DE2030351A1 - Verschaumungsmittel fur zellularen Beton - Google Patents
Verschaumungsmittel fur zellularen BetonInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Versehäumungsmittel für einen
zellularen Betpn, der aus Holzharz, Protein, Natriumhydroxyd
und Wasser in ganz bestimmten Mengenverhältnissen besteht, das damit herstellbare Produkt mit bestimmten vorher festgelegten
Eigenschaften wie minimaler Schrumpfungf ■ minimaler
Spannungsrelaxation und minimalem Absorptionsvermögen und Dauerbeständigkeit sowie eine Vorrichtung zum Verteilen des
Verschäumungsmittels unter .Verwendung von Stahlwolle und
Aluminiumsieben in ganz bestimmten Mengenverhältnissen als Filtriermittel, .
Die Erfindung betrifft insbesondere
a) ein Verachäuinungsmibtel Eur Herstellung eines dreidimensional
verschäumten anorganischen Zementprodukts als Zementmasse;
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,' . . BAD ORIGINAL
b) das damit herstellbar« Produkt als 'industrielles Produkt
und · ..
o) die zum Verteilen des /ersshäumungsroittela verwendetο Verteilervorrichtung
als technisches Produkt, . ,
Exn Ziel der Erfindung ist die Verbesserung-wan zellularem ,
Beton, der gemäß einer Ausführungsform in Form eines üblichen
parallelepipedischen Zementblocks vorliegt* Die Verwendung
solcher Blöcke (Steine) in der Bauindustrie ist bekannt* Gewöhnlich
liegt das spezifische Gewicht eines solchen Blockes in der Größenordnung von -2,5**··» Wenn solche Blöcke beispielsweise für Hochbauten verwendet werden, muß dieses Gewicht bei
der Planung der Stützpfeiler und Stützstreben einkalkuliert
werden. Wenn das spezifische Gewicht eines Baublockes (Bausteines) auf die Hälfte bis auf zwei Drittel des üblichen Gewichtes verringert wird, was erfindungsgemäß möglich ist» ohne
die Festigkeit dadurch au beeinträchtigen, so ist das bei der
Verwendung als Baumaterial ein Vorteil, der ohne weiteres ersichtlich ist,
Das erfindungsgemäß erhaltene Produkt hat die folgenden unerwarteten
Eigenschaften:
a) eine minimale Schrumpfung: Das erfindungsgemäße Produkt
schrumpft auch über längere Zeiträume hinweg nicht, so daß
keine Spielräume zur Kompensation der Schrumpfung mehr erforderlich
sind;
b) eine minimale Spannungarelaxation: Proben des erfindungsgamäßen
Produkts wurden Farbstoffpenetrationstests unterzogen, um das Auftreten von tiefen Rissen (Spalten) zu ermitteln,
die von einer Spannungsrelaxation stammen» Wenn Proben des
erfindungsgemäßen Produkts solchen Tests unterworfen wurden, wurden keine mit dem Farbstoff feststellbaren Kapillarpunkte
der Spannungsrelaxation, innerhalb eines Zentimeters einer
Oberfläche gefunden«
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0 ex?1.ialflimales Abeorptj.one^ermO^en^ Slue erfindungsgemäß
borgeDi"es ϊΐτ,η dreiaimeniiionale Masse absorbiert innerhalb einer-;
langen fcos trätumß nur eeLr wenig Feuchtigkeit, Proben mit
einem spezifischen Gewicht von weniger als "i wurden über einen
Zeitraum von 6 Monaten in Wasser eingetaucht* ohne daß eine
sichtbare Abweichung in der Flotationslinie festgestellt werden
konnte:
&) niedriges Verhältnis von Wasser j Siement; Bei der Herstel~
lung von erfindungsgemäß hei^gestellteii Ansätzen und Mischungen
können bis zu 65 % weniger Wasser "verwendet werden als in
üblichen Mischungen,= Dadurch ist es möglich, daß der Portland-Element
seine optimale Festigkeit entfaltet und zum Verdampfen des freien Wassers wird weniger Zeit benötigt» Bei
der Verwendung zur Herstellung von Dächern kann das Abdecken der Dächer früher erfolgenjwobei die Verzögerung durch feuchtes
Wetter minimal gehalten werden kann;
e) eine gute Beständigkeit des Schaumes: Der Schaum hat eine
ausreichende Beständigkeit ι um die innerhalb einer Gießmasse
enthaltenen Massen mit größerer Dichte vor dem Abbinden gegen
die Schwerkraft abzustützen, so daß die Massen in dem Q~liaum
in Suspension verbleiben bis das Formstück abgebunden ist.
