Pojivo pro malty a betonové směsi

Číslo patentu: 259505

Dátum: 17.10.1988

Autor: Fors Bengt

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

.i 32 31 33 Právo přednosti od 31 05 79 3 791747 a od 05 11 79 793452 5 FínskaMajitel patentu FLOWCON oy, VALKEAKOSKI Fínsko54 ľízjšwí pm lłžššĺžy a. ĚJSĚŠŠŽŤÁEĚFĚ směsiPojivo pro malty a betonové směsi s nízkým vodwním součínítełem je upřipraveno z nejméně jedné suroviny, vybrané ze skupiny obsahující strusku, lét-avý popílek, technický a přírodní pucolán, ke které je popřípadě přídán pcrtlandský CBHIEWHÍOVÝ slínek nebo hašené vápno. Pojivo obsahuje plastiíils-ąční přísadu, kterou je lignosulfonát, sulfonnvwaný lígnin, 1 nelaminformaldehy~dový kcndenzát, .a regulátor tuhnutí al tvrydnuti,kterým je hydroxid sodný a uhlíčítan sodný, uhlíčítarn draselný lebo uhlíčítan lithný.Cementem se v tomto popisu rozumí kromě portlandského cementu i jine druhy hydraulických pojiv. Do směsi s nízkým vodnim součinitelem jsou zahrnutý takové směsi, ve kterých je poměr vody k cementu menší než 0,4.Nevýhodou dnešních betonů, vyráběných z běžného portlandského cementu, je kromě vysoké ceny tohoto pojivau velké množství hydratačního tepla, uvolňovamého v průběhu tvrdnutí, malá rozměr-eva stálost a malá odolnost betonu proti korozi. Tento poslední nedostatok je způsohován tim, že v důsledku hydratace cementu se již při reiakci betonu s vodou nebo slabými kyselinami uv-olňuje z betonu hydroxid vápenatý CaOH 2. Uvolňované množství může dosahovat až jedné íčtvsrtiny celkového množství hydroxidu vápenatého v pojivu, takže v kyselých zeminách a v prostředí s kyselými látkami musí být bet-on chráněn proti .korozlvnímu působení kyselín v zemině.Malá odoln-ost betonu proti korozi vyplývá také částečně z velké pórovitosti betonu,která bývá způsobena velkým množstvím záměsovê vody v betonové směsi nebo nedoko-nalým zhutněním při betonování tuhými nebo suchými beto-n-ovými směsemi. Množství vody, potřebné k dokonalé hydrataci cementu, se pohybuje v hmotnostním množství kolem 25 0/0, přičemž v praxi se však používá často více než dvojnásobek tohoto nezbytného množství záměsové vody. V betonových směsích, obsahujících nadbytek cementu, může navíc v důsledku vý-. vinu značného množství hydratačníh-o tepla docházet .k vnitřnímu pnutí v betonovém tělese a k vzniku trhlinek, které opět snižují odolnost betonu proti korozi.Běžný portlamdský cement má také níz-kou odolnost proti síranům, c-ož je způsobeno» vysokým obsahem Al 203 v cementu,takže v prostředí, kde se vyskytují sírany,je třeba použít mnohem dražšího a proti síranům odolného speciálního cementu, aby se dosáhlo vytvoření odolných betonových konstrukcí. ijiž od počátku využívání cementu pro hotovení konstrukcí stavebních objektů byly konány pokusy s novými druhy cementů a Ipojlv, jejichž cílem bylo dosažení lepších vlastností cementu a odstranění nebo zmírnění vyskytujících se nedostatků.jedním z řešení tohoto problému, kterým se dosahoval-o určitých praktických úspěchů, bylo přidávání průmyslově v-yráběných nebo přírodních hydraulických materiálů,obsahujících méně vápna, například pucolánu, do cementu nebo až d-o betonové směsi,přičemž cena těchto přidávaných látek je podstatné nižší než cena cementu a jejich odolnost proti působení kyselín a síranů je větší, přičemž hydratační teplo je nižší než u normálního cementu. Většímu rozšíření používání těchto přísad brání především jejich pomalejší hydratace a delší doba tvrdnutí, která způsobuje nízke počáteční pev 4n-osti betonu trat-o vlastnost je tedy v rozporu s úsilím výzkumu a vývoje v oblasti pretabrikace stavebních dílců z betonu oNejdůležitější používaínou přísadou do portlandského ceinentu je vysokopecní struska, která se získává. při výrobě snrového železa. V průmyslové vyspělých zemích je tent-o vedlejší produkt hutní výroby produkován v takových množstvích, že se stává problémem najít pro něj vhodné využití. V některých zemích se pro výrobu cementu využívá veškeré