FI65416C - Foerskumbar magnesiacementblandning - Google Patents

Description

! I55FH [B] (11)KUULUTUSJULKAISU

f®SA lJ ' } UTLÄGGHINGSSKRIFT O 0 I 0 i c (45) ;·. . · * .. . ' lv 10-5:931 I Fu^CT.t n.^ruucitit : X ^ (S1) K*.lk.3/lnt.CI.3 C OA B 9/09, 21/00 i ! SUOM I — FI N LAN D (21) fHtt«n«lh»k.nwi-F*.nt»n*eknlni T90T5Ö (22) Htkemlspilvi — Amttkolngtdag 06.03 · 79 (23) AlkupUvi — Glltlghutsdag 06.03.79 (41) Tullut luikituksi — Bllvlt offuncllg 07.09.80

; Patentti- ja rekisterihän itu. (44) N«,«v»s.p^kuuluuhun pvm. - 31 01 ÖU

Patent· och registerttfrelaen ' Amökan utitgd oeh uti.skriftsn pubikund J

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Buglrd prlorltet (71) Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen, Saksein Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) ! (72) Hans Kyri, Köln, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken ’ Tyskland(DE) (7^) Oy Kolster Ab I (5*0 Vaahdotettava magnesiasementtiseos - FÖrskumbar magnesiacement- blandning » f *

Esillä oleva keksintö kohdistuu vetyperoksidin avulla vaahtoutuvaan magnesiasementtiseokseen, jossa magnesiasementillä on kaava Mg Cl2-5 Mg (OH) 2.8 H2°‘

Magnesiasementit, sekä magnesiumsulfaattiin että myös mag-nesiumkloridiin ja magnesiumoksidiin perustuvat, ovat jo kauan olleet tunnettuja. Raaka-aineseoksen kovettumisen jälkeen vastaavat saadut kiinteät kappaleet kaavaa

MgCl2.5Mg(OH)2.8H20 tai vastaavaa magnesiumoksisulfaattia. Liukenevan magnesiumsuolan ylimäärää on vältettävä, koska se aiheuttaa kuplia muodostuneeseen kiinteään kappaleeseen. Veden ylimäärä poistetaan kovettumisen jälkeen kiinteistä kappaleista kuivaamalla tai imun avulla. On tunnettua lisätä näihin seoksiin poltettua magnesiittia, jota valmistetaan polttamalla luonnon magnesiumkarbonaattia 800-900°C lämpötilassa.

2 6541 6 Vähemmän vettä sisältävillä ja siten myös sitkeäliikkei-sillä koostumuksilla suhde koostumuksen huokosten muodostumisnopeu-den ja kovettumisnopeuden välillä täytyy vaahdotuksessa tuntea tarkasti. Kaasun kehittymisen päättyessä täytyy koostumuksen olla kovettunut niin pitkälle, että vaahtorakenne on itsekantava. Nykyisen käsityksen mukaan ei vaahdotettua massaa ravisteta eikä sekoiteta, koska tällöin tapahtuu, ainakin osittain vaahtorakenteen tuhoutumista. (O.Ettei, Bauplanung und Bautechnik, 6, vuosikerta, vihko 7, sivut 171-174, 1952).

US-patenttijulkaisussa 3 989 534 on kuvattu kevyt, vaahdotettu sementtikoostumus, joka valmistetaan (a) mineraalisementistä, kuten kipsisementistä, portlandsementistä, kalsiumaluminaattisemen-tistä tai magnesiasementistä, (b) kevyistä mineraaliaineksista, kuten perliitistä, vermikuliitista tai ontoista silikaattipalloista näiden määrän ollessa 10-50 osaa 100 osaa kohti sementtiä, (c) kal-vonmuodostajasta ja vaahdon stabilisaattorista, jotka voivat olla joko orgaanisia kalvonmuodostajia, kuten guar-kumia ja/tai kolla-geeniproteiinikolloideja, tai epäorgaanisia kalvonmuodostajia, kuten bentoniittia tai montmorilloniittia näiden määrän ollessa noin 1-20 osaa 100 osaa kohti sementtiä, (d) synteettisestä pinta-aktiivisesta aineesta, joka on edullisesti anionisten ja ei-ionisten pinta-aktii-visten aineiden yhdistelmä sen määrän ollessa noin 0,1-3,0 osaa 100 osaa kohti sementtiä, (e) vedestä, jota käytetään 30-150 osaa 100 osaa kohti sementtiä, ja (f) ilmasta, jota johdetaan sementtikoos-tumukseen sellainen määrä, että sementin tilavuus kasvaa 5-400 %, edullisesti 20-200 %.

Esimerkiksi rakennusalalla tarvitaan epäorgaanisia, vaahto-utuvia massoja, joita voidaan käsitellä säilyttäen täysin vaahtorakenne sivelemällä, puristamalla tai ruiskuttamalla muotteihin tai onteloihin ja jotka kovettuvat sitoutuessaan huoneen lämpötilassa kovaksi, huokoiseksi kappaleeksi. Erikoisen edullinen on epäorgaaninen ja siten palamaton, huokoinen materiaali, joka käsittelyominaisuuksiensa perusteella on täysin muotoiltavissa orgaanisille vaahtomateriaaleille tarkoitettujen käsittelytapojen avulla.