Ein Beispiel für diese Wirkung ist z. B0 der Einschluß eines
Kieselsteines in das Formstück mit einer Größe in der Größenordnung
von O55 cm, der beim Gießen von Plastiken erwünscuu
ist, um beispielsweise die Schrumpfung au verringern, die
sonst an den Punkten mit dem kleinen Durchmesser in einer
Sfea:ueauftreten könnte;
f) ein weiterer Hinweis auf die Schaumstabilität ist seine
Fähigkeit, beim Zusammendrücken durch Rohre eine konstante
Dichte aufrechtzuerhalten, beispielsweise durchläuft ein Schaum mit einer Dichte von 0,048 bis 0^056 g/cm^ (5 bis 3,5
lbs/ft. ) ein 15 m (50 ft.) langes Rohr mit einem Durchmesser
von 5,8 cm (1,5 inch), ohne daß die Dichte dabei zunimmt,
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BAD ORIGINAL
Die Herstellung der erfindungsgemäßen dreidimensionalen Massen beginnt mit der Herstellung eines Verschäumungs~
mittels, dessen Zusammensetzung weiter unten beschrieben: wird. Dieses Mittel wird dann mit anorganischem Zementmaterial in den angegebenen Mengenverhältnissen vermischt*
Es wird dann mit Luft unter Brück durohlüfbot und durch
eine Verteilungsvorrichtung; wie sie nachfolgend ebenfalls beschrieben wird, in eine Form oder auf eine Oberfläche
ausgetragen„ Hach dem Abbinden der geformten Masse kann sie
in einem Autoklaven erhitzt und unter Druck gesetzt werden,
um ihre guten Eigenschaften noch au verbessern..
Wie aus der folgenden Erläuterung der Erfindung hervorgeht,
können bei Verwendung der hier beschriebenen Materialien in den nachfolgend beschriebenen Verfahren dreidimensionale
Massen mit überraschend guten Eigenschaften erhalten werdeno
Die Fig« 1 der beiliegenden Zeichnung stellt eine maßstabsgetreue
perspektivische Ansicht einer Form der erfindungsgemäßen
dreidimensionalen Masse darT die als Baublock (Baustein)
verwendbar ist=
Die Fig, 2 stellt ein Fließschema für die Herstellung des erfindungsgemäßen Reagens dar.
Die Fig0 3 stellt ein Fließschema für die Durchlüftung des
erfindungsgemäßen Reagens dar*
Die Fig„ 4 stellt ein Fließschema für das Mischen, des durchlüfteten
Reagens mit dem acorganiachen Zementmaterial daiv Die Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Verteilervorrichtung·.
Rejyjens
Das erfindungsgemäße Reagens besteht aus folgenden Komponenten:
Das erfindungsgemäße Reagens besteht aus folgenden Komponenten:
a) 1 Gewichtsteil Holzharz: ein geeignetes Harz ist gepulvertes
Harz, dem zur Verhinderung des Zusammenbacken.^ Bentonit auge-
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setzt v/ird;
b) 3 Gewichtsteile Protein: ein hell gefärbter tierischer
flaturIeimj der aus ehromgegerbtemSpaltleder hergestellt
worden ist, ist sehr geeignet;
c) 2?5 Gewichtsteile Natriumhydroxid in einer 20 %igen Lösung;
d) 7?5 Gewichtsteile klares Wasser» .
