faktisk for understøttelse av reguleringen av sementproduktets porøsitets karakteristikka, å foreta i det minste start-trinnet av stivningen av komposisjonen under et påført trykk og ikke å utløse trykket før stivningen har foregått i det minste i en slik utstrekning at komposisjonen ikke slakkes ved utløsning av trykket, dvs.

at den ikke forandres i noen vesentlig grad når det gjelder dimensjonene ved utløsning av trykket. Det påførte trykk be-høver bare være forholdsvis lavt, for eksempel opp til 5 mPa.

Den tid i hvilken det er ønskelig at trykket påføres, vil avhenge av den hydrauliske sements beskaffenhet og av stivnings-hastigheten for komposisjonen i stivningens start-trinn og kan bestemmes ved enkelt forsøk.

Stivningen av sementkomposisjonen under dannelse av sementproduktet kan utføres ved omgivelsestemperatur, skjønt stivningen kan akselereres ved anvendelse av forhøyede temperaturer .

Det er også ønskelig at de senere trinn i stivningen av sementkomposisjonen utføres i en fuktig atmosfære, for eksempel i en atmosfære med hovedsakelig 100 % relativ fuktighet, eller

under vann.

Stivningen av sementkomposisjonen kan således oppnåes på konvensjonell måte, for eksempel ved at man holder komposisjonen i en fuktig atmosfære, fortrinnsvis med relativ fuktighet på eller nær 100 %, i et tidsrom på 0,5-28 dager, spesielt i de senere trinn av stivningen av komposisjonen. En alternativ fremgangsmåte er å holde komposisjonen ved forhøyet temperatur og trykk og høy fuktighet for akselerasjon av stivningen av komposisjonen.

Et sementprodukt av den type som er beskrevet i europeisk patent 0 055 03 5 kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, dvs. et sementprodukt fremstilt ved stivning av en komposisjon omfattende

(a) minst én hydraulisk sement,

(b) vann med en andel på ikke mer enn 25 vekt%, basert på komposisjonen, og (c) minst én vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer eller kopolymer med en andel på 1-15 vekt%, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen, hvor den hydrauliske sement og polymeren eller kopolymeren er valgt slik at en testkomposisjon omfattende 100 vektdeler hydraulisk sement, 5 vektdeler av polymeren eller kopolymeren og 16 vektdeler vann, når den ekstruderes i et kapillær-reometer, undergår en økning på minst 25 % i skjærspenning når det bevirkes en økning i skjærhastigheten for testkomposisjonen på 10 ganger når skjær-hastighetene måles, er innenfor området 0,1-5 sekund .

Et slikt produkt har en spesielt høy bøyningsfasthet, for eksempel større enn 100 mPa og til og med så høy som 200 mPa.

En foretrukket polymer for anvendelse i den komposisjon

som sementproduktet ifølge europeisk patent 0 055 035 er fremstilt av, er en delvis hydrolysert vinylester-polymer eller -kopolymer, spesielt delvis hydrolysert polyvinylacetat med en hydrolysegrad på for eksempel 70-95 %.

Sementproduktet som er blitt underkastet regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan ha en total porøsi-tet, dvs. et porevolum i produktet som andel av det totale volum av produktet innbefattende porer, på opp til ca. 50 %.

Vanligvis vil den totale porøsitet ikke være større enn 35 %. Siden sementproduktet inneholder organisk polymer og siden

den organiske polymer spaltes termisk og/eller fjernes fra produktet ved operasjon av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, vil produktet ifølge fremgangsmåten ha en øket total porøsitet. For at dette sistnevnte produkt skal ha høy bøyningsfasthet,

er det foretrukket at det også omfatter porer med ikke mer enn 2 % av produktets totale volum som overstiger 100 mikrometer i maksimums-dimensjon.

Sementproduktet som er blitt underkastet regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er dimensjonelt stabilt og har høy bøyningsfasthet, og det kan bearbeides ytterligere for økning av dets styrke. Når den hydrauliske sement for eksempel er en varmefast sement, kan den oppvarmes for sintring av sementen. En egnet temperatur ved hvilken sintring kan ut-føres, er en temperatur på over 1200°C, skjønt det valgte temperatur selvfølgelig vil avhenge av den hydrauliske sements beskaffenhet.

