Rýchlo tuhnúce hydraulické spojivo

Číslo patentu: 283902

Dátum: 22.03.2004

Autor: Mitkova Darina

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Rýchlo tuhnúce hydraulické spojivo obsahuje spojivový komponent bez obsahu síranového nosiča a stekucovač bez obsahu sulfonátových skupín, pričom stekucovačmi na riadenie času spracovania sú polykarbonáty. Spojivo je možné použiť ako striekané spojivo, ako aj na výrobu striekaného betónu a na výrobu malty na opravy.

Text

Pozerať všetko

Číslo prihlášky 1558-99 Dátum podania prihlášky 12. 11. 1999Dátum nadobudnutia účinkov patentu 6. 4. 2004 Vestník UPV SR č. 4/2004Číslo príoritnej prihlášky 19 s 54 477.4Dátum podania prioritnej prihlášky 25. 11. 1998 Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 12. 6. 2000 Vestník UPV SR č. 06/2000Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTRýchlo tuhnúce hydraulické spoj ivoRýchlo tuhnúcc hydraulické spojivo obsahuje spojivový komponent bez obsahu síranovćho nosiča a stckucovač bez obsahu sulfonátových skupin, pričom stekucovačmi na riadenie času spracovania sú polykarbonáty. Spojivo je možné použiť ako striekaná spojivo, ako aj na výrobu striekanéhobetónu a na výrobu malty na opravy.Zloženie veľmi rýchlo tuhnúcich hydraulických spojív,ktoré sú v literatúre označované ako okamžite viažucc spojivo, je spojivo alebo zloženie spojív, ktoré tuhnú už počas rozmiešavania s vodou za značne citeľného vývoja tepla. Tieto okamžite viažuce spojivá tvrdnú už za niekoľko minút alebo dokonca sekúnd, takže k spevneniu dochádza už počas rozmiešavania malty. pričom ďalšie premiešanie malty eventuálne betónu už nie je možné.Okamžite viažuce spojivo sa vytvorí okrem iného z nenormovaných cementov, ktoré sa vyrábajú len mletím slinku bez primletia spomaľovačov ako sadry alebo anhydridu. Ak sa pomelie slinok portlandského cementu bez prísad,tak potom sa získa predovšetkým rýchle tuhnúci cement, ak ide o slinok bohatý na oxid hlinitý, pretože je zodpovedná za skoré tuhnutie veľmi rýchla hydratacia hlinitanu vápenatého, predovšetkým trikalciumaluminátu (C 3 A). Tým zreaguje rýchlo sa tvoriaci hydroxid vápenatý hydratáciou trikalciumsilikátu (C 35) v systémoch bez obsahu síranových nosičov s C 3 A a vodou na hydráty kalciumaluminátu. ktoré sa spoja na ozub, a tak spôsobia rýchle viazanie.Okrem toho bolo nájdené (Kühl, H. Der Baustoff Zement, VEB Verlag fúr Bauwesen, Berlin 1963), že majú portlandské cementy sklon predovšetkým potom k rýchlemu viazaniu, ked nebol slinok celkom ostro vypálený alebo ked obsahoval väčšie množstvo ľahkého výpalu. Zmá slinku. ktoré tu vznikajú. majú menej tesnú dutinu a vďaka svojej vysokej porozite majú väčší povrch. Takisto rýchlost ochladenia slinku môže spôsobiť rýchle viazanie (Boguc,R. H. The Chemistry of Portland Cement, Reinhold Publishing Corporation, New York 1955), taktiež tieto, z pomaly ochladených slinkov vyrobene cementy, ukazujú príslušne rýchle viazanie, ktore je sprevádzané citeľným vývojom tepla.le známe pridávanie prísad na ovplyvnenie vlastnosti čerstvosti a pevnosti betónu alebo malty, predovšetkým organických prísad k zloženiam. Niektore tieto prísady majú okrem svojho hlavného účinku tiež určité vedľajšie účinky. Tak ukazujú stekuťovače na báze ligninsulfonátu niekedy tiež