DE2338015B2

DE2338015B2 - Alkaliresistentes glas des systems sio tief 2 -na tief 2 o-zro tief 2 sowie aus diesem hergestellte glasfaeden oder glasfasern, mit einer liquidustemperatur von weniger als 816 grad c und einer viskositaet von hoechstens 10 hoch 2,50 poise bei 1304 grad c bzw. von hoechstens 10 hoch 3 poise bei 1216 grad c sowie ihre verwendung

Info

Publication number: DE2338015B2
Application number: DE19732338015
Authority: DE
Inventors: Warren Walter Columbus Ohio Wolf (V.St.A.)
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1396855A; DE2338015A1; CA973895A; AU467635B2; NO132232C; FR2194665B1; SE7512862L; FR2194665A1; DK134315C; LU68095A1; SE403369B; AU5792873A; NO132232B; IL42666A; US3840379A; BR7305661D0; BE802686A; CH613678A5; JPS4963712A; AR200137A1

Description

3. Glasmischung oder Glasfasern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Anteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 60,8

Na„O 14,3

ZrO₂ 10,4

K₂O 2,6

CaO 4,2

TiO₂ 7,3

4. Verwendung der Glasfasern oder Glasfaden nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verstärkung einer zementartigen Matrix.

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Die Erfindung betrifft alkaliresistentes Glas des Systems SiO₂—Na₂O—ZrO₂ sowie aus diesem hergestellte Glasfaden oder Glasfasern.

Ein solches System ist bekannt aus der britischen Patentschrift 12 90 528. Dieser britischen Patentschrift liegt die Aufgabe zugrunde, bei Glasmischungen und daraus hergestellten Glasfasern die Alkalifestigkeit zu verbessern, so daß diese als Einlagerungen in zementartige Erzeugnisse verwendet werden können. Die auf S. 1 dieser britischen Patentschrift angegebenen, molekulargewichtigen Prozentanteile von Gemischanteilen sind jedoch nicht geeignet, eine ausreichend niedrige Liquidustemperalur zu erzielen; tatsächlich liegen die Liquidustemperaturen der in dieser britischen Patentschrift 12 90 528 angegebenen Systeme bei etwa 1100 C und darüber. Eine so hohe Liquiduslemperatur hat Ausziehtemperaturen für die Glasmischungen, also Temperaturen, bei denen das Glas zu Fasern ausgc- ⁶S zogen werden kann, von etwa 1300 C zur Folge, so daß die Verarbeitung der Gläser mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden ist.

Allgemein läßt sich feststellen, daß es bis vor kurzem nicht empfehlenswert gewesen ist, Glasfasern überhaupt als Langzeitverstärkung (5 Jahre oder mehr) von Zement, Beton, Mörtel oder anderen zementartigen oder zementhaltigen Materialien oder Matrizen zu verwenden, die einen hohen Alkaligehalt aufwiesen. Der Zement hätte nämlich solche Glasfasern, beispielsweise aus E-Glas, die üblicherweise zur Verstärkung nicht alkalischer Materialien, wie Kunststoff u. dgl., verwendet worden sind, beschädigt und abgetragen, verwittert oder sonst zerstört.

Daher sind aus Ε-Glas hergestellte Fasern oder Fäden im allgemeinen nicht für Langzeitverstärkungen von Portlandzement oder anderen zementartigen Produkten zu empfehlen. Der Alkaligehalt der zementartigen Matrix greift die Oberfläche der E-G lasfasern an und schwächt diese Fasern wesentlich. Dieser alkalische Angriff und der sich daraus ergebende Stärkeverlust schwächt die Fasern allgemein so, daß Langzeitverstärkungen von solchen, alkalihaltigen Stoffen durch Ε-Glasfasern weder vorhersehbar noch in irgendeiner Weise berechenbar sind.