vyprodukované strusky a přesto se nedosahuje bežného obsahu strusky v cemenru, ktere SGZ 1)I 3.Vĺdl-E 1 ~ pohybuje mezi 30 až 50 0/0.Hydrauncke vlastnosti a re-akční schop nosti vysokopecní strusky jsou předevšimpzávislé na zásaditosti strusky, tj. na poměru množství jejích zásaditých složek k msnožství kyselých látek. Pro vyjádření reakční schopnosti strusky se používá hodnoty F,která je vyjádřena následující rovnicíje-li hodnota F větší, než 1,9, je struska vysoce reaktivuní, zatímco je-li hodnota F menší, než 1,5, je struska pomalu reaktivní nebo je její reakční schopnost malá Hydnanlické vlastnosti strusky také závisí na obsahu skla ve strusce, který se musí .pohybovat u dobré strusky nad 95 0/0. Čím je vyšší obsah Al 203 ve strusce, tím jsou lepší upevnostní vlastnosti strusky, i když množství hydratačních složek A 120 nemá přimý vliv na pevnost.łPwomalý průběh hydratace a tvrdnutí, vyplývající z chemického složení a fyzlkálních vlastností strusky, může být eliminovàn mletím strusky na vyšší špecifický povrch částlc. Bylo zjlštěn-o, že pevnost strusk-ového cementu -prudce stoupá se zvyšovaním špecifického povrchu jako jeho funkce. V důsledku velkého obsahu skla ve strusce je mletí a drc-ení strusky velmi obtížné .a spotřeba energie ana mletí je téměř dvakrát tak velká, než při mletí cementového slínku.Urychlení hydratace strusky může být také dosaženo pomocí různých urychlovačů,z nichž nejznámějšíníi a najlepšími jsou cemenrový slínek, různé sirany, například anhydrid a sáwdra, hašené a nehašené vápno,hydroxidy alkalických .kovů a alkalické soli.Z těchto urychlovačů hydratačních procesů jsou nejčastěji používaný cementový slínek a směs cementového slínku a sádry.Struskově cementy nacházejí své uplatnění při hotov-ení m-onolitických betonových konstrukcí, kde je třeba omezit na minimum nebezpečí vzniku trhlinek, způsobených vyšším hydratačaním teplem.Létavý popílek, vznikající v elektrárnách při spalování uhlí, rašeliny a jiných pevnýchpaliv, může být využíván také janko plnivo pro cementy, betony a malty s nízkým hydratačaním teplem. Létavý popílek je obvykle hy-draulickou přísadou, reagující pomaleji než struskn, což je zjpůsobeno mimo jiné nízkým obsahom vápna. jeho hydraulické vlastnosti jsou obvykle zlepšovány přidáváním složek, obsahujících vápno, například vypálenéh-o váplna nebo cementověh-o slínku.a mletím této směsi na v.elmi vysokou jemnost. Kromě druhu paliva, ze kterého pochází lětavý popílek, závisí hydraulické vlastnosti a. složení létavéh-o popílku na podmínkách, za kterých probíhalo spalování. jemnost létavého popílku může být řádově blizká jemno-sti cementu.Úkolem vyunälezu je odstranit nedostatky těchto dosud známých pojiv a vyřešit složení pojiva, .které by měl-o vyšší kvalitu a rychlejší tvrdnutí.vynález je kromě jiného založen naj na.sledujících poznatcíchBylo zjlštěno, že kromě zvýšené teploty má příznivý vliv na hydrata-ční rychlost strusky přidání určitých přísad, přičemž pridávaní cementového slínku není nutné v takovém množství jako se dosud předpokládalo a V některých případech není nutné vůbec. je dobře známe, že vysokopecní struska reaguje mnohem pomaleji než cementový slínek, že však konečná pevnost betonu, vyrobeného z obou těchto druhů pojiv, je stejná.Například přidáuím alkalických uhličitanü nebo hydroxidů se dosahuje rychléhl) tvrdnutí struskových cementů. Účinok jpoužití, například uhličitanu sodnébo Nazos je podobný jako účinek zvýšení hodnoty pH. přičemž složka OH působí na aktivaci strusky. Vysoká hodnota pH společně s přídáním čištěného lignosulfonátu má současně ztekilcující účinek na betonovou směs. Kromě uhličitanu sodného mohou být použity také jiné alkalické llhĺĺčĺlĺräiľlY, například K 2 C 03 a Lizcos a jiné alkalické soli.Bylo také zjištěno, že čím je větší zásaditost strusky .a čím je struska jemnější rozemletav, tím je větší její reakění rychlost.Ie známe, že není üčelněmletí cementověho slínku na větší jemnost než je určitá mezní hodnota, protože