spomaľujúci účinok pri výrobe cementu. To viedlo k tomu, že boli testované tieto lignínsulfonáty prípadne stekuťovače na báze lignínsulfonátu tiež ako substitucnty pre sadru, obsiahnutú v normovaných cementoch, na reguláciu tuhnutia slinkových múčok portlandského cementu. Tak je známe (Lukjanova, O. l. Segalova, E. E. Rebinder, P. A. The Effect of hydrophilic Plasticizers Additíons on the Properties of concentraded cement Suspension, Kolloidnyj zhurnal XIX, č. l, 1957), že spojivové lepidla z mletého slinku portlandského cementu, ktoré sa vyrobia bez pridania sadry za prídavku lignínsulfonátu poskytujú dostatočnú pevnost, pričom môžu byť tieto lepidlá vyrobené na základe stekuťovacieho účinku lignínsulfonátu s veľmi nízkym vodným súčiniteľom. Javy, ako zle tuhnutie nie sú pozorovanć. Lignínsulfonáty prípadne stekuťovače na báze ligninsulfonátu môžu byť nahradenć čiastočne alebo úplne stekuľujúco pôsobiacimi prísadami, ako napríklad kondenzačnými produktmi sulfónovaných fenolov alebo ľormaldehydov, alebo soľami nañalénsulfónových kyselín. Nadto je známe. že natriumlignínsulfonáty a uhličitan sodný majú spolu vplyv na hydratáciu slinku portlandského cementu(Odler, l., Duckstein, U. Becker, Th. On the Effect of Water solubles Lignosulfonates and Carbonates on Portland cement and Clinker Pastes, l. Physical Properties, Cement and Concrete Research. zväzok 8, str. 469 - 480. 1978). Pozorovaný stekuťovací efekt prísad súvisí zrejme s ich schopnosťou, že častice slinku vo vodnej suspenzii efektív ne disperguiú. Zo spisu DE 33 40 681 Al je zname použitie cementu bez sadry alebo anhydridu ako strickanćho cementu, prípadne v zmesi s prísadami ako suchého striekaného betónu, pričom tento známy cement môže obsahovat prísady ako stekuťovače. napríklad sulfónovane melamínformaldehydové živice. lignínsulfonát a nañalénsulfonát v množstve 0.1 až 5 hmotn. vztiahnuté na hmotnost cementu. Tieto prísady majú pôsobiť na úsporu vody a tým ako podporný utesňujúci prostriedok.Prídavkom prísad s obsahom sulfonátu do spojív, vyrobených zo slinku bez sadry. sa síce zlepší spracovateľnost,nevýhodný je však zlc ovládateľný prechod od primeraného množstva prísad s dobrou spracovateľnosťou na už neovládateľné, a preto nespracovateľné systémy. Predávkovanie prísad s obsahom sulfonátu v týchto systémoch, s cieľom spomaliť hydratáciu. môže viesť k sílnému poklesu počiatočnej a konečnej pevnosti. Strata pevnosti je spôsobená zrejme irreverzibilnou adsorpciou lignínsulfonátu a stekucovačov s obsahom sulfónu (napriklad mclamínformaldehydu) na trikalciumsilíkát (C 35). Tento absorpčný proces blokuje ďalšiu hydratáciu. Tým už nemôže byt zaistené náležite vystuženie a tuhnutie striekaného cementu podľa spisu DE 33 40 681 Al. Okrem toho nemôže byt zvýšený stekuťujúci účinok tiež pri prídavku väčších množstiev týchto stekucovačov nad stanovený rozsah.Okrem toho je známe (Klinhöfcr. P. Kistenmacher, K. Und Büchner, ll. Polycarboxylaty als neue Verilüssigergeneration, CoChem-Journal, S. Ročník. 