Das Protein und das V/asser werden in einem Gefäß 1 bei einer
Temperatur zwischen 49 und 600G (120 bis 1400P) miteinander
gemischt bis die Flüssigkeit frei von Klumpen ist und frei
fließt-. Getrennt davon werden in dem Gefäß 2 das Holzharz
und das Natriumhydroxyd gründlich miteinander gemischte Zur
Herstellung einer gleichmäßigen Holzharz-Soda-Mischung kann es erforderlich sein, Wärme zuzuführen bis zu einer Temperatur
von 490C (1200F), Wenn beide Mischungen von Heaktionskomponenten
getrennt vollständig miteinander vermischt sindj werden
sie in einem Gefäß 3 miteinander gemischt und sind danach
gebrauchsfertige
Herstellung der Rea^enslösung
A Volumenteil Verschäumungsmittel, das wie oben beschrieben
hergestellt wird, wird mit '+0 Volumenteilen Wasser gründlich gemischt. Dann wird es in einen geschlossenen Behälter 4 gebracht
und innerhalb dieses Behälters bei einem Druck zwischen 7,03 und 8,44 kg/cm2 (100 bis 120 psi) nach üblichen Verfahren
gehalten« Ein Teil des Wassers wird vorzugsweise zuerst m
den Behälter gebracht, danach das Verschäumungsmittel und danach der Best des Wassers, anschließend wird das Gefäß unter
Druck gesetzt.
Herstellung des erfindunKs^emäßen Produktes
Die Reagenslösung wird dann in die Verteilervorrichtung 18
gegeben, wobei das Fließdiagramm in der-Fig. 3 der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist» Sie gelangt durch die Leitung
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zu einem Reduzierventil 12, in dem der Druck der Wasser.'·-
ο Reagens-Mischung bei geöffneter Leitung auf 4.22 kg/cm'"
(60 psi) herabgesetzt wird, Gleichzeitig wird durch e.Lue
Leitung 1$ der Fig0 3 durch das Reduzierventil 14; in dam
der Druck bei offener Leitung auf 4,22 kg/cm" (60 psi; herabgesetzt wird, Luft unter einem Diuck von 7?O5 ois 8 .,44
kg/cm (100 bis 120 psi) eingeführt, Zur Überwachung des
Druckes enthalten die Leitungen nach den Reduzierventilen 13} "!4- die Druckraanometer 15 und '\S-, Die Luft und die
Wassermisohung treffen dann in dem T-Stück 17 aufeinander
und durchqueren dann die Leitung 18, die durch ein normalerweise geschlossenes 2,54- cm (1 inch)-Solenoidventil unterbrochen
ist, dessen, Arbeitsweise nachfolgend erläutert wird,.
Die Bezeichnung "HO" in der Fi g„ 3 der beiliegenden Zeichnung in Bezug auf das Solenoidventil ist eine Abkürzung für
den Ausdruck "normalerweise geaehlossen"» Wenn das Solenoidventil
in geschlossenem Zustand vorliegts beträgt der Druck
an den Reduzierventilen 12-14 4$5Q bis 4,64 kg/cm2 (64 bis
66 psi)ο
Die Luft und die Wasser-Beagens-Mschung werden nach dem
Durchfließen durch das offene Solenoidventil in die allgemein bei 19 der Figo 5 dargestellte Verteilervorrichtung
aingesprüht„ deren Aufbau nachfolgend beschrieben wird*