Neben der Schaffung von alkaliresistenten Glasmischungen, wie der eingangs genannten britischen Patentschrift zu entnehmen, sind auch schon eine Anzahl von weiteren Lösungen vorgeschlagen worden. Eine dieser Lösungen besteht darin, daß die Fasern mit irgendwelchen Materialien beschichtet werden sollen, die ihrerseits alkaliresistent sind. Beispielsweise widerstehen mit Epoxyharz beschichtete Fasern im allgemeinen einem Angriff alkalischer Medien. Die Kosten des verwendeten Harzes und die notwendigen Verfahrensschritte, um es auf die Fasern aufzubringen, machen jedoch diese Lösung oft für eine wirtschaftliche Anwendung zu teuer. Eine andere mögliche Lösung ist es, einen Zement mit einem hohen Anteil an Aluminiumoxyd bzw. Tonerde zu verwenden, also einen Alumina-Zement zu verwenden, der einen geringeren Alkaligehalt hat.

Eine ideale Lösung ist jedoch, eine Glasmischung bereitzustellen, die in Faserform gegenüber einem alkalischem Angriff resistent ist. Eine solche Möglichkeit beseitigt die Notwendigkeit, Glasfasern speziell mit einer alkaliresistenten Beschichtung zu versehen, auch sind in diesem Falle keine speziellen Zementmischungen und Gemenge notwendig.

Des weiteren ist auch in der britischen Patentschrift 12 43 973 schon eine alkaliresistente Glasmischung beschrieben. Die dort beschriebenen alkaliresistenten Glasmischungen, die zu Glasfasern ausgezogen werden können, haben Anteile, die in den folgenden, nach Gewichtsprozent angegebenen Bereichen liegen: SiO, 65 bis 80%, SrO₂ 10 bis 20% und 10 bis 20% eines Netzwerkmodifizierers, der ein Alkalimetalloxyd, eir alkalisches Erdmetalloxyd oder Zinkoxyd ist. Zusatz· lieh können diese Gläser geringe Anteile von Al₂O₁ enthalten, das für SiO₂, eintritt und bis zu 10% Fluß mittel, die nicht gleichzeitig Netzwerkmodifizierer sind

Eine andere alkaliresistente Glasmischung kann de USA.-Patentschrift 34 99 776 entnommen werden: ii diesem Patent ist eine Glasmassenmischung besciiric ben, die zu Fasern verarbeitbar oder auch nicht ver arbeiibar sein kann und die im wesentlichen aus fol penden Bestandteilen in Molprozent besteht: SiO., 7. bis 85%, B₂O., 4 bis 12%, SrO₂ 1 bis 6% und Na₂C und/oder K₂O 2,5 bis 7%.

Bei dem Versuch, die in der britischen Patcntschrif 12 43 973 beschriebenen Glasmischungen in Industrie!

3 4

len Hersteilungsanlagen zu verarbeiten, die verwendet wobei die Glasmischung eine Liquidustemperatur von

wurden zur Herstellung von Fasern oder Fäden aus weniger als 816 C und eine Viskosität von höchstens

Ε-Glas, ergaben sich einige ernsthafte Probleme, und ΙΟ-··™ Poise bei 1304 C und von höchstens 1(P Poise

^ar deshalb, weil diese Glasmischungen eine sehr bei 1216 C aufweist.

hohe Schmelztemperatur aufwiesen. Dies bedeutete, 5 Es ist daher festzustellen, daß zu Fasern verarbeit-Haß die Temperaturen handelsüblicher öfen (ähnlich bare Glasmischungen, die gegenüber einem alkalischen denen, die zum Schmelzen von Ε-Glas verwendet Angriff resistent sind, gefunden werden können; die wurden) auf Temperaturen von über 1649 C gesteigert Glasmischungen und Glasfasern, die aus diesen herwerden mußten. Übliche Anlagen zur Herstellung von gestellt sind, liegen dabei innerhalb der folgenden c Glasfasern halten Ofenschmelztemperaturen bei 10 Anteilsbereiche:

Ptwa 1454 bis 1510 C aufrecht. Die zum Schmelzen ■— —

JeHn diesem britischen Patent berchriebenen Gläser Bestandteile Gewichtsprozent Molprozem