Tähän mennessä on vaahdon jäykkyys aiheuttanut ongelmia, koska esimerkiksi ontelolta, kuten kaapeliaukkoja, täytettäessä ei useimmiten ole mahdollista päällystää täytettävää tilaa nestetii-viisti. Vaadittavan massan täytyy tiiviydeltään siten vastata suunnilleen sellaista laastia, joka ei valu pois tällaisesta ontelosta.

3 6541 6

Vastaavia vaatimuksia asetetaan myös huokoisille tulenkestäville rappauksille, joita levitetään tulensuojamassoiksi tukiteräsraken-teille rakennuksilla teräsrakenteiden kuumenemisen hidastamiseksi tulipalossa.

Tähän mennessä käytetyt vaahtoutuvat epäorgaaniset massat ovat joko helposti juoksevia ja niin stabiileja, että niitä voidaan valaa muotteihin, jolloin näille muoteille täytyy asettaa erittäin suuria vaatimuksia saumojen tiiviyden suhteen vaahdotetun massan pois virtaamisen estämiseksi tai ovat ne erittäin jäykkiä, mutta tällöin niin epästabiileja, että niitä ei voida muotoilla.

Esillä olevan keksinnön kohteena olevat magnesiasementti-seokset sisältävät 12.5 - 16 painoprosenttia magnesiumkloridia 35 - 45 painoprosenttia poltettua magnesiittia 35 - 40 painoprosenttia vettä korkeintaan 0,1 painoprosenttia kostutusainetta 3 - 25 painoprosenttia savimaista ainetta ja/tai kaoliinia 0,005- 0,15 painoprosenttia selluloosaeetteriä ja/tai vesiliukoisia valkuaisaineita ja mahdollisesti korkeintaan 15 paino-% lisäaineita.

Magnesiasementtiin perustuvia huokoisia muotokappaleita valmistetaan siten, että magnesiumkloridia, poltettua magnesiittia, vettä ja haluttaessa kostutusainetta ja lisäaineita sekoitetaan yhdessä a) selluloosaeetterien ja/tai vesiliukoisten valkuaisaineiden ja b) kaoliinin ja/tai saven kanssa huolellisesti ja tämä seos vaahdotetaan sekoittamalla siihen 0,1-1 painoprosenttia vetyperoksidia. Edullisesti sisältää vaahdotettava magnesiasementtiseos 12.5 - 15 painoprosenttia magnesiumkloridia 35 - 40 painoprosenttia magnesiittia 35 - 40 painoprosenttia vettä 0,001-0,1 painoprosenttia kostutusainetta 5 - 15 painoprosenttia savimaisia aineita ja/tai kaoliinia 0,01- 0,15 painoprosenttia selluloosaeetteriä ja/tai vesiliukoisia valkuaisaineita ja haluttaessa 0 - 15 painoprosenttia lisäaineita.

Yllättäen on havaittu, että selluloosaeetterien ja/tai vesiliukoisten valkuaisaineiden muodostamasta ryhmästä valitun orgaanisen sakeutusaineen käyttö yhdessä kaoliinien ja/tai savien muodostamasta ryhmästä valitun epäorgaanisen sakeutusaineen kanssa johtaa 4 6541 6 valumisrajan voimakkaaseen kasvuun vaahdotetuissa magnesiasementti-seoksissa. Sekä vaahdottamattoman raaka-aineseoksen että vaahdotetun seoksen sekoitusviskosimetrin avulla mitattu viskositeetti vastaa tällöin vastaavissa olosuhteissa viskositeetteja, jotka saadaan käytettäessä erikseen orgaanista tai epäorgaanista sakeutusainetta.

Esillä olevan keksinnön mukaan vaahdotetaan magnesiasement-tiseoksia, jotka lisäämällä yhdessä orgaanista ja epäorgaanista sakeutusainetta on siten modifioitu, että ne vaahdotettaessa vetyperoksidilla antavat jäykän vaahdon, joka painovoiman vaikutuksesta ei enää valu. Edullisesti valmistetaan ja vaahdotetaan magnesiase-menttiseosta, jonka koostumus vastaa kaavaa

MgCl2.5Mg(0H)2.8H20 + X Mg(OH)2 jolloin X voi saada arvon välillä 0 ja 4.

Keksinnön mukaisesti vaahdotettava magnesiasementti sitoutuu kovaksi huokoiseksi kappaleeksi, jota ei tarvita enää kuivata. Tällaisella massalla voidaan täten täyttää ja välittömästi sulkea myös ontelotiloja.

