DE1801561B2

DE1801561B2 - Verfahren zur herstellung von werkstuecken aus metallfasern enthaltenden zementmoertel

Info

Publication number: DE1801561B2
Application number: DE19681801561
Authority: DE
Inventors: Hans Wuppertal Barmen Kihmann Gerd 5600 Wuppertal Vohwinkel Hendnx
Original assignee: Enka Glanzstoff Ag, 5600 Wuppertal
Priority date: 1968-10-05
Filing date: 1968-10-05
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE1801561A1; SE379740B; BE737579A; NL6913315A; AT288950B; GB1230238A; CH532539A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus Zementmörtel, in den zur Verstärkung mit Messing überzogene, geradlinige Stahlfaserkurzschnitte eingelagert sind.

Aus der in Zement Kalk-Gips 20 (1967) auf den S. 120 bis 122 veröffentlichten Arbeit »Korrosion von Nichteisenmetallen in Beton« ist es bekannt, daß Kupfer und seine Legierungen im allgemeinen im Beton unbeschädigt bleiben. Dieser Artikel konnte dem Fachmann aber keinen Hinweis darauf geben, daß beim Eh.:rag<.n von 'Jt Messing überzogenen Drähten in Zementmörtel oder Beton eine Verbesserung in den mechanischen Eigenschaften erreicht wi d, wobei die Messingschicht sich ganz offensichtlich als Haftvermittler günstig auf das Gesamtergebnis auswirkt.

Die schweizerische Patentschrift 356 581 beschreibt die Herstellung einor zusammengesetzten Masse aus einem festen thermisch isolierenden Bindemittel mit darin verteilten Metallfaden, bei der wenigstens zum Teil eine thermische und elektrische Leitfähigkeit erreicht wird. Auch diese Schrift gibt keinen Hinweis darauf, wie durch einfaches Zumischen von Stahlfasern zu den trockenen Bestandteilen eines Zementmörtels, bei den aus solchem Mörtel hergestellten Werkstücken die mechanischen Eigenschaften beachtlich verbessert werden.

Durch die deutsche Patentschrift 842 778 ist bekannt, Verbundmassen, wie schüellbindenden Zement, Zementmörtel, Gips, Ton u. dgl., durch darin eingelagerte Metall- oder Eisenspäne bzw. schraubenförmig gewundene Drahtelemente zu verstärken. Dabei ist es schwierig, diese unregelmäßig geformten bzw. gedrehten Metallkörper gleichmäßig in der Verbundmasse zu verteilen und zusammen mit dieser in die gewünschte Form zu bringen, so daß ein daraus hergestellter Formling eine in allen Richtungen gleichmäßige erhöhte Festigkeit besitzt.

So ist es z. B. bei der Herstellung von Formkörpem mit eingelagerten schraubenförmigen Drahtelementen gemäß dem Verfahren der deutschen Patentschrift 842778 notwendig, dies entweder einzeln in die Form hineinfallen zu lassen oder in zusammenhängendem Strom, gegebenenfalls mit Hilfe eines Luft- oder Wasserstromes in diese einzutragen. Erst dann wird die Verbundmasse in die Form gegossen, wobei sie sämtliche Drahtelemente einbettet. Es ist also nicht möglich, die Verbundmasse mit der aus spiraligen Drahtelementen bestehenden Verstärkungseinlage vor der Verformung durch Vermischen zu vereinigen und dann zusammen mit dieser in die Form einzutragen, weil die spiraligen Drahtelemente sich dabei zu einem zusammenhängenden Gebilde verhaken, das sich weder in eine Form eintragen läßt noch sich darin nach allen Richtungen hin gleichmäßig verteilt.

Das erfmdungsgemäße Verfahren vermeidet alle diese Schwierigkeiten und liefert darüber hinaus einen Werkstoff von hervorragenden Festigkeitseigenschäften, der sich irn nicht verfestigten Zustand in jede beliebige Form bringen läßt. Die neue Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Werkstücken aus Zementmörtel mit darin gleichmäßig verteilten Metallfasern als Ver-

Stärkung in eine trockene Zement/Sand-Mischuna mit Messing überzogene geradlinige Stahlfaserkurzschnitte von 0,15 mm Durchmesser und einer Länge von 5 bis 15 mm in einer Menge vun 2,5 bis ]0°<Ό, bezogen auf die Gesamtmenge, zugemischt werden

und das nach der anschließenden Zugabe von Wasser erhaltene Zementmörtel/Stahlfasergemisch in Form gegossen wird.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Werkstoffe aus metallfaserverstärktem Zementmörtel mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften, insbesondere hoher Biege- und Druckfestigkeit, auch mit geradlinigen Stahlfaserkurzschnitten verstärkt sein können, wenn diese stofflich und in ihren Maßen und Mengen den gemäß der Erfindung als Verstärkungseinlage verwendeten Metalldrahtelementen entsprechen. Die wechselseitige Verhakung schraubenförmig ausgebildeter Drahtelemente unter Bildung eines zusammenhängenden matratzenähnlichen Verbandes ist also nicht zwingend für das Zustandekommen guter Festigkeitseigenschaften, wie die Prüfungsergebnisse zeigen.