_mit erforderlichen, beträchtlich höheren Temperaturen sjo₂ 60 bis 62 65 bis 67

machten diese Gläser zur Verarbeitung in wirtschaft- CaO 4 bis 6 4,5 bis 6,5

liehen Anlagen extrem teuer. Abgesehen davon, daß 15 N_a,o 14 bis 15 14,5 bis 16

zum Betrieb bei diesen höheren Temperaturen mehr k,Ö 2 bis 3 1 bis 2,5

Brennstoff erforderlich war, reduziert sich auch die zfo, 10 bis 11 5 bis 6

Lebensdauer der verwendeten Öfen auf Grund schnei- TiO," 5,5 bis 8 4,5 bis 6,5 leren Abbaus und Alterung der Öfen bei diesen hohen

Temperaturen. " Glasmischungen, die in diese angegebenen Bestand-Weiterhin sind alkaliresistente, zu Fasern verarbeit- teilsbereiche fallen, können bei 1454 bis 1510 C gebare Glasmischungen noch beschrieben in der hollän- schmolzen und bei 1232 bis 1371 C zu Fasern oder dischen Patentanmeldung 70 11 037, die am 24. Juli Fäden verarbeitet werden. Darüber hinaus haben diese 1970 veröffentlicht worden ist, und die der britischen Gläser eine Viskosität von 10²·^⁰ Poise bei 1316 C Patentschrift 37 862 entspricht, deren komplette Be- 25 oder weniger und von 10³ Poise bei 1212 C oder weschreibung am 21. Juli 1970 eingereicht worden ist. niger.

Diese britische und holländische Patentanmeldung Glasmischungen, die in die obigen Anteilsbereicne nennt die folgende alkaliresistente Glasmischung, mit fallen, können zu kontinuierlichen Fasern ausgezogen Hen angegebenen molekularen Prozentantcilen: SiO₂ werden, die einen Durchmesser von etwa 37 · 10 bis A2 bis 75°/ SrO₂ 7 bis 11%, R₂O 13 bis 23%, RO 30 254■ IO ⁵cm haben. Bei Aufrechterhaltung eines Glas-Ibis 10%! Al₂O₃ 0 bis 4%, B₂O₃ 0 bis 6%, Fe₂O₃ Vorrats über 64 Stunden bei Temperaturen von 816 Obs5°/ CaF₁O bis 2% und RiO 0 bis 4 »4 bis 1371 C tritt keine Kristallisation auf. Der L.qu.dus In den genannten Schriften ist ausgeführt, daß Glas- liegt daher entweder unter 816 C oder tritt so langsam mischungen, die innerhalb der angegebenen Bestand- auf, daß er vom wirtschaftlichen Standpunkt aus unteilsbereiche fallen, eine maximale Viskosität von 10³ 35 wesentlich ist. ... ,· ·, Poise bei 1319 C und eine Liquidustemperatur von Die einzigartige Kombination e.ner Alkal.res.stenz, mehr als 65 C (104 F) unterhalb eine, maximalen niedriger Liquidustemperatur und günstiger horm-Arteitstemperatur von 319 C aufweisen. temperature^ d. h. günstiger Ausziehtemperatur fur Um jeToch zu den wirtschaftlichen Herstellungsbe- Fäden in Verbindung mit dem V.skos.tatsverhaltn., dingungen und Geschwindigkeiten zu l-asern ausge- *° macht die erfindungsgemäßen Glaser insbesondere zur zoJenfu werden, sollte ein Γ Glasmischung in idealer wirtschaftlichen Herstellung und ^^Versa*^u"B w£e Eigenschaften haben, die ähnlich denen von zementartiger Matrizes geeignet dann eingeflossen E-G as sind Ε-Glas hat eine Schmelztemperatur von Zement, Beton, Mörtel, wäßrige Calciumsilikate u dgl. etwa 1454 bis 1510 C und eine faserbildende Tempe- Es hat sich herausgestellt, daß Olasm.schungcn d.e X von 1232 bis 1971 C. Darüber hinaus sollten 45 unter die oben angegebener, Amtsbereiche fallen zu

¹^r¹LSiSSA¹ASi die Erfindung aus und zeitraubenden Stillegungen der Produkt.onsan-

von dem eingangs genannten Glas und ist erfindungs- lagen fuihren kann ^_n

gemäß gekennzeichnet durch folgende Zusammenset- ^^JZ^l^n in früherer Zeit ent-

zung in Gewichtsprozent: ^^ _{worden wobei cinige de}r besten bis jetzt be-

60 bis 62 kannten ZrO., enthalten. Die erfindungsgemäßen MIS'⁰* ,4 _bis 15 schlingen enthalten ZrO₂ in Kombination mit TiO₂,

Na₂O IO bis 11 ⁶S wobei angenommen wird, daß sowohl ZrO₂ und TiO₂

^ZrO> 2 bis 3 den Cilasmischungen eine Alkaliresistenz vermitteln.