Suspensioiden vesiliuokset voidaan tehdä viskooseiksi lisäämällä vesiliukoisia, suuren molekyylipainon omaavia, yhdisteitä, jolloin käytetään esimerkiksi luonnon tai synteettisiä orgaanisia kolloideja. Esillä olevien magnesiasementtiseosten tapauksessa rajoittaa näiden kolloidien lisäämistä se vesimäärä, minkä nämä seokset voivat ottaa vastaan. Koostumuksissa, jotka sitoutuvat ilman ve-siylimäärää, määrää vesipitoisuuden edellä oleva kaava. Koska lähtöaineena on magnesiumsuolojen liuos, ei kolloidien liuottamiseen tarvittavaa vesimäärää voida lisätä mielivaltaisesti.

Selluloosaeetterit tai valkuaisainetuotteet nostavat vaahdotettavien massojen viskositeettia. Siitä huolimatta valuvat täten jäykistetyt vaahdot luonnollisen painovoiman vaikutuksesta tai niitä ravisteltaessa. Siten ne valuvat esimerkiksi tärytettäessä valu-muottiin vielä noin 2 mm levyisestä raosta ulos. Nämä vaahdot omaavat tosin jo selvän rakenneviskositeetin, mutta niiden valumisraja on matala, so. ne valuvat jo pienen leikkuuvoiman vaikutuksesta.

Verrattuna muihin vaahdotettuihin epäorgaanisiin suspensioihin, esimerkiksi huokoiseen kalkki-hiekkakiveen, keksinnön mukaisten vaahdotettujen magnesiasementtiseosten stabiilisuus, huolimatta niiden suuresta viskositeetista, on yllättäen niin suuri, että niitä voidaan levittää tai täryttää muotteihin ilman huokosrakenteen heikkenemistä.

6541 6

Jos magnesiasementtiseosten jäykistämiseen käytetään kaoliinia ja/tai savea, suurenee nestemäisen raaka-aineseoksen ja vaahdotetun massan viskositeetti selvästi. Molempien systeemien valumis-rajat, so. vaahdottaraattoman ja vaahdotetun, säilyvät kuitenkin huolimatta verrattain suuresta viskositeetin kasvusta niin alhaisina, että nämä seokset yksinään painovoiman vaikutuksesta valuvat vapaasti.

Yllättävää on, että valumisrajan nosto näillä toimenpiteillä vaikuttaa pääasiassa vain vaahdotetussa massassa. Sen lisäksi on havaittu, että vaahdotus jäykiksi vaahdoiksi, jotka eivät valu vapaasti, voidaan edullisesti suorittaa sellaisilla raaka-aineseok-silla, jotka huolimatta suuresta viskositeetista eivät omaa merkittävää valumisrajaa.

Erikoisen hyviä vaahtoja - tämän keksinnön mielessä -saadaan sellaisilla raaka-aineseoksilla, joiden ylävalumisraja on seuraavan testin mukainen: homogeeniseksi sekoitettuun raaka-aine-seokseen lyijykynän tylpällä päällä vedetyn uran, jonka syvyys on 10 mm, täytyy noin 10 sekunnin aikana itsestään pienentyä korkeintaan 3 mm syvyiseksi.

Vaahdotettavan raaka-aineseoksen kaupallisella sekoitus-viskosimetrillä mitatun viskositeetin täytyy olla vähintään 500 cP. Tällä viskositeetilla se läpäisee joka kerta edellä mainitun valu-mistestin. Viskositeetin yläraja on vaahdotettavalle seokselle noin 12 000 cP. Se voidaan ylittääkin, jos näyte läpäisee lyijykynäjäljellä suoritetun kokeen.

Toisen koemenettelyn mukaan määräytyy viskositeetin alaraja siten, että raaka-aineseos ei valu täydellisesti pois Ford-kupista, jonka poistoaukko on 4 mm.

Raaka-aineseokset, jotka eivät läpäise lyijykynällä suoritettua koetta, antavat epästabiileja vaahtoja, joiden huokostilavuus-osuutta ei enää voida riittävän hyvin toistaa. Tässä tapauksessa on vetyperoksidin hajaantuminen, jopa katalyytteja käytettäessä, epätäydellinen.

Selluloosaeettereiden ja/tai valkuaisaineiden määrät ovat keksinnön mukaisesti välillä 0,005-0,15 painoprosenttia laskettuna magnesiumoksidin (poltettu magnesiitti), magnesiumkloridin ja veden summasta. Selluloosaeetterin laadulla ja molekyylikoolla on vain vähäinen vaikutus magnesiasementtiseoksen jäykistymistehoon. Erikoisen edulliseksi on osoittautunut metyyli-hydroksietyyli-selluloosan, 6 6541 6 gelatiinin ja/tai liiman käyttö.

Savimaisten, epäorgaanisten sakeutusaineiden annostus määräytyy näiden aineiden plastisuuden ja halutun vaikutuksen mukaan. Plastisia kosketussidesavia käytettäessä, joita esimerkiksi käytetään emalointilietteiden valmistuksessa, riittää yleensä 5-10 painoprosentin osuus raaka-aineseoksen kokonaispainosta laskettuna. Käytettäessä vähemmän plastista kaoliinia tarvitaan sitä noin 5-25 painoprosenttia .

