CS203258B1

CS203258B1 - Method of producing mixtures of silicate concrete

Info

Publication number: CS203258B1
Application number: CS767570A
Authority: CS
Inventors: Goetz Kneschke; Juergen Gottschalk; Gunter Ilgen; Hartmut Schulze; Wolfgang Scheibe; Hans-Joachim Kuehn; Gerd Kuehne
Original assignee: Goetz Kneschke; Juergen Gottschalk; Gunter Ilgen; Hartmut Schulze; Wolfgang Scheibe; Kuehn Hans Joachim; Gerd Kuehne
Priority date: 1975-11-24
Filing date: 1976-11-23
Publication date: 1981-02-27
Also published as: DD126973A1; DE2647491A1; DD126973B1; NL7612086A; SE441089B; SE7613091L

Description

Vynález se týká způsobu výroby směsí silikátového betonu, zejména hutného silikátového betonu pro velkorozměrové stavební prvky.

Z patentového -spisu NDR WP 106 621 na str. 2 je známa výroba směsí hutného sílíkátového betonu, složeného z

6,0 až 12,5 °/o páleného vápna s obsahem CaO>80 %,

6,7 až 14,0 % křemenného písku mletého s obsáhám S^:Ch>90 %,

73,5 až 87,3 % křemenného písku 0-4 mm, 13 5 až 18,0 °/o vody.

Namísto páleného vápna se může použít stejné množství vápenného hydrátu. Míšení všech složek se může prováděe buď současně, nebo po sobě v účelném pořadí. Tato směs se pak obvyklým způsobem formuje, zhutní vibrováním a pak určitým způsobem vytvrdí vodní párou v autoklévu. Dále je známé následující složení, rovněž popsané v patentovém spise NDR WP 106 621 na str. 9:

0,5 až 2,0 % anhydritu,

6,7 až 37,5 % mletého křemenného písku, 4T5 až 8⁷ _;3 %křemenného písku 0—4 mm,

1.3,0 cž 18,0 % vody.

Přídavný cement a/nebo pálené vápno a anhydrit zlepšuje tekutost směsi a váže po zhutnění před tím nutný přebytek vody. Podle uvedeného navrženého způsobu se může dosáhnout zvýšení tekutosti obecně snadno zhutnitelných směsí silikátového betonu přídavkem plastifikačních přišed a/nebo přísad vytvářejících vzdušné póry, bez nutnosti práce s přebytřem vody. Podíl cementu a/nebo páleného vápna jakož i anhydritu zůstávají jako přísada podporující tekutost zachovány.

Dále je známo, že se získá vysocepevnv silikátový beton, rozdělá-li se křemenná moučka s vápenným hydrátem v hmotnostním poměru 45 : 55 s až 65 % přísad vodou, zamíchá, zformuje a vytvrdí. Pro vysocepevný silikátový beton má mít křemenná moučka podle závislého patentu NDR č. 58 465 jemnost