KO * _{bis 6 Es ist jedoch noch} nicht vollkommen erfaßt worden,

' ■;;' ' ' ;';;;;;;;' ".' ' 5,5 bis 8, wie dies genau vor sich geht.

Die erfindungsgemäßen Glasmischungen haben einige Berührungspunkte mit den in der britischen Patentschrift 37 862 genannten Glasmischungen, wobei jedoch die erfindungsgemäöen Gläser sich insofern von den genannten unterscheiden, als sie weniger ZrO₂ und mehr TiO₂ verwenden. Die erfindungsgemäßen Gläser haben auf einer molekularen Basis 5 bis 6% ZrO₂ und 4,5 bis 6,5% TiO₂, während in der britischen Patentschrift ein niedriges ZrO₂-Niveau von 7% und ein hohes TiO₂-Niveau von 4% beschrieben ist.

Man könnte verleitet werden, die Unterschiede zwischen den erfindungsgemäßen Mischungen und denen in der britischen Patentschrift als relativ gering anzusehen, dabei ist jedoch festgestellt worden, daß schon eine geringe Abweichung von den Mischungen in der britischen Patentschrift unerwartete und größte Unterschiede bildet, die von hochwirtschaftlicher Bedeutung und von hohem wi.tschaftlichem Wert sind, was die Liquidustemperatur und damit das Liquidus-Viskosität-Temperaturverhältnis der erfindungsge- *° mäßen Gläser betrifft.

Die andere Schlüsseleigenschaft eines weich laufenden, wirtschaftlichen und faserbildenden Glases ist seine Viskosität. Viskositäten von 10-^r'" Poise bei Temperaturen von 1343 C oder weniger und 10³ Poise ¹S bei !216 C oder weniger sind höchst erwünscht. Die erfindungsgemäßen Glasmischungen entsprechen auch leicht diesem Erfordernis. Üblicherweise ist die Viskosität, bei welcher Fasern ausgezogen werden können, begrenzt durch den Liquidus des Glases. Da bei den erfindungsgemäßen Gläsern der Liquidus so niedrig liegt, kann er ignoriert werden, und die einzige Einschränkung bzw. Begrenzung, soweit es das Faserausziehen bzw. die Formtemperatur betrifft, ist die Spannung des geschmolzenen Glases. Da die Viskosität mit sinkenden Temperaturen ansteigt, steigt auch die Spannung an. Die Spannung wird daher bei einer zu niedrigen Temperatur so groß werden, daß die Faser, anstatt ausgezogen zu werden, bricht. Spezielle Glasmischungen, die nach den erfindungsgemäßen Grund- *° Sätzen hergestellt sind, sind in den nachfolgenden Beispielen I und 2 angegeben.

Beispiel 1

Bestandteile	Gewichtsprozent	Molprozent
SiO₂	61,1	66,6
CaO	5,1	6,0
Na₂O	14,4	15,2
K₂O	2,6	1,8
ZrO₂	10,4	5,5
TiO₂	6,0	4,9
Al₂O₃	0,3	—
Fe₂O₃	0,2	—

45

50

55

Liquidustemperatur: Nach 64 h und über einen Temperaturbereich von 816 bis 1371 C konnte eine Entglasung nicht festgestellt werden.