Vaahdotettavan nestemäisen seoksen tiheyttä säädetään lisättävän vetyperoksidimäärän avulla. Tämän määrä on välillä 0,25 - 1,5 g/cm^.

Vetyperoksidin hajaantuminen alkaa noin 30 sekunnin kuluttua sen lisäämisestä raaka-aineseokseen ja on se päättynyt noin 30 minuutin kuluttua.

Valmistettaessa huokoisia muotokappaleita keksinnön mukaisesta magnesiasementistä on mahdollista lisätä yksittäiset aineosat toisistaan riippumatta peräkkäin seokseen, toisaalta voidaan esimerkiksi kostutusaine ja/tai selluloosaeetterit ja/tai liukoiset valkuaisaineet liuottaa tai suspendoida etukäteen veteen.

Keksinnön mukaisesti vaahdotetut magnesiasementtiseokset jähmettyvät huokoisiksi, arvokkaat ominaisuudet omaaviksi muotokappaleiksi. Siten muodostavat huokoiset magnesiasementit erinomaisia palonsuojakerroksia. Edelleen voidaan näiden huokosten massojen avulla valmistaa palo-ovia, joiden tulenkestoaika on noin 1 tunti 1 cm kerrospaksuutta kohti keksinnön mukaan valmistettua magnesium-sementti vaahtoa. Erikoisesti noin 3-30 cm pituisilla lasikuiduilla lisäaineena vahvistetuissa huokoisissa magnesiasementeissä yhdistyvät hyvä palonkesto sekä suuri mekaaninen lujuus tilavuuspainon 3 ollessa vähäinen, noin 0,5 g/cm . Lasikuitujen asemasta tai niiden lisäksi voidaan lisäaineina käyttää esimerkiksi rautaoksideja, epä-orgaanisisia väriaineita ja ruosteensuoja-aineita, kuten natrium-nitriittiä, kaliumnitriittiä tai alkalifosfaatteja.

Edellä esitetystä massasta voidaan erikoisen yksinkertaisella tavalla, esimerkiksi levittämällä muotteihin, valmistaa lämpöä eristäviä rakennuselementtejä, joiden tilavuuspaino on pieni ja mekaaninen lujuus suuri. Vaahdotetun massan suuren valumisrajan ansiosta voidaan niitä käsitellä rakennuskohteessa ilman monimutkaisten suojaLaudoitusten käyttöä. Erikoisen huomattava Iässä yhteydessä on palonsuojamuurausten tekeminen kaapeLi kaivantoihin tuki l audoitusta käyttämättä.

7 65416

On havaittu, että korkean valumisrajan omaavat vaahdotetut magnesiasementit soveltuvat erittäin hyvin täyteaineiden peittämiseen, joiden ominaispaino poikkeaa erittäin voimakkaasti vaahdon ominaispainosta. Niitä voidaan siten lujittaa esimerkiksi jauhetuilla lyhyillä lasikuiduilla lisäaineena, jolloin estetään suurimmaksi osaksi esimerkiksi säröily tulipalossa.

Yllättävästi voidaan edelleen vaahdottamattomaan seokseen sekoitettuja hakattuja lasikuitukimppuja hajoittaa erittäin helposti yksittäiskuiduiksi kanssa ilman, että näiden kuitujen pituus muuttuu. Edelleen voidaan sellaisia massoja, joihin on sekoitettu lasivillaa, vaahdottaa helposti ilman, että lasikuidut muodostavat kasaumia.

Tällä tavalla saadut huokoiset kiinteät kappaleet omaavat erittäin suuren taivutuslujuuden. Tästä poiketen eivät jauhetut lyhyet lasikuidut muuta merkittävästi huokoisten kappaleiden mekaanisia lujuus-arvoja.

Vastaavaa lujuttumista saadaan myös muilla epäorgaanisilla tai orgaanisilla kuiduilla, esimerkiksi basalttikuiduilla, kaoliini-villalla, lasivillalla ja/tai leikatuilla orgaanisilla tekstiilikuiduilla lisäaineina.

Tavallisesti epäonnistuu huokoisten täyteaineiden, joiden tilavuuspaino on pieni ja joiden huokosrakenne on pääasiassa suljettu, peittäminen oleellisesti suuremman tilavuuspainon omaavaan massaan, koska kevyt täyteaine hydrostaattisen nostovoiman vaikutuksesta nousee nestemäiessä sideaineessa ylöspäin ja rikastuu yläpinnalle. Yllättäen on havaittu, että keksinnön mukaisissa vaahdotetuissa massoissa ei tätä epäkohtaa esiinny. Riittää nimittäin kevyen huokoisen täyteaineen dispergoiminen raaka-aineseokseen ja tämän vaahdottaminen sitten ilman, että tapahtuu eroittumista. Vieläpä jos näissä tapauksissa käytetään orgaanisia aineita huokoisina lisäaineina, eivät valmistetut kiinteät kappaleet ole palavia ja niiden äänen absorptiokyky on erittäin hyvä.