Beschreibung der Verteilervorrichtung
Die Verteilervorrichtung besteht aus einem Metallzylinder 20,
dessen erstes Drittel mit Stahlwolle 21 aus rostfreiem Stahl (Figc 5) locker gefüllt ist und dessen restliche zwei Drittel
mit Aluminiumsieben 22 dicht gepackt sindr Ss wurde nun gefunden, daß dafür ein gewebtes Aluminiumsieb geeignet ist,
wie es im Handel unter der Bezeichnung ACS bekannt ist,- Die Siebe sollten so dicht wie möglich gepackt sein» Die rostfreie
Stahlwolle und die Aluminiumsiebe (aluminum screening) stehen an der Grenzfläche statistisch miteinander in Berührung,
Zur Steuerung der Öchaummenge,, die in die Aufschlämmung aus
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Zement, Sand und Wasser eingeführt werden soH1 wird ein in
den Zeichnungen nicht dargestellter Zeitschalter verwendet,
der das der Verteilervorrichtung 19 unmittelbar Torausgehende
Solenoidventil '18 betätigt und wieder schließt., Die technische
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verteilervorrichtung
weist beispielsweiße einen inneren Durchmesser von 10,2 cm . (4- inches) und eine Innenlänge vom Einlaß zum Auslaß von
5.5,9 cm (22 inches) auf und liefert-Ό,865m'(30,5 ftc') oder
865 Liter 1228,75- gallons) Schaum pro Minute oder 0,02? ar
Ct ft.-.- ) Sehaum pro 2 Sekunden. Zum Einspritzen von Schaum
in eine Aufschlämmung, so daß 5ι.4· nr (7 yd= ) Beton mit
einer Naßdichte von 1,6 g/cnr ("100 lbs/ft« ) gebildet werden =
sind pro 0,91 m (1 yd) 0,23 s? (8,2 £t3*) Schaum oder insgesamt
1,62 nr (57*4 ftc } Schaum erforderliche Bei einer Austragsgeschwindigkeit
durch die Verteilervorrichtung von O5014 m*
(0,5 ftc ) Schaum pro Sekunde ist zum Austrag ein Zeitraum
von 114,8 Sekunden erforderlich„ Da eine ZeitTerschiebung von
5 Sekunden bei dar Inbetriebsetzung der Vorrichtung vorliegt,
muß dieser Zeitraum zu den 114,8 Sekunden hinzuaddiert werden, so daß der Zeitschalter so eingestellt wird, daß 120 Se'.nmäen
lang ausgetragen wird. Wenn dann der Zeitschalter in Betrieb gesetzt wird, öffnet sich das Ventil und bleibt während des
Austrage des Schaumes für das gewünschte Zeitinterval) ffen>-
Zusammensetzung der Chargen
Das Produkt wird aus der Verteilervorrichtung in eine Ροΐ'ϋΐαχ^.-zement-Mischung
mit anderen ausgewählten Zusätzen ausgetragen, deren Mengenverhältnisse in der folgenden Tabelle I für f'nen
Leientbaubeton? in der folgenden Tabelle ΙΪ für einen Zementbreibeton mit niedriger Dichte und in der folgenden Tabelle
für einen Zement-Sand-Beton mit niedriger Dichte angegeben sii 1
109 8 13/U58
BAD ORiQiNAL
Leichtbaubeton
ϊχσ ckengswicht seinhe.it
in
Schaum in
Zement
Sand
Wasser Agens in
kg(lbs)
kg(lbs)
Gesamtgewicht in
kg(lbs)
kg(lbs)
Druckfestigkeit in k1"
nach 28 ia-
CD
1,60(100) 1,76(110)