Styrken, og spesielt bøyningsfastheten, hos det sementprodukt som er blitt fremstilt ved regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan økes ved at produktet rehydratiseres ved at det bringes i kontakt med vann. Produktet kan for eksempel nedsenkes i vann, for eksempel ved omgivelsestemperatur, i et tidsrom i størrelsesordenen 24 timer eller mer, og det således rehydratiserte produkt kan så tørkes. Det er funnet at et produkt som er rehydratisert på denne måte, kan ha en bøyningsfasthet som er omtrent den samme som, eller som kan være større enn, bøyningsfatheten hos sementproduktet før sistnevnte produkt ble underkastet regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Videre er det rehydratiserte produkt mindre følsom overfor vann enn det produkt som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Sementproduktet som er blitt underkastet regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan ytterligere be-handles for forbedring av dets velegnethet ved bruk i visse anvendelser. Det kan for eksempel impregneres med et hydro- fobt materiale for at det skal gjøres mer egnet for bruk ved elektriske anvendelser, skjønt produktet kan brukes ved slike anvendelser til og med uten slik behandling.

Sementproduktet som er blitt underkastet regulert oppvarmning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan finne anvendelse i byggeprodukter hvor det er ønskelig at de ikke er brennbare,

at de har lav følsomhet overfor vann og høy dimensjonen stabilitet. Produktet kan også finne anvendelse som erstatning for keramiske materialer og sterkt komprimert asbest-sementprodukt, spesielt når produktet skal anvendes ved temperaturer på opp til ca. 3 50°C. Det foreliggende produkt kan lett dannes til komplekse former med stor størrelse, sammenlignet med keramiske produkter fremstilt ved konvensjonell teknologi. Sammenlignet med asbest-sementprodukter kan det sementprodukt som er blitt underkastet regulert oppvarmning, dannes til komplekse former bare ved at man danner forløper-sementkomposisjonen. Asbest-sementprodukter, spesielt sterkt komprimerte asbest-sementprodukter, må maskinbearbeides for forming.

Oppfinnelsen illustreres ved de følgende eksempler, hvor alle deler er angitt som vektdeler.

Eksempel 1

75 deler kalsiumaluminat-sement ("Secar" 71), 25 deler findelt silisiumdioksyd og 1,98 deler 80 % hydrolysert polyvinylacetat ("Gohsenol" KH17S Nippon Gosei) ble tørrblandet, og blandingen ble tilsatt til 17 deler vann. Den resulterende komposisjon ble blandet i en blad-høyskjærkraftsblander som var forsynt med et ekstrusjonsutløp, og den resulterende homogene deiglignende komposisjon ble ekstrudert fra blanderen i form av et kohesivt og homogent ark.

Arket ble deretter lett presset i 10 minutter mellom ark av poly(etylentereftalat) i en hydraulisk presse ved en temperatur på 8 0°C og ved et påført trykk på 3 mPa. Det 3 mm tykke ark ble så fjernet fra pressen, arkene av poly(etylentereftalat)

ble fjernet og arket fikk stivne ved oppvarmning ved 8 0°C i 18 timer.

Sementarket hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 34,3 mPa

Bøyningskoeffisient 22,3 gPa

Sementarket ble anbrakt i en ovn i luft ved en temperatur på 8 00°C. En høy oppvarmningshastighet kunne tolereres i be-traktning av den lave andel av organisk polymer i sementarket. Etter 1 time i ovnen ble arket tatt ut. Arket hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 25,3 mPa

Bøyningskoeffisient 21,9 gPa

Arket ble deretter anbrakt i vann ved en temperatur på 50°C, og etter 6 dager ble arket uttatt fra vannet og tørket. Arket hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 43,2 mPa

Bøyningskoeffisient 26,1 gPa

Eksempel 2

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at en komposisjon på 75 deler vanlig portland-sement, 25 deler findelt silisiumdioksyd, 2 deler polyakrylamid og 16 deler vann ble anvendt, og for at arket skulle stivne ble komposisjonen presset i 10 sekunder ved et påført trykk på 3 mPa ved en temperatur på 20°C og ble deretter oppvarmet ved

8 0°C i 18 timer.