Edelleen soveltuvat lisäaineiksi keksinnön mukaisiin seoksiin orgaanisten huokoisten täyteaineiden ryhmästä, joiden huokosrakenne on suljettu, esimerkiksi polystyrolin vaahdotetut granulaatit, joiden raekoko on 2-3 mm ja joiden irtopaino noin 30-50 g/1. Edullisesti käytettäviä,suljetun huokosrakenteen omaavia epäorgaanisia huokoisia lisäaineita ovat: ontot lasihelmet, granuloitu vaahtolasi, vaahdotettu perliitti, kevytbetoni ja muut vastaavat materiaalit.

Erään menettelytavan mukaan saadaan erikoisen edulliset ominaisuudet omaavia huokoisia kappaleita, jos magnesi ascincn ttise-okseen, jonka koostumus on edellä esitetty, sekoitetaan sekä lasi- 6541 6 kuituja että myös huokoisia lisäaineita, joiden huokosrakenne on suljettu ja tämä seos sitten vaahdotetaan vetyperoksidilla.

Keksintöä kuvataan edelleen seuraavien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Neljän litran vetoiseen sekoitusastiaan, joka on varustettu planeettasekoittimella, jonka kierrosluku on 100 kierrosta minuutissa, lisättiin seuraavat aineosat ja sekoitettiin homogeeniseksi seokseksi: 648 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 20 g jauhettuja lyhyitä lasikuituja (milled fiber) 90 g vettä 1 g kostutusainetta (natrium-alkyylisulfonaattia) 0,5 g mangaanikloridia (MnCl2.4H20)

Kostutusaine ja mangaanikloridi liuotettiin haluttaessa kumpikin osaan lisättävästä vedestä etukäteen. Homogeeniseen seokseen lisättiin sekoittaen seos, joka sisälsi 20 g vetyperoksidia, 35-prosenttista ja 15 g vettä.

Vetyperoksidiliuoksen lisäämisen jälkeen alkoi muutamien sekuntien aikana hapenkehitys, joka noin 10 minuutin kuluttua oli päättynyt. Vaahdotettu, helposti valuva sementtiseos oli kaasunmuodostuksen jälkeen valukelpoinen ja valui täydellisesti pois valumuotista, jossa oli 2 mm levyinen rako. Seoksen viskositeetti oli 120 cP ja ulosvalumisaika 26 sekuntia Ford-kupista, jonka aukko oli 4 mm. Lopullisen tilavuutensa säilyttämisen jälkeen oli vaahdon viskositeetti 3200 cP.

Esimerkki 2 (vertailuesimerkki)

Meneteltiin esimerkin 1 mukaan, kuitenkin lisättiin sekoittaen raaka-aineseokseen 160 g jauhettua kalkkikiveä, jonka raekoko oli pienempi kuin 0,065 mm. Lopullisen tilavuuden saavuttamisen jälkeen oli vaahdotettu massa vielä vapaasti valettavissa ja valui täy sin vapaasti ulos valumuotista, jossa oli 2 mm levyinen rako. Seoksen viskositeetti oli 115 cP ja ulosvalumfsaika Ford-kupista, jonka aukko oli 4 mm, oli 29 s. Vaahdotuksen jälkeen oli massan viskositeetti 3200 cP.

Esimerkki 3 (vertailuesimerkki)

Meneteltiin esimerkin 1 mukaisesti paitsi,että Lisäksi sekoitettiin raaka-aineseokseen vielä 0,5 g metyylihydroksietyyLiseLLu-loosaa liuotettuna. Tämä selluloosaeetteri, jonka 2-prosenttisen 9 65416 liuoksen viskositeetti oli 10 000 cPT liuotettiin etukäteen osaan seokseen lisättävästä vedestä 1-prosenttiseksi liuokseksi.

Seoksen viskositeetti oli 390 cP ja ulosvalumisaika 113 s Ford-kupista, jonka aukko oli 4 mm. Vaahdotuksen jälkeen oli massan viskositeetti 6000 cP.

Raaka-aineseoksen viskositeetti ei ennen vaahdotusta eroa esimerkissä 2 esitetyn seoksen viskosteetistä. Vaahdotuksen jälkeen oli massa tosin selvästi vaikeammin valuvaa kuin esimerkin 2 mukainen massa, se oli kuitenkin täysin valukelpoinen eikä siinä esiintynyt mainittavaa valumisrajaa.

Selluloosaeetterin lisättävän määrän suurentamisella ei ollut käytännössä havaittavaa vaikutusta viskositeettiin tai valumisrajaan vaahdotetussa seoksessa.

Esimerkkien 1-3 mukaan valmistetut vaahdot kovettuivat huokoisiksi kiinteiksi kappaleiksi, mikä osoittaa vaahtorakenteen stabiili-suuden vastaten näiden vaahtojen helposti valuvaa luonnetta.