C2) (5) (4) (5) (6) (7) (8)
521(541) 1010(1704)170(287) 0s26(9,2) 0,36(0,80) 1162(2561) /0,3(1000)
356(600) 1120(1884)189(318) 0,206(7,3) 0,29(0,64) 1282(28"x\L;>
V'A -"200O)
392(658) 1230(2067)208(349) 0,153(5,4) 0-21(0,47) 1405(3091) 2'Mi-OOO)
Trockengewichts—
einheit in
Zemenfrbrei-Beton mit niedriger Dichte
) Schaum in
Wasser m^(fte·^)
Wasser m^(fte·^)
Agens in
kg(lbs)
kg(lbs)
Gesamtgewicht in
Druckfestig·· k£;/'.;a (psi)
(D
0,40(25) 0s48(30)
0,64(40) O,(
(2)
508(517) 363(611)
475(799) 559(940)
154(259) 0-57(20,2)
182(306) 0,54(19.0)
238(400) 0747(16.5)
280(470) 0,41(14,7)
(5)
0,82(1,8)
0,77(1,7)
0768(1,5)
0,59(1,3)
0768(1,5)
0,59(1,3)
(6)
358(839)
443(976)
569(1250)
662(1456)
443(976)
569(1250)
662(1456)
(7)
16,2(230) ^ 32,3(460) O
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109813/1458
BAD ORIGINAL
■Bas ITenaischen der in den Tabellen I bis ΪΙΤ angegebenen
Chargen kann in einem üblichen Beton-, Mörtel- oder .Durchlauf
mischer 23 erfolgen* Bei den Sand enthaltenden Chargen
sollte zuerst der Sand, dann, der Zement und dann das Wasser augegeben werden. Bei den nur Zement und Wasser enthaltenden
Chargen sollte auerst daa Wasser und dann der Zement zugegeben
werden»
Der Schaum sollte in die Charge erst dann eingeführt werden,
wenn diese gründlich gemischt worden ist und nicht bevor die Mischung gebrauchsfertig sum Vergießen ist*
Nach der Eugabe des Schaumes au der Aufschlämmung sollte die
.Mischung entsprechend den Empfehlungen der Hersteller des
verwendeten Mischers gründlich gemischt werden. Nach der gründlichen Mischung des Schaumes mit der Aufschlämmung kann
dann das Produkt in form einer Decke für Bächer oder Fußböden
aufgebracht oder .je nachdem zu einem Balken oder Block geformt werden.
Beispiele für die Zusammensetzung und die Eigenschaften eines
erfindungsgemäß hergestellten Blockes und Balkens sind nachfolgend
angegebene
Ein Block der in Jig» 1 angegebenen Gestalt xrarde naeh dem
vorstehend beschriebenen Verfahren aias den folgenden Materialien
hergestellt;
Ko^gonente" Menjge intern Ansatz
Zement 44,2 kg (97,48-lbs)
Sand* 122,5 kg" (270,0 lbs)
Wasser 25,7 &g (56,6 lbs)
Yerachäumungsmitt©! 0,034 mp (1,20 ft.p
Silikamehl 13,2 kg (29,16 lbs)
*Bei dem Sand handelte es sich um einen Zuckersand mit einem
Feinheitemodul von etwa 1,1.
109813/U58
I1 or Βίου*: -vurdo dann 9 3^ Stunden lang .in einem Autoklaven
bei einer Spitsentemperacür von 1880C i.2£O°J') und 6 Stunden
lanp,· be:·. ßxnc-Di Druck von etv.n VJ>,3 kg/cm*1 ("8i pai) gehalten.
Vor dem Einbringen in den Autoklaven.hatte der Block eine
Kaßdichte von 1 .62 g/cnr (101 lbs/ft, ) und nach dem Revausnehnen
aus dem Autoklaven eine Treckendichte von etwa 1 53 g/snr (95 Ibs/fto-). Zwei "Proben v/urden untersucht.