Egenskapene hos det sementark som ble fremstilt i be-gynnelsen, var som følger:

Bøyningsfasthet 23,9 mPa

Bøyningskoeffisient 20,2 gPa

Egenskapene hos sementarket etter oppvarmning ved 800°C i luft i 1 time var som følger:

Bøyningsfasthet 22,9 mPa

Bøyningskoeffisient 29,7 gPa

Egenskapene hos sementarket etter oppvarmning ved 800°C i

1 time og nedsenkning i vann i 6 dager ved 50°C var som følger:

Bøyningsfasthet 40 mPa

Bøyningskoeffisient 38 gPa

Eksempel 3

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at sementkomposisjonen omfattet

100 deler kalsiumaluminat-sement ("Secar" 71],

100 deler aluminiumoksyd,

5 deler hydrolysert polyvinylacetat ("Gohsenol" KH17S Nippon Gosei)

20 deler vann,

komposisjonen ble presset ved et trykk på 5 mPa i 5 minutter ved 9 0°C, og det resulterende 2,5 mm tykke ark ble til slutt oppvarmet ved 8 0°C i 12 timer.

Sementarket hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 52+3 mPa

Bøyningskoeffisient 52 gPa

Sementarket ble deretter oppvarmet i luft med en hastighet på 5°C pr. minutt opp til en temperatur på 500°C ved hvilket punkt sementproduktet ikke inneholdt noe synlig karbonholdig residuum.

Etter avkjøling til romtemperatur hadde arket følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 22 mPa

Bøyningskoeffisient 31 gPa

Sementarkets egenskaper etter nedsenkning i vann i 7 dager ved 5 0°C og deretter tørking i 24 timer ved 80°C var som følger:

Bøyningsfasthet 48+3 mPa

Eksempel 4

Fremgangsmåten ifølge eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at sementkomposisjonen omfattet

100 deler kalsiumaluminat-sement (Ciment Fondu),

4 deler hydrolysert polyvinylacetat ("Gohsenol" KH17S Nippon Gosei)

9,5 deler vann,

komposisjonen ble presset ved et trykk på 4 mPa i 10 minutter ved 8 0°C, og det resulterende 2,5 mm tykke ark ble til slutt oppvarmet ved 8 0°C i 18 timer.

Sementarket hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 138,6 + 3 mPa

Bøyningskoeffisient 43,2 + 1,8 gPa

Sementarket ble deretter oppvarmet i luft med en hastighet på 3°C pr. minutt opp til en temperatur på 4 50°C ved hvilket punkt sementproduktet ikke inneholdt noe synlig karbonholdig residuum.

Etter avkjøling til romtemperatur hadde arket følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 13,3 + 3,1 mPa

Bøyningskoeffisient 19,3 + 2,7 gPa

Egenskapene hos sementarket etter nedsenkning i vann i

24 timer ved 5 0°C og deretter tørking i 18 timer ved 80°C

var som følger:

Bøyningsfasthet 60,9 + 1,1 mPa

Bøyningskoeffisient 61,6 + 4,0 gPa

Eksempel 5

100 deler kalsiumaluminat-sement ("Secar" 71) og 7 deler

80 % hydrolysert polyvinylacetat ("Gohsenol" KH17S) ble tørr-blandet og blandingen ble tilsatt til 17 deler vann. Den resulterende komposisjon ble blandet i en høyskjærkrafts-bladblander og ble deretter uttatt fra blanderen i form av et smuldret materiale og omdannet til et kohesivt, kontinuerlig og homogent ark ved at komposisjonen gjentatte ganger ble ledet gjennom nippet mellom valsene i en dobbeltvalsemølle.

Komposisjonen fikk så stivne til et sementprodukt idet

man fulgte den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 1.

Det resulterende sementproduktark med en tykkelse på 3,05 mm hadde følgende egenskaper:

Bøyningsfasthet 147 mPa

Bøyningskoeffisient 48,4 gPa

Prøver av arket ble deretter anbrakt i ovner og oppvarmet

i luft ved varierende hastigheter for temperatur-økning, og arkenes egenskaper ble bestemt om igjen. Resultatene er vist i nedenstående tabell 1.