Esimerkki 4

Neljän litran sekoitusastiassa, joka oli varustettu nopeudella 100 kierrosta minuutissa pyörivällä planeettasekoittimella, sekoitettiin keskenään seuraavat raaka-aineet homogeeniseksi seokseksi: 648 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 30 g jauhettuja lyhyitä kuituja (milled fiber) 1 g kostutusainetta (natrium-alkyylisulfonaattia) 0,5 g mangaanikloridia (MnCl2.4H20) 0,3 g metyylihydroksietyyliselluloosaa 90 g vettä.

Täaän homogeeniseen seokseen sekoitettiin hienoksijauhettua, lietettyä kaoliinia niin kauan, kunnes vielä tähän seokseen lyijykynän tylpällä päällä piirretty, noin 1 cm syvyinen ura 10 sekunnin aikana hävisi täydellisesti. Tähän tarvittiin 170 g valkoista kaoliinia.

Tämän kaoliinin homogeenisen sekoittamisen jälkeen vaahdotettiin seos sekoittamalla siihen liuos, joka sisälsi 20 g 35-prosenttista vetyperoksidia ja 15 g vettä. Hapen kehittyminen alkoi muutamien sekuntien jälkeen vetyperoksidin lisäämisestä ja oli se 10 minuutin kuluttua päättynyt. Muodostui pjenihuokoisen rakenteen omaava vaah- 3 dotettu massa, jonka tilavuuspaino oli 0,5 g/cm . Tämä vaahto oli niin vaikeasti valuvaa, että se itsestään täryttämällä voimakkaasti ei valunut astiasta pois. Se voitiin kuitenkin vaahtorakenteen muuttumatta ottaa muurauskauhaan ja täyttää muottiin. Edellä esitetyn tapainen, lyijykynällä vedetty ura säilyi tässä vaahdossa käytännöl- 10 6541 6 lisesti katsoen muuttumattomana.

Seoksen viskositeetti oli 820 cP eikä se valunut enää täysin pois 4 mm aukolla varustetusta Ford-kupista.

Vaahdotetun massan viskositeetti oli 10 000 cP.

Esimerkin 4 mukaisesti saatu massa jähmettyi huokoiseksi kiin- •s teäksi kappaleeksi, jonka tiheys oli 0,5 g/cm vastaten täysin vaahdon tiheyttä. Sen puristuslujuus 8 vuorokauden jälkeen oli 33 kp/cm^ ja taivutuslujuua 13 kp/cm .

Esimerkki 5

Esimerkin 4 mukaisessa sekoitusastiassa sekoitettiin keskenään seuraavat raaka-aineet homogeeniseksi seokseksi: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 250 g poltettua magnesiittia 250 g kaoliinia 0,5 g metyylihydroksietyyliselluloosaa 0,5 g mangaanikloridia 1 g natriumalkyylisulfonaattia 100 g vettä.

Tämä seos vaahdotettiin sekoittamalla siihen liuos, joka sisälsi 12 g 35-prosenttista vetyperoksidiliuosta ja 20 g vettä. Muodostui vaahtomainen massa, joka hapenkehittymisen jälkeen oli niin vaikeasti valuva, että se ei edes voimakkaan tärytyksen avulla valunut pois sekoitusastiasta. Kovettumisen jälkeen muodostui huokoinen, kiinteä kappale, jonka tiheys 8 vuorokauden varastoinnin 3 2 jälkeen oli 0,7 g/cm , taivutusvetolujuus 20 kp/cm ja puristuslu-juus 55 kp/cm^.

Seoksen viskositeetti oli 11 500 cP. Lyijykynän tylpällä päällä vedetty ura hävisi siitä 10 sekunnin kuluessa.

Vaahdon viskositeetti oli 15 000 cP.

Esimerkki 6

Esimerkin 4 mukaisessa sekoitusastiassa sekoitettiin seuraavat raaka-aineet homogeeniseksi seokseksi: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 155 g kaoliinia 0,5 g metyylihydroksietyyliselluloosaa 0,5 g mangaanikloridia 100 g vettä.

11 6541 6 Tähän seokseen dispergoitiin 40 g niputettuja ja hakattuja lasikuituja ("chopped strands"), joiden pituus oli 6 mm, jolloin lasikuitukimput jakautuivat yksittäisiksi kuiduiksi.

Seos vaahdotettiin liuoksella, joka sisälsi 20 g 33-prosent-tista vetyperoksidia ja 20 g vettä.

Saatu vaahto voitiin vain lastalla levittää muottiin. Vaahto oli 12 tunnin kuluessa kovettunut huokoiseksi kiinteäksi kappaleeksi, jonka ominaisuudet olivat seuraavat: tiheys 0,55 g/cm^, taivutuslujuus 30 kp/cm2 ja puristuslujuus 43 kp/cm2.