Viskosität

Log. Poise

Temperatur ( C)

1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00

1502
1421
1353
1294
1244
1198

	Beispiel 2	Molprozent
Bestandteile	Gewichtsprozent	66,6
SiO.,	60,8	4,9
CaÖ	4,2	i5,2
Na,O	14,3	1,8
K„Ö	2,6	5,6
ZrO₂	10,4	6
TiO,	7,3	—
Al₂O₃	0,3	—
FcO,	0.2

Liquidustemperatur: Nach 64 Stunden und über einen Temperaturbereich von 816 bis 1371 C konn»e eine Entglasung nicht festgestellt werden.

Viskosilät

Log. Poise

Temperatur ("C)

1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00

1482
1409
1342
1288
1238
1193

Die Viskositätsbestimmungen der Beispiele 1 und 2 wurden durchgeführt unter Verwendung eines Gerätes und eines Verfahrens, wie der USA.-Patentschrifl 30 56 283 entnehmbar sowie einem Artikel in der Zeitschrift The Journal of the American Ceramic Society, Bd. 42, Nr. 11, November 1959 auf den S. 537 bis 541. Der Artikel trägt den Titel: »Verbesserte Vorrichtung zur schnellen Bestimmung der Viskosität von Glas bei hohen Temperaturen« und stammt von Herrn Ralph L. Ti ede. Sonstige weitere spezielle Viskositätsbestimmungen, auf welche hierin Bezug genommen sind, sind ebenfalls durchgeführt worden unter Verwendung des Gerätes und des in dem Tiede-Artikel beschriebenen Verfahrens.

Bei den erfindungsgemäßen Glasmischungen ist SiO₂ der primäre glasbildende Bestandteil. Die Alkalimetalloxyde Na₂O und K₂O werden verwendet, um die Viskosität zu kontrollieren und einzustellen. CaO wird primär zur Kontrolle des Liquidus verwendet. Dies geschieht, ohne daß CaO die Viskosität in ungünstiger Weise beeinträchtigt.

SrO₂ und TiO₂ sind zwei Bestandteile, von denen angenommen wird, daß sie für die Alkaliresistenz dieser Gläser verantwortlich sind. FeO₃ und AI₂O₃ können in diese Glasmischungen als Unreinheiten der rohen Gemengematerialien eintreten; bevorzugt sollte Fe₂O₃ unter etwa 0,5 Gewichtsprozent und Al₂O₃ unter etwa 1 Gewichtsprozent gehalten werden.

Die Tabellen i und 2, die im folgenden noch aufgeführt werden, zeigen die Zugfestigkeitsbeständigkeit von Glasfasersträngen oder Bündel der im folgenden angegebenen Glasmischungen, die Angaben erfolgen in Gewichtsprozent:

Bestandteile	E-G las	Glas 1	Glas 2	GIa	s 3
SiO₂	54,6	66,0	62,2	61,	I
AI₂O₃	14,5	4,6	—	—
CaO	18,0	—	1,7	5,	I
MgO	4,0	—	—	—

Bestandteile Ε-Glas Glas 1

Glas 2

Glas 3

B₂O₃

Na₂O

K₂O

Li₂O

TiO₂

ZrO₂

F₂

Fe₂O₃

6,9
0,4

0,6

0,6
0,4

11,5

16,4

14,4	14,4
	2,6
0,9	—
2,4	6,0
18,5	10,4

Glas 1 ist eine alkaliresistente Glasmischung, die in den Bereich der britischen Patentschrift 12 43 973 fällt. Glas 2 ist eine alkaliresistente Glasmischung, die in den Bereich der britischen Patentschrift 37 862 fällt, es handelt sich hierbei um das Glas Nr. 55, aufgeführt auf S. 5 der »Complete Specification« dieser britischen Patentschrift 37 862. Glas 3 ist die alkaliresistente Glasmischung des Beispiels 1 vorliegender Erfindung.