4/97, str. 146 - 148) použitie polykarboxylátov pri betónových hmotách v stavebnom odbore. Tieto stekuťovače sa označujú ako Advanced Superplasticizers. lch stekuťovací účinok je nad účinkom lignínsultonátov. Tieto polykarboxyláty sa používajú vo väčšom rozsahu iba v .laponsku, kde boli zavedené už v roku 1987. Tieto polykarboxyláty poskytujú vyšší stekucovací účinok na vysoko pevné cementy bez spomalenia tuhnutia. Princíp účinku polyikarboxylátov sa vzťahuje na dva procesy. v prvom na elektrický odraz na základe negatívneho náboja polykarboxylatov (entalpický efekt), ako aj stérický odraz hlavnými alebo postrannými rcťazcami (entropický efekt). Kombinácia týchto procesov zdôvodňuie dobrý disperzný účinok polykarboxylatov, Aby sa nezastavil proces tuhnutia. predovšetkým aby mohli byt tieto cementy použité. je taktiež známe pridanie veľmi malých množstiev siranového nosiča. Tu je však ncvýhodné, že tieto síranové nosiče, pokiaľ ide o požadované spomalenie, je namáhavé dávkovat. S týmito síranovými nosíčmi sú spomalenia možne maximálne l minútu. Ďalej je tu nevýhodné. že pri použití takýchto spojív ako striekaných spojív. dochádza už pri nanášaní striekaného spojiva tohto druhu k väzbovým reakciám, že nemôže nancsené spojivo už vyvíjal trvalú pevnosť a vytvára drobivú hmotu.Uvedené nedostatky sú do značnej miery odstránené rýchlo tuhnúeim hydraulickým spojivom, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje spojivový komponent bez síranového nosiča a stekucovač bez sulfonatových skupín, pričom stekucovačmi na riadenie času spracovania sú polykarbonáty.Výhodne je. ked komponentom spojiva bez síranového nosiča je slinková múčka portlandského cementu.V ďalšom výhodnom uskutočnení komponentom spojiva bez síranového nosiča je zmes zo slinkovej múčky portlandského cementu alebo latentnýeh hydraulických látok ako múčka hutnickeho piesku alebo pucolánových látok ako tras, mikrosilika. meta-kaolínit, zeolit alebo zmes inertných jemne mletých kamenných múčok alebo hydraulických látok ako kremičitany vápenaté a hlinitany vapenaté alebo hydraulických vápien.V ďalšom výhodnom uskutočnení má spojivový komponent zloženia spojiva normálnu jemnosť cementu.V ďalšom výhodnom uskutočnení spojivový komponent zloženia spojivaje veľmi jemne mletý.V ďalšom výhodnom uskutočnení jednotlivé zložky spojivového komponentu majú rozdielne jemnosti, ktoré sú vzájomne V súlade.V ďalšom výhodnom uskutočnení spojivový komponent je zložený, v súlade s požadovanou počiatočnou pevnosťou alebo konečnou pevnosťou alebo hydratačnou rýchlosťou, z frakcií s rozdielnymi jemnosťami.V ďalšom výhodnom uskutočnení polykarboxyláty sú homo- alebo kopolyméry monomćrov s obsahom karboxylových skupín, ktorých bočné reťazce sú modifikované.Výhodné je, keď molárna hmotnosť polykarboxylátov je 5 000 až 50 000 ymol.Výhodné je tiež, ked stekucovač bez sulfonátových skupin je prítomný v množstve 0,25 až 2 hmotn., vztiahnuté na spojivový komponent.V ďalšom výhodnom uskutočnení spojivo obsahuje urýchľovač tvrdnutia.V ďalšom výhodnom uskutočnení ako urýchľovač tvrdnutia obsahuje alkalícký uhličitan alebo alkalický hydrouhličitan.Výhodné je tiež keď ako Urýchľovače tvrdnutia obsahuje alkalické hydroxidy.V ďalšom výhodnom uskutočnení ako urýchľovače obsahuje dusičnan vápenatý alebo alkalický kremičitan, alebo hydroxidy, alebo hydroxidy alkalických zemín, alkalické uhličitany alebo alkalické hydrouhličitany, alebo chloridy víacmocných katiónov, alebo alkalické sírany, alebo pyrosiričitany, alebo amínové zlúčeniny, alebo