I-)Ie Prob« 1 wog 12,1 kg (26,8 lbs) und widerstand einem Pru^k
von 8771 kg/ear (1 238 psi), die Probe 2 wog 12,3 kg (27,1 Ihn)'
und widerstand einem Druck von 86,9 kg/cm" (1 264· psi)«
Beiapiel 2
Es wurde ein 2,40 m (8 ft.) langer., 39Λ cm (15»5 inches)
breiter und 18,8 cm (7-4- inches) dicker Balken aus den folgenden
Materialien hergestellt:
Komponente Menge ^xkl _de:e. Charge
Zement 44,0 kg (97-48 lbs)
Sand* -122.!p kg (270.0-lbs)
Wasser 25,7 kg (56.6 lbs)
erfindungsgemäßes Ver- . x
schäumungsmittel 0,034 m^ (I126 ft,- )
Silikamehl ■ 1.3,2 kg (29,16 lbs)
*Dabei handelte es sich um einen Sand mit einem Feinheit^
modul von etwa 2,50·
Der Balken wurde dann mit drei Vorspanngliedern mit je
3 630 kg (6000 lbs) an jedem Vorspannglied vorbelastet md
dann bei einer !temperatur von 1880C (37O0F) 4 1/2 Stunden
lang unter einem Druck von etwa 11,2 kg/cm (160 psi) in
einen Autoklaven gebracht. Der Balken hatte eine Haßdichte von 1,59 g/ca5 (99 Ibe/ft.*) und eine geschätzte Trockendichte
von 1,49 g/o»5 (95 Ibs/fto5) und etwa die Hälfte des
Gewichtes eines bekannten vorgespannten Balkens„ Wenn die
Vorspannung der Vorspannglieder auf den Balken übertragen
wurde, traten keine Anzeichen für eine Rißbildung in dem
109813/1 A58-
BAD ORIGINAL
Beton an den Jindpunkcen der Vcrspanngiiedei' auf, Außerdem
wurde keine Schrumpfung des Balkens über einen Zeitrauit »on
■l\'j Teg, sr* .fss
Aus den vorstehende,?! Ausführung on geht hervor= daß das nach
dem 3rfindungsgßmäßen Verfahren unter Verwendung der beschriebenen
Vorrichtung erhalteue Produkt neu ist und eine
aufiorgewöhnlich hohe Verwendbarkeit aufweist, Eine schwimmfähige
Pfi.rallelepiped;! sehe- Masse des Produktes wurde 6 Monate
laug in Wasser- eingetaiiehtj ohne daß eine merkliche Veränderung
in seiner .FXotationslinie auftrat*
Patentansprüche:
109 813/U58
ORIGINAL
Claims (4)
1. Verschäumungsmittel für zellularen Beton, bestehend aus
Holzharz, Protein, Natriumhydroxyd und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mischung darstellt aus
a) einer Mischung aus 1 G-ewichtsteilen Harz und 2,5' Gewi entstellen
einer 20 %igen Hatriumhydroxydlösung und
t>) einer bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von
49 bis 600C (120 bis 1400P) hergestellten Mischung aus 3 Gewichtsteilen
Protein und 7,5 Gewichtsteilen Wasser,
2. Verschäumungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Harz einen Bentonitzusatz zur Verhinderung des Zusammenbackens
enthält.
3. Verschäumungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Protein einen hell gefärbten, aus Ohrom-gebeiztem
Spaltleder hergestellten tierischen Naturleim enthält.
4. Verschäumungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es in Form einer Verschäumungsmittellösung im Gemisch mit
4 Volumenteilen Wasser in einem geschlossenen Behälter unter
einem Druck zwischen 7,03 und 8,44 kg/cm (100 bis 120 psi)
vorliegt. .
10 9 8-13/1458
Le e rs e sie
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19702055023 Pending DE2055023A1 (de) | 1969-06-23 | 1970-06-19 | Vorrichtung zum Verteilen eines Verschäumungsmittels für einen zellularen Beton. Ausscheidung aus: 2030351.9 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2427314A1 (fr) * | 1978-05-30 | 1979-12-28 | Viazzi Pierre | Procede pour la fabrication de beton cellulaire et nouveaux produits obtenus |
| WO1982002358A1 (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-22 | Dietrich Maurer | Method and device for the production and optionally the discharge of foam-mixtures composed of binding agents and additives |
| EP0744386A1 (de) * | 1995-05-16 | 1996-11-27 | Maxflow Environmental Corp. | Lufteinbringendes Mittel und Verfahren zu seiner Herstellung |
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1970
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- 1970-06-19 GB GB2999670A patent/GB1321306A/en not_active Expired
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- 1970-06-23 JP JP45054132A patent/JPS4827727B1/ja active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2055023A1 (de) | 1971-12-02 |
| JPS4827727B1 (de) | 1973-08-25 |
| FR2052867A5 (de) | 1971-04-09 |
| GB1321306A (en) | 1973-06-27 |
| CA934504A (en) | 1973-10-02 |
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