Esimerkki 7

Esimerkin 4 mukaisessa sekoitusastiassa sekoitettiin seuraavat raaka-aineet homogeeniseksi seokseksi: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 155 g jauhettua kaoliinia 0,5 g metyyliuydroksietyyliselluloosaa 0,25 g mengaanikloridia 0,1 g tetrametyyliammonium-perfluori-oktaanisulfonaattia 100 g vettä.

Homogeeninen seos vaahdotettiin sekoittamalla siihen 20 g 33-prosenttista vetyperoksidia laimennettuna 20 grammalla vettä. Kymmenen minuutin kuluttua vetyperoksidin lisäämisestä muodostui vaahtomainen, vaikeasti valuva massa, joka ei edes voimakkaasti täryttämällä valunut pois sekoitusastiasta . Massa levitettiin lastalla muottin. Varastoinnin jälkeen, jolloin painon muutos oli pienempi kuin 1 painoprosentti, olivat huokoisen kiinteän kappaleen ominaisuudet seuraavat: tilavuuspaino 0,5 g/cm^ taivutuslujuus 15 kp/cm2 8 vuorokauden jälkeen puristuslujuus 45 kp/cm 8 vuorokauden jälkeen

Esimerkki 8

Esimerkin 4 mukaisessa sekoitusastiassa sekoitettiin seuraavat raaka-aineet homogeeniseksi seokseksi: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 70 g sidekosketussavea 0,5 g metyy .lihydroksietyy Li se L Luioosaa 12 6541 6 0,25 g mangaanikloridia 1 g natriumalkyylisulfonaattia 100 g vettä.

Tätä seosta vaahdotettiin liuoksella, joka sisälsi 20 g 35-prosenttista vetyperoksidia ja 20 g vettä.

Vaahdotettu massa oli vaikeasti valuvaa niin, että se vain erittäin voimakkaasti täryttämällä voitiin poistaa sekoitusastiasta. Vaahdotettuun massaan lyijykynän tylpällä päällä vedetty ura säilyi teräväreunaisena tasoittumatta. Seoksen viskositeetti oli 3700 cP ja siitä valmistetun vaahdon 15 000 cP.

Massa jähmettyi huokoiseksi kiinteäksi kappaleeksi, jonka tilavuuspaino oli 0,4 g/cm^ ja puristuslujuus 33 kp/cm^. Sidekosketus-savi oli lihavaa, rautaköyhää savea, jota tavallisesti käytetään apuaineena emalilietteen valmistuksessa.

Esimerkki 9

Sekoitusastiassa valmistettiin seuraavan koostumuksen omaava raaka-aineseos: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 150 g valkoista sidesavea 0,25 g mangaanikloridia 0,5 g selluloosaeetteriä 1,0 g natriumalkyylisulfonaattia 100 g vettä.

Tämä seos vaahdotettiin käyttäen 20 g 35-prosenttista vetyperoksidia ja 20 g vettä.

Vaahdotettu massa oli niin vaikeasti valuvaa, ettei sitä edes voimakasta kärytystä käyttäen voitu valaa. Sitä levitettiin lastalla esikäsiteltyyn muottiin ja ae kovettui huokoiseksi kiinteäksi

O

kappaleeksi, jonka tilavuuspaino oli 0,5 g/cm .

Raaka-aineseoksen viskositeetti oli sekä ilman selluloosaeetteriä että sen lisäämisen jälkeen 1100 cP. Lopullisen tilavuuden saavuttamisen jälkeen so. noin 5 minuutin kuluttua, oli vaahdotetun massan viskositeetti 5000 cP.

Valkoinen sidesavi oli kaupallinen tuote, jota tavallisesti käytetään emalilietteen valmistamiseen. Tällöin oli kyseessä keski-lihava kaoliinipitoinen savi.

6541 6

Esimerkki 10

Esimerkin 4 mukaisessa sekoitusastiassa sekoitettiin seuraavan koostumuksen omaava raaka-aineseos homogeeniseksi seokseksi: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 150 g kaoliinia 0,25 g mangaanikloridia 0,5 g orgaanista sakeutusainetta 100 g vettä.

Orgaaninen sakeutusaine liuotettiin ennen lisäämistä osaan vedestä 1-prosenttiseksi liuokseksi. Käytettiin seuraavia orgaanisia sakeuttajia: karboksimetyyliselluloosa metyyliselluloosa metyyli-hydroksietyyliselluloosa gelatiini helmiliima natriumkaseinaatti.

Homogeeninen seos vaahdotettiin orgaanisen sakeutusaineen lisäyksen jälkeen liuoksella, joka sisälsi 20 g 35-prosenttista vetyperoksidia ja 20 g vettä.

Kaikki edellämainittuja orgaanisia sakeutusaineita sisältävät vaahdot olivat vaikeasti valuvia, rakenneviskooseja eikä niitä voitu valaa vapaasti vaan vain muurauskauhan avulla.

Sitä vastoin olivat vaahdotetut seokset, jotka valmistettiin lisäämällä polyvinyylialkoholia, tärkkelystä, dekstriiniä, algiini-happoa, traganttia, arabikumia tai natriumvesilasia,vapaasti valuvia ja voitiin ne valaa sekoitusastiasta. Ne valuivat myös vaikeuksitta 1 mm levyisen raon lävitse.