Probekörper nach der DIN-Vorschrift Nr. 1164 mit den Maßen 4 · 4 · 16 cm wurden auf Druck- und Biegefestigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Die Biegefestigkeit von Platten aus Verbundmassen, wie schnellHindendem Zement, Zementmörtel, Gips, Ton u. dgl., die durch schraubenförmige Drahtelemente in matratzenähnlichem Verband gemaß der deutschen Patentschrift 842 778 verstärkt sind, erreicht dagegen nur Werte zwischen 150 und 450 kg/cm², je nach Zugfestigkeit der Elemente und der Güte der Verbundmasse.

Bei einer beispielsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat der Zementmörtel folgende Zusammensetzung:

400 g Zement,
900 g Normsand grob,
450 g Normsand fein,
270 g Wasser.

Der Stahlfasergehalt der Mischung wird prozentual auf die Gesamtmenge bezogen und vom Anteil des Grobsandes gewichtsmäßig abgezogen.

Die Mörtelherstellung erfoigt wie üblich. Jeweils unter gutem Mischen werden zunächst Zement und Normsand fein zusammengegeben und darauf Normsand grob hinzugefügt. Dann werden die Stahlfaserkurzschnitte in die Masse eingemischt und schließlich das Wasser zugegeben und der Mörtel innig vermengt. Um eine gute Verteilung des Stahlfaserkurzschnittes in die Verbundmasse zu erzielen, bedarf es

außer guten Mischens keiner besonderen Maßnahme wie bei dem Verfahren gemäß der deutschen Patentschrift 842 778. Gegenüber dem Verfahren dieser Patentschrift bietet das Verfahren gemäß der Erfindung den erheblichen Vorteil, daß die Stahlfaserkurzschnitte unmittelbar in den Zementmörtel eingerührt, darin gleichmäßig verteilt und zusammen in diesem in jede beliebige Form gegossen werden können.

Das durch die deutsche Patentschrift 842 778 geschaffene Vorurteil, daß mit Metalleinlagen verstärkte Verbundmassen mit hohen Festigkekseigenschaften nur dann erhalten werden, wenn die Verstärkungseinlage einen zusammenhängenden matrat-

zenähnlichen Verband bildet, wird durch die Erfindung beseitigt. Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht somit in einer Verfahrensverbesserung und einer damit errei:hten erheblichen Steigerung der Festigkeitseigenschaften der

ίο Verfahrensp^rodukte.

D'm Zementmörtel	Länge der
zugesetzte	Stahlfaser
Stahlfasermenge	kurzschnitte
(Vo)	(mm)
0
(ohne Stahlfaser
zusatz)
2	5
2	10
2	15
2,6	5
2,6	10
2,6	15
3	5
3	10
3	15
6,5
6,5	10
6,5	15
10	5
10	10
10	15

Biegezugfestigkeit (kp/cm^ä)

260

270

273

260

275

337

322

328

358

349

429

495

362

510

408 Verstärkung
(7o)

4
5
0
6
6

30
24
26
38
34
65
90
39
96
57

Druckfestigkeit (.kp/cm²)

Verstärkung

406

520

495

534

531

540

601

579

581

560

593

519

549

498

675

534

30

24

34

33

35

50

45

40

48

30

37

25

69

34

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Werkstücken aus 7~mentmörtel mit darin gleichmäßig verteilten Metallfasern als Verstärkung, .durch gekennzeichnet, daß einer trockenen Zement/ Sand-Mischung mit Messing überzogene geradlinige Stahlfaserkurzschnitte von 0,15 mm Durchmesser und einer Länge von 5 bis 15 mm in einer Menge von 2,5 bis 10 %, bezogen auf die Gesamtmenge, zugemischt werden und das nach der anschließenden Zugabe von Wasser erhaltene Zementmörtel-Stahlfasergemisch in Formen gesossen wird.