E-Gias ist eine textile Glasmischung, die für viele Jahre als Verstärkung nicht alkalischer Matrizes, beispielsweise von Kunststoffen, Verwendung gefunden hat. Ε-Glas ist in seinen Eigenschaften gut bekannt;

diese ermöglichen es, daß ein solches Glas leicht und _{a5 Glas 2}-Proben wurden weder in dem gleichen Becken wirtschaftlich in industriellen Maßstäben und zu indu- _{noch mit den} Gläsern 1 oder 3 untergetaucht stnellen Ausstoßraten zu Fasern ausgezogen werden _{Nach dem Trocknen an der Luft wurden die Proben}

kann, wobei direkt schmelzende Öfen und übliche _{auf ihre} Zugfestigkeit untersucht und gemessen mit

thetische Zementlösung eingetaucht, die einen pH-Wert von 12,4 bis 12,5 aufwies und aus einer wäßrigen Lösung von 0,88 g/l NaOH, 3,45 g/l KOH und 0,48 g/l Ca(OH)₂ bildet. Diese Zementlösung ist in der bri-

tischen Patentschrift 12 43 973 sowie in einem Artikel von A. J. Majumdar und J. F. Ryder in der Zeitschrift »Glass Technology«, Bd. 9 (3) vom Juni 1968 auf den S. 78 bis 84 beschrieben; der Artikel trägt den Titei »Glasfaserverstärkung von Zementerzeugnissen«.

ο Die Lösungen und die die untergetauchten Proben enthaltenden Becken oder Kessel aus Polypropylen wurden dann abgedeckt und in öfen eingebracht, die auf eine Temperatur von 64,6 C für die angegebenen Zeiträume aufrechterhalten wurden.

Am Ende jedes Zeitraumes, beispielsweise 1 Woche, wurden die Proben aus der Zementlösung herausgenommen, in Leitungswasser abgespült und an der Luft getrocknet. Die Proben in den Tabellen 1 und 2, die in einer »Luft«-Umgebung untersucht worden sind,

J wurden nicht in die Zementlösung untergetaucht, sondern lediglich der Luft ausgesetzt, dann in Leitungswasser abgespült und an der Luft getrocknet.

Die Gläser 1 und 3 wurden nebeneinander in dem gleichen Becken untergetaucht, die Ε-Glas- und die

faserbildende Techniken verwendet werden. Tabelle I

Zugfestigkeitsbeständigkeit von E-Glas	Eintauchzeil	8	t Lösungs	erhalten
Umgebung		24	temperatur	gebliebene
		48		Festigkeit
	(Stunden)	96	CC)	(%)
	—	144	—	100
Luft		64,6	78,8
Synthetische	64,6	57,0
»Zement«-	64,6	33,3
Lösungen	64,6	28,3
	64,6	16,6

Tabelle 11

folgendem Gerät: »Floor model Instron Universal testing machine, Modell TTC, Serien Nr. 1680«, und zwar bei einer Probenlänge von 5,1 cm und mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,25 cm pro Minute pro 2,5 cm Probenlänge. Für jedes angegebene Zeitintervall brachen mindestens 20 Stränge jeden Glases; der Prozentsatz der für jedes Glas in den Tabellen 1 und 2 erhaltenen Festigkeit stellt daher den Durchschnitt von mindestens 20 Zugfestigkeitsablesungen, das heißt Messungen dar.

Vergleicht man die Festigkeit von Ε-Glas mit den ♦° Festigkeiten der Gläser I, 2, 3, dann ergibt sich klar die überlegene Alkaliresistenz der Gläser der Tabelle 2. Dabei ergibt ein Vergleich der Gläser 1, 2 und 3, daß das Glas 3, also ein nach den Richtlinien der Erfindung hergestelltes Glas eine Alkaliresistenz hat, die <5 denen der Gläser 1 und 2 vergleichbar ist. Das hohe Ausmaß der Alkaliresistenz, verbunden mit den günstigen Liquidustemperaturen und den günstigen Temperaturen zum Faserziehen, sowie mit dem Liquidus-Viskositätsverhältnis der erfindungsgemäßen Gläser ⁵⁰ macht diese außerordentlich zweckmäßig und wünschenswert. Die faserbildenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gläser erlauben es, daß diese wie Ε-Glas verarbeitet werden, während ihre Alkaliresistenz sie zur Verstärkung zementartiger Matrizes Das Verfahren zur Gewinnung der Werte der Zug- ⁵⁵ hoch geeignet macht.