Esimerkki 11

Valmistettiin homogeeninen seos seuraavista raaka-aineista: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 100 g jauhettua kaoliinia 0,5 g seLluLoosaeetteriä 0,25 g mangaanikloridia 0,5 g natriumalkyylisulfonaattia 130 g vettä.

14 6541 6 Nämä vaahdotettiin sekoittamalla seokseen liuos, joka sisälsi 12 g 35-prosenttista vetyperoksidia ja 20 g vettä. Muodostui jäykkä huokoinen massa, johon lyijykynän tylpällä päällä piirretty ura jäi pysyväksi. Tähän vaahtomaiseen massaan sekoitettiin rakeistettua, huokoista polystyrolia raekoon ollessa noin 3 mm. Onnistui vaikeuksitta lisätä sekoittamalla 50 g polystyrolipallosia ilman, että vaikeasti valuvan massan vaahtorakenne muuttui. Kovettuessaan muodostui siitä kiinteä kappale, jonka tilavuuspaino li 0,4 g/cm3. Ilman 2 polystyrolipallosten lisäystä olisi ollut odotettavissa 0,7 g/cm oleva tilavuuspaino. Huokoinen kiinteä aine soveltui erittäin hyvin vuorausmateriaaliksi äänenvaimennusta varten.

Esimerkki 12

Valmistettiin esimerkin 11 mukaista vaahdotettua massaa. Vaah-dottamisen jälkeen sekoitettiin tähän massaan 500 g onttoja lasikuulia, joiden keskimääräinen läpimitta oli 10 mm. Tällöin oli välttämätöntä korvata korisekoittaja yksinkertaisella,yksivartisella sekoittimella, koska erittäin runsaasti tilaa vaativat ontot lasi-kuulat muuten olisivat tukkineet sekoittimen. Saadun seoksen tilavuuspaino oli kovettumisen jälkeen 0,66 g/cm^. Onttojen lasipallos-ten irtopaino oli 350 g/1.

Esimerkki 13

Valmistettiin homogeeninen seos seuraavista raaka-aineista: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 50 g jauhettua kaoliinia 0,5 g selluloosaeetteriä 0,25 g mangaanikloridia 0,5 g natriumalkyylisulfonaattia 30 g jauhettuja lyhyitä lasikuituja 100 g vettä.

Seokseen lisättiin vielä 150 g hienojakoista rauta-III-oksidia, jota saadaan hehkuttamalla teknillistä rauta-II-sulfaattia.

Tämä massa vaahdotettiin liuoksella, joka sisälsi 30 g vetyperoksidia (35-prosenttista) ja 30 g vettä. Saatiin vaahdotettu massa, joka oli niin jäykkää, että se voitiin muurauslastalla leikata kuutiomaisiksi palasiksi. Tätä massaa voitiin ilman sen vaahtoraken- 15 6541 6 teen hajaantumista levittää lastalla muotteihin. Kovettumisen jäi- Λ keen oli sen tilavuuspaino 0,33 g/cm3 ja puristuslujuus 10 kp/cm .

Esimerkki 14

Valmistettiin homogeeninen seos seuraavista raaka-aineista: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 100 g jauhettua kaoliinia 0,5 g selluloosaeetteriä 0,25 g mangaanikloridia 0,5 g natriumalkyylisulfonaattia 30 g jauhettuja lyhyitä lasikuituja 100 g vettä.

Tämä seos vaahdotettiin sekoittamalla siihen liuos, joka sisälsi 10 g 33-prosenttista vetyperoksidia ja 10 g vettä. Vaahdotettu massa ei huolimatta verrattain pienestä huokostilavuuden osuudesta ollut vapaasti valuvaa ja eitä voitiin levittää kostutetulle tiiliseinälle vähintäin 10 mm paksuiseksi kerrokseksi pystysuorille alueille. Kovettumisen jälkeen oli massan tilavuuspaino 0,74 g/cm .

Esimerkki 15

Valmistettiin homogeeninen seos seuraavista raaka-aineista: 650 g 33-prosenttista magnesiumkloridiliuosta 600 g poltettua magnesiittia 155 g jauhettua kaoliinia 0,5 g metyylihydroksietyyliselluloosaa 0,25 g mangaanikloridia 1 g natriumalkyylisulfonaattia .120 g vettä.

Tähän seokseen sekoitettiin 20 g vetyperoksidin ja virtsa-aineen kiteistä additioyhdistettä vastaten kaavaa (NH2) 2CO .H202. Hapenkehitys alkoi heti. Vaahdotettu massa oli identtinen massan kanssa, joka oli valmistettu lisäämällä ekvivalentti määrä 35-prosenttista vetyperoksidin vesiliuosta. Se kovettui huokoiseksi kiinteäksi kappaleeksi, jonka huokosten koko oli pienempi kuin 1 mm.