vyšší jemoost již nemá žádný vliv na průběh tvrdnutí betonu ana jeho pevnost. Naopak je výhodné mletí strusky na častice. které mají specifický povrch mezi 400 .a 800 mZ/ksz. Taková struska začíná tuhnout stejně jako cement, jsou-li k ní přidány alkalické soli, které působí jako aktivátory.le také známe, že tuhnutí a tvrdntjtí probíhá rychleji při zvýšené teplotě mezi 40 a 90 °C. Dále bylo pozorováno, že zásaditá reakce má příznivý vliv na strueku, která je rozemleta na částice se specitickou vrchovnou plochou větší než 400 mZ/kg. Proto je možno využívat mlecích přísad, například lignosulfâtu nebo jeho ekvivalentů,umtožňujícĺch jemnější mletí strusky, kterénavíc mohou působit jako plastifikační přísa-dy do betonove směsi.Pro výrobu hydraulického pojiva pro malty a betony je tedy možno používat strusky,-která je rozemleta na dostatečně jemné časticeke které jsou přidany alkalickéurychlovače tuhnutí a tvrdnutí směsi poji va an plniva s vodou. Za těchto okolností bylo gp-ozorováfno, že struslça nríže být součástí cementu ve funkci r§rchl-ovazněho~ pojlvíl.Hydratace strulsky a take pucolálnu může být podstatné zlepšena přidáním plastifíkačních přísad, zejména lignosultoíjátu nebo sulfonovaných lignilnů, popřípadě jiných sulíionovaných polyelektrolytů, přičemž poměr vody .a cementu v betonově směsi může být podstatné snížen. Přidáním různých urychlovačů tuhnutí e- tvrdnutí směsi, například alkalických hydroxidů nebo alkalických uhličitanů, popřípadě jiných alvkalických solí, je umožněno rpoužití pojiv s vysokým obsahom strusky také do rychlovazných cernentů. Tento přízniv-ý účinek je podobného druhu jako účinek zvýšení hodnoty pH, přičemž struska nebo pucoláln je aktivovan ve stejněm č~asověm intervalu jako nejintenzívnější účinek plastifikační přísady.Kromě toho bylo dále zjlštěno, žezásaditost má tím přízcnívější působení, čím je pomalejší reakce hydraulického pojiva v původním stavu, přičemž tento jev je tím výraznější, čím je pojivo jemnější mleté. Z toho plyne, že struslša začíná reagovat stejně j-ako cement, jsou-li do směsi přidány alkalické uhličitany a/nebo hydroxidy ve funkci .aktivátorůZ hlediska těchto poznatků je možno konstatoirat. že plastifikační jpřísladv. například liqnosulfát, a aktivátory, například NaOH a/nebo Na 2 CO 3, působí společně jako velmi účinná plastifiloačlní kombinace. Při mletí je možno rovněž přidávat známé mlecí přísady a jiné látky, zlepšující tekutost práškového pojiva, popřípadě některé vlastnosti betonu,vyrobeného z tohoto pojiva.Na základě těchto poznatků bylo navrženo pojivo pro maltybetonově směsi s nízkým vowdním součinitelem. obsahující V hmotnostní kroncentraci 50 .až 99,4 0/0 alespoň jednoho materiálu rx/hraného ze skorpiny zahrnující strusku. letavý popílek, technicky pucolán, a přírodní pucolán. přičemž tato první surovina má snecitický povrch alespoň 400 mŽ/kq. 0,15.0 9/0 alespoň jednoho sulfonorvoného polvelelštrolytu jako plastifikátoru a 0,5 až 8 9/0 requlátoru tuhnutí podle vynälezu, jehož podstata spoěívá tom, že regulátor tuhnutí a tvrdnutí je kombinací hvdroxidu sodného NaOl-l a uhličitanu uíłľlšâĺĺlCkéhñ kovu, vybraného ze skupiny zahrniljící uhličitan sodný Na 2 CO 5, uhličitan draselný K 2 COz rar uhličitan líthný Li 2 CO 3.kombinací hydroxldu sodného NaOH a uhličitanu sodného Nazcos.Množství hydroxidu sodného NaOH je v hmotnostní koncentraci 0,5 až 3,0 .a množství uhličitanu sodného NaoCOs rovněž 0,5 až 3 °/0.Pojivo může dále obsahovat v hmotnostní .koncentraci do 49,4 materiálu s vysokým obsahem válpna a vybraného ze skupiny zahrnující portlandský Cement-ový slínek a hašené vápno.Ztekucení je důležltým íaktorem pro umožnění použití malých koncentrací .alkalic-kých solí, například uhličitanu sodného Na 2 CO 3, a alkalických hyvdroxi-dů, například hydroxidu sodnéh-o NaOH. sou-li tyto látky přidavany V malých množstvích, pak podstatné zkracují dobu tuhnutí a tvrdnutí. Přítom vysoká hodnota pH urychluje vytvrzení směsi a v .kombinací se