festigkeitsbeständigkeit der Tabellen 1 und 2 verlief Glasfasern der Mischung des Beispiels 1 in vorlie-

dabei im wesentlichen wie folgt. Jede der Glas- gender Beschreibung sind mit großem Erfolg als Vermischungen wurde zu Fasern verarbeitet und mit der Stärkungsmaterialien in wäßrigen Calciumsilikatisogleichen Formschlichte beschichtet. Der Durchmesser lierungen verwendet worden, die eine Dichte von 10 der Fäden oder Fasern wurde im Bereich zsvischen 127 ο ------

bis 140 hunderttausendstel cm aufrechterhalten. Sämtliche Stränge, mit Ausnahme der des Glases 3, wiesen

Zugfestigkeitsbeständigkeit der Gläser 1, 2 und 3 Umgebung Eintauch- Lösungs- erhalten gebliebene

zeit temperat. Festigkeit in %

(Wochen) ("C) Glas 1 Glas 2 Glas 3

Luft	—	—	100	100
Synthetische	1	64,6	81,2	67,8
»Zement«-	2	64,6	73,5	55,0
Lösungen	3	64,6	71,2	59,6
	4	64,6	53,0	60,3

Fäden auf. Stränge des Glases 3 hatten 204 Fäden

bis 20 Pfund pro 0,028 m³ aufwiesen. Die Fasern machten dabei bis zu !0 Gewichtsprozent des Erzeugnisses aus, während andere Erzeugnisbestandteile die folgenden Anteile aufwiesen: 60 bis 95 Gewichts-

oder Fasern. , Prozent reaktives CaO und SiO,, in einem Verhältnis Stränge jedes Glases wurden zwischen Messing- 5 von 0,75 bis 1,05, bis zu 20 Gewichtsprozent Zellulosebügel oder Messingzapfen, die einen Abstand von fasern, und der Rest des Gewichtes des Produktes 30 cm aufweisen, herumgewickelt und aufgehängt. machte dann Füllmittel und andere geringere Bei-Diese Zapfen und Stränge wurden dann in eine syn- mengungen aus. Die in diesen Erzeugnissen verwende-

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ten Glasfasern wiesen einen Durchmesser von weniger als 0,0025 cm auf und waren auf Längen zwischen 0,64 bis 5,2 cm geschnitzelt.

Solche Erzeugnisse wurden hergestellt durch Aushärten und Trocknen wäßriger Breie der das Erzeugnis bildenden Komponenten in einem geheizten, unter Druck stehendem Autoklav. Während des Verbleibs in dem Autoklav wurden Temperaturen bis zu einer Höhe von etwa 260 C und Drücke zwischen 7,03 bis 17,6 kg/cm² verwendet. Die erfindungsgemäßen Fasern überstanden diese hohen Temperaturen und Drücke genau wie auch die alkalische Umgebung des Breies

und waren äußerst wirksam als Verstärkungsmaterialien.

Erfindungsgemäße Glasfasern sind weiterhin eingebaut worden in andere Arten zementartiger Erzeugnisse

5 oder Matrizes darin eingeschlossen Zement, Beton oder Mörtel. Die Fasern haben dem alkalischen Angriff widerstanden und die Erzeugnisse vorteilhaft verstärkt. Es wurden weiterhin auch zementartige Produkte hergestellt, die mit erfindungsgemäßen Glas-

o fasern in Veibindung mit anderen verstärkenden Materialien, wie beispielsweise Asbestfasern oder Holzfasern, verstärkt worden sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Alkaliresistentes Glas des Systems SiO₂—Na₂O—ZrO₂ sowie aus diesem hergestellte Glasfaden oder Glasfasern, gekennz eich net durch folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent :

SiO₂ 60 bis 62

Na₂O 14 bis 15

ZrO, 10 bis 11

K,O" 2 bis 3

CäO 4 bis 6

TiO, 5,5 bis 8,

15

wobei die Glasmischung eine Liquidustemperatur von weniger als 816 C und eine Viskosität von höchstens 10²·⁵" Poise bei 1304 C und höchstens 10³ Poise bei 1216 C aufweist.

2. Glasmischung und Glasfasern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Anteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 61,1

Na₂O 14,4

ZrO₂ 10,4 *⁵

K₂O 2,6

CaO 5,1

TiO₂ 6