Eksempel 6

Fremgangsmåten ifølge eksempel 5 ble fulgt i to adskilte forsøk under fremstilling av sementproduktark (henholdsvis A og B), bortsett fra at det i hvert forsøk ble anvendt en kalsiumaluminatsement ("Secar" 71) og henholdsvis 2,5 deler (A) og 5 deler (B) av 80 % hydrolysert polyvinylacetat. Sementprodukt-arkene hadde tykkelser på henholdsvis 3,55 og 4,3 mm. Fremgangsmåten til oppvarmning i en ovn som beskrevet i eksempel 5 ble deretter gjentatt, og betingelsene for oppvarmningen og egenskapene hos de resulterende produkter er vist i tabell 2.

Eksempel 7

Fremgangsmåten ifølge eksempel 5 ble fulgt for fremstilling av sementprodukt-ark, bortsett fra at det ble anvendt en kalsiumaluminat-sement (Ciment Fondu) og 4 deler 80 % hydrolysert polyvinylacetat.

Egenskapene hos sementproduktet etter forskjellige opp-varmningsperioder er vist i tabell 3.

Eksempel 8

Prøver fremstilt som beskrevet i eksempel 5, som var blitt oppvarmet ved 2°C pr. minutt fra 20°C til 250°C, i 1 time ved 250°C, ved 5°C pr. minutt fra 250°C til 450°C, og endelig ved 4 50°C i h time, ble undersøkt for bestemmelse av prøvenes tilsynelatende densitet, ved veiing av prøvene og måling av deres eksterne dimensjoner. Adskilte prøver (A og B) ble så oppvarmet ved 1425°C og ved 1500°C i 2 timer for bevirkning av sintring, og de tilsynelatende densiteter ble bestemt på nytt, og prøvenes egenskaper ble bestemt.

Resultatene er vist i tabell 4.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte til behandling av et sementprodukt, hvilket sementprodukt er blitt fremstilt ved stivning av en sement-komposis jon omfattende minst én hydraulisk sement, vann og minst én vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer og som har en bøyningsfasthet på minst 15 mPa, idet fremgangsmåten omfatter oppvarmning av sementproduktet på regulert måte for termisk spaltning av i det minste en del av den organiske polymer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor hovedsakelig all den organiske polymer spaltes termisk.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvor oppvarmningen utføres i en oksyderende atmosfære.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, hvor sementproduktet oppvarmes med ikke mer enn 10°C pr. minutt.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, hvor sementproduktet oppvarmes til en temperatur på minst 400°C.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, hvor den hydrauliske sement i sementproduktet er en silikat-sement og/eller en aluminat-sement.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, hvor den organiske polymer i sementproduktet er et delvis hydrolysert polyvinylacetat med en hydrolysegrad på 70-95 %.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, hvor det sementprodukt som oppvarmes på regulert måte, omfatter mellom 1 og 15 vekt% organisk polymer, basert på sementen i produktet.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, hvor ikke mer enn 2 % av det totale volum av det sementprodukt som oppvarmes på regulert måte, omfatter porer med en maksimums-dimensjon som overstiger 100 mikrometer.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-9, hvor det sementprodukt som oppvarmes på regulert måte, har en bøyningsstyrke på større enn 50 mPa.

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-10, hvor det sementprodukt som oppvarmes på regulert måte, er blitt fremstilt ved stivning av en komposisjon omfattende (a) minst én hydraulisk sement, (b) vann med en andel på ikke mer enn 25 vekt%, basert på komposisjonen, (c) minst én vannløselig eller vann-dispergerbar organisk polymer eller kopolymer med en andel på 1-15 vekt%, basert på den hydrauliske sement i komposisjonen, hvori den hydrauliske sement og polymeren eller kopolymeren er valgt slik at en testkomposisjon omfattende 100 vektdeler hydraulisk sement, 5 vektdeler av polymeren eller kopolymeren og 16 vektdeler vann, når den ekstruderes i et kapillær-reometer, undergår en økning på minst 25 % i skjærspenning når det bevirkes en økning i skjærhastigheten for test-komposisjonen på ti ganger når skjær-hastighetene måles, er innenfor området 0,1-5 sekund .

12. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-11, hvor det sementprodukt som er blitt oppvarmet på regulert måte, bringes i kontakt med vann for økning av sementproduktets bøyningsfasthet.

13. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-12, hvor det sementprodukt som er blitt oppvarmet på regulert måte, ytterligere oppvarmes for sintring av sementen.

14. Sementprodukt fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst aV kravene 1-13.