sulfonovaným polyelektrolytem, například lignosulíonátem »nebo sulťonovaným ligninem .apod., přispívá ke zvýšení plastitikačního účinku. Hydroxid sodný má rozhodující vliv na zkráceni doby tuhnutí a tvrdnutí směsi neb-o malty, avšak do určité míry také ovlivňuje ztekucení směsi.Hydraulické pojivo podle vynálezu je blíže objasněno. »pomocí několika následujících příkladů provedení..Při přípravě pojiva podle vynálezu se struska nebo jiné pucolänové substance se.melou za současného přidání hmotnostního množství 0,1 až 5,0 alkalického lignostílfátu nebo sulfonovaného sulfát-ovélwo ligninu a popřípadě společně s jinými Sülf-OHOVHnýmí polyelektrolyty, například s formoldehydmelaminem, formaldehydnaftalenem atd. a kondenzačními produkty .na jemnost od 400 do 800 mz/kg.V průběhu mletí je možno přidávat další přísady, které podporují a zlepšujĺ průběh mletí, zpracovatelnost pojiva, popřípadě vlastnosti betonu, vyrobeného z tohoto po 8 jiva, například přísady zlepšující tekutostpráškového pojiva, urychlovače .nebo zpo malovače tuhnutí a tvrdnutí apod.vynález se však neomezuje jen na přidávání alkalických hydroxidů a/nebo ~aulk.alic.kých solí .k pojivu v. průběhu mletí, přísady mohou být lpřidávány do pojíva odděleně po dokončení mletí, popří-padě v průběhu přípravy betonové směsi.Alkalické lignosultonáty nebo sulfono-vané alkaloligniny mají příznlvý vliv na mlecí vlastnosti pojiva. V průběhu mletí se mohou k pojivu přidávat regulatory tuhnutí a tvrdnutí, které je však možno přidávat také později.Přídává-lí se do pojiva cementov-ý slínek,je výhodnější semílat slínek -savmostatně a přidávat k němu stejné přísady jako vl předchozím případě.využitím jemného mletí jako jednoho ze základních faktorů pro zvýšení vuazebného účinku a současně využitím mlecích přísaud a regulátorů tuhnutí a tvrdnutí směsi získat bez ~oh 1 edu na obsah strusky .a/nebo jiných upucolánů rychle tvrdnoucí beton, vhodný zejména pro vytvrzovaní za tepla, který je odolný proti korozi a který může mit Velmi malý nebo dokonce žádný podíl cementového slínku podíl cementoveho slíunku se může pohybovat mezi 20 a 0 .Beton vyrobený z kameniva s maximální velikosti zrna do 12 mm a obsahující 400 kg pojiva na kubický metr betonu, byl podrojben zkouškám. zkušební krychle o straně 10 cm byla vytvrzována po dobu 7 hodin při teplotě 70 °C za současnéh-o působení zvýšeného tlaku. Pro zamezení přístupu vzduchu do betonu bylo použito trtbutylfosfátu jako přísady do betonové směsi.Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tabulce 1.1. Pojivo pro malty .a betonové směsi s nízkym vodním součinitelem, obsahující v hmotnostní koncentracl 50 až 99,4 0/0 alespoň jednoho materiálu vybraného ze skupiny zahrnující strusku, létavý popílek, techinícký pucolán .a přírodní pucolán, přičemž tato první surovín-a má specífický povrch alespoň 400 mZ/kg, » 0,1 .až 5,0 alespoň jednoho sulíonovaného polyelektrolytu jako plastifikátoru a 0,5 až 8 °/o regulátoru tuhnutí, vyznačené tím, že regulátor tuhnutí a tvrdnutí je kombinaci hydroxídu sodného NaO-H a uhličitanu alkalického kovu, vybraného ze skupíny zahrnující uhličitan sodný Nazcos, uhličltan draselný K 2 CO 3 a uhličitan lithný Li 2 C 03.I 2. Ponjivo podle bodu 1, vyznačené. tím, že regulátor tuhnutí .an tvrdnutí je kombinací hydroxídu sodného NaOI-í a uhllčitanu sodného Na 2 CO 3.3. Pojivo podle bodu 2, vyznačené tím, že množství hydroxidu s~odného NaOH je v hmotnostní koncentraci 0,5 až 3 a množství uhličitanu sodného rovněž 0,5 až 3 .4. Pojivo- podle bodu 1, vyznačené tím, že dále obsahuje v hmotnostní kon-centraci do 49,4.°/o materiálu s vysokým obsahem vá-pna a vybraného ze skupiny zahrnující portlandský cementový slínek a hašené vápno.

MPK / Značky

MPK: C04B 7/153

Značky: směsi, pojivo, betonové, malty

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-259505-pojivo-pro-malty-a-betonove-smesi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Pojivo pro malty a betonové směsi</a>

Podobne patenty