kalciumformiát. V ďalšom výhodnom uskutočnení je jeho zloženie dopredu namiešané ako suchá pracovná zmes.Podstatou vynálezu je aj použitie spojiva ako striekaného spojiva a jeho použitie na výrobu striekaného betónu ako aj na výrobu malty na opravy.Zloženie spojiva má aspoň jeden komponent spojiva bez síranového nosiča ako aj stekuťovača bez sulfonátových skupín. Bolo zistené, že pôsobí zvláštny stekuťovač bez sulfonátových skupín, predovšetkým polykarboxylaty,počas krátkeho časového rozpätia, napríklad 2 až l 0 minút tiež spomaľujúce pokiaľ ide o začiatok tuhnutia komponenty spojiva bez obsahu síranu. To vedie spätne k tomu,že stekuťovače bez obsahu sulfonátových skupín, predovšetkým polykarboxyláty, zabraňujú krátkodobćmu nežiaducemu rastu kryštálov.Ako komponenty spojiva môžu byť použité všetky vhodné, veľmi rýchlo tuhnúce hydraulické spojiva. Týmito sú predovšetkým slinkove múčky portlandského cementu,ale aj iné veľmi rýchlo tuhnúce hydraulické spojivá. Pod slinkami portlandského cementu sa rozumie normálny tovar. Slinková múčka portlandského cementu sa vyrába mletím slinku portlandského cementu, pričom sa naopak k portlandskému cementu pri mletí nepridáva žiadny síranový nosič ako saclra alebo anhydryd pri alebo pred mletím a zomelú sa so slinkom. Predovšetkým môžu byť taktiež p 0 užitć kombinácie zo slinkových múčok portlandskćho cementu alebo latentných hydraulických látok ako múčok hutníckeho piesku alebo pucolánových látok ako tras, mikrosilíká, metakaolinit, nespracované alebo temperované zeolity alebo inertné, jemne mleté kamenné múčky, ako múčka vápenea alebo hydraulické vápna, alebo kremičitanyvápenaté, alebo hlinitany vápenatć, alebo každá kombinácia z týchto zložiek, pokiaľ je spojivo, prípadne zloženie spoj iva z týchto komponentov veľmi rýchlo tuhnúce. Jemnosť použitých slinkových múčok, prípadne použitých zložiek spojiva, dosahuje od normálnej jemnosti cementu až po najvyššiu. Na reguláciu počiatočnej pevnosti, priebehu tuhnutia a konečnej pevnosti môže byť komponent spojiva zložený tiež z frakcií rôznej jemnosti. Okrem toho môžu mať tiež uvádzané jednotlivé zložky komponentov spojiva rozdielne jemnosti.Ako stekucovače bez sulfonátových skupín sa použivajú predovšetkým polykarboxyláty, predovšetkým modifikované polykarboxyláty, ktoré sú opísané napr. v patente DE 196 53 524 Al. lde väčšinou o homo- alebo kopolyméry monomérov, obsahujúcich karboxylové skupiny, ktorých bočné reťazce sú modifikované.Pritom môže obsahovať zloženie veľmi rýchlo tuhnúceho spojiva Urýchľovače. Vhodnými urýchľovačmí sú napríklad alkalické uhličitany alebo alkalické hydrouhličitany, ako aj dusičnan vápenatý, alkalické kremičitany alebo alkalické hydroxidy, hydroxidy alkalických zemín, chloridy víacmocných katiónov (napr. chlorid vápenatý), alkalické sírany, alkalické pyrosiričitany, amínove zlúčeniny ako aj kalciumformiát a ine známe urýchľovače, ako aj samozrejme zmesy z menovaných urýchľovačov.Urýchľovače sa použijú predovšetkým vtedy, keď sa proti nutnému stekuteniu pri nízkom vodnom súčiniteli spojiva pridá mnoho polykarboxylátov. Urýchľovaču môže byť nastavené spomalenie, predovšetkým keď toto vychádza nad požadovanú mieru.Stekucovač bez síranového nosiča, predovšetkým polykarboxylát sa pridáva v množstve 0,25 až 2 hmotn.,vztiahnuté na spojivo. Tým možno dosiahnuť príkladnć spomalenie 2 až 10 minút pri veľmi dobrom stekutení. Silným účinkom stekutenia môže byť znížené množstvo pridanej vody, a tým porozita spojivového lepidla, prípadne stvrdnutého spojivového kameňa, čím rastie pevnosť.Komponenty zloženia veľmi rýchlo tuhnúceho hydraulického spojiva, teda komponent spojiva, bezsíranový stekucovač alebo bezsíranove stekucovače, ako aj prípadne urýchľovače a ďalšie známe prímesi alebo prísady ako speňovadlá, môžu byť držané, pokial sú dopredu zmiešané v suchom stave, ako suchá pracovná zmes, ktorá sa musí na mieste použitia iba zmiešať s vodou. Toto môže prebiehať napríklad metódami, známymi z technológie striekaneho betónu. Akje stekucovač v kvapalnej forme alebo vo vodnej suspenzii, môže byť tento dispergovaný v rozrábajúcej vode a následne môže byť komponent spojiva rozpustený vo vode. Eventuálne potrebné ďalšie prísady, predovšetkým urýchľovače, môžu byť pridané následne alebo pri postreku na vtoku zmesi spojiva prípadne spojivovej suspenzie. Aby sa zachovali určite požadované medze pevnosti alebo priebeh a čas tuhnutía, prípadne vývoj pevnosti,môže byť držaný komponent spojiva vo svojom celku s rôznymi jemnosťami zma (frakciami), ktoré sa potom nakoniec zmiešajú na zmes, ktorú je treba použiť v súlade s aplikáciou. Ďalej je možné zmiešať spolu jednotlivé zložky komponentu spojiva ako slinkové múčky portlandského cementu, veľmi jemné múčky humíckeho piesku, ako aj ďalšie zložky s rovnakou alebo rozdielnou jemnosťou zma. Tu sa napriklad vyššou jemnosťou zrna prípadne zvýšením podielu veľmi jemných zŕn, zvýši hydratačná rýchlosť a pevnosť, pričom sa zvýši vyšším nárokom na vodu pri rovnakom množstve vody, podiel stekucovača. Pridavkom stekucovača môže byť nastavené tiež požadované spomalenie,prípadne opäť kompenzovaná príliš rýchla hydratácia. Ďa SK 283902 B 6lej je možné zmeniť reakčný čas cieleným pridavkom urýchľovačov.Pri veľmi rýchle tuhnúcich zloženiach spojiva podľa vynálezu je výhodou, že oproti známym zloženiam spojiva sa dosahuje predĺženého, ovládateľnćho času spracovania pri vyššej počiatočnej pevnosti. Pritom je čas spracovania jednoduchšie a ovládateľnejšie nastaviteľný, pretože sa možno zriecť použitia siranových nosičov na spomalenie spojivového systému a prípadne sa nastaví použitie známych urýchľovačov. Pritom môže byt nastavený otvorený čas spracovania veľmi citlivo použitím stekucovača bez sulfonátových skupin. prípadne spojiva s rozdielnymi jem« nosťami a prípadne použítím známych urýchľovačov. Tu sa docieli zloženie spojiva, ktoré môže optimálne súhlasiť s aplikáciou predovšetkým ako striekanć spojivo, a pritom vyvíja po naneseni veľmi vysokú pevnosť.Zloženie veľmi rýchlo tuhnúceho spojiva podľa vynáezu nachádza použitie ako striekaná spojivo alebo pri prídavku prisad na výrobu striekaného betónu, ako aj výrobu mált, predovšetkým mált na opravy diaľnic, potrubia a podobne.l. Rýchlo tuhnúce hydraulickćho spojivo, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že obsahuje spojivový komponent bez siranovćho nosiča a stekucovač bez sulfonátových skupin, pričom stekucovačmi na riadenie času spracovania sú polykarbonáty.2. Spojivo podľa nároku 1. v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že komponentom spojiva bez síranového nosiča je slinková múčka portlandského cementu.3. Spojivo podľa nároku l, v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že komponentom spojiva bez síranovćho nosiča je zmes zo slinkovej múčky portlandského cementu alebo latentných hydraulických látok ako múčka hutníckeho piesku alebo pucolánových látok ako tras. mikrosiliká, meta-kaolinit, zeolít alebo zmes inertných jemne mletých kamenných múčok alebo hydraulických látok ako krcmičitany vápenaté a hlinitany vápenatć alebo hydraulických vápien.4. Spojivo podľa jedného z predchádzajúcich nárokov,vyznačujúce sa tým, že spojivový komponent zloženia spojiva má normálnu jemnosť cementu.5. Spojivo podľa jedného z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c e s a tý m . že spojivovy komponent zloženia spojivaje veľmi jemne mletý.6. Spojivo podľa jedného z nárokov 1 až 5, v y zn ačuj úce sa tým, že jednotlive zložky spojivovćho komponentu majú rozdielne jemnosti, ktore sú vzájomne v súlade.7. Spojivo podľa jedného z nárokov 1 až ó, v y z n a č uj ú c e s a tým , že spojivový komponent je zložený, v súlade s požadovanou počiatočnou pevnosťou alebo konečnou pevnosťou, alebo hydratačnou rýchlosťou,z frakcii s rozdielnymi jemnosťami.8. Spojivo podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým. Žepolykarboxyláty sú homo- alebo kopolyméry monomérov s obsahom karboxylových skupín, ktorých bočné reťazce sú modifikovane.9. Spojivo podľa nároku 8, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že molárna hmotnosť polykarboxylátov je medzi 5 000 až 50 000 g/mol.10. Spojivo podľa jedného z predchádzajúcich nárokov,vyznačujúce sa tým. že stekucovač bezsulfonátových skupín je prítomný v množstve 0.25 až 2 hmotn vztiahnute na spojivový komponent.l 1. Spojivo podľa jedneho z predchádzajúcich nárokov. vyznačujúce sa tým, že obsahuje urýchľovač tvrdnutia.12. Spojivo podľa nároku 11, v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že ako urýchľovač tvrdnutia obsahuje alkalický uhličitan alebo alkalický hydrouhličitan.13. Spojivo podľa nároku 11 a/alebo 12, v y z n a č uj ú c e s a tý m . že ako urýchľovače tvrdnutia obsahuje alkalické hydroxicly.14. Spojivo podľa nároku 13, v y z n a č uj ú c e s a t ý m . že ako urýchľovače obsahuje dusičnan vápenatý alebo alkalický kremičitan, alebo hydroxidy, alebo hydroxidy alkalických zemin, alkalické uhličitany alebo alkalické hydrouhličitanyą alebo chloridy viacmocných katiónov, alebo alkalické sirany. alebo pyrosiričitany, alebo amínovć zlúčeniny, alebo kalciumformiát.15. Spojivo podľa jedného alebo viacerých z predchádzajúcich nárokov, vyznačuj úce sa tým,že jeho zloženie je dopredu namiešanć ako suchá pracovná zmes.16. Použitie spojiva podľa jedného z nárokov 1 až 15 ako striekanćho spojiva.17. Použitie spojiva podľajedného alebo viacerých nárokov 1 až 15 na výrobu striekanćho betónu.18. Použitie spojiva podľa jedneho alebo viacerých narokov 1 až 15 na výrobu malty na opravy.

MPK / Značky

MPK: C04B 28/02

Značky: rýchlo, hydraulické, spojivo, tuhnúce

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-283902-rychlo-tuhnuce-hydraulicke-spojivo.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Rýchlo tuhnúce hydraulické spojivo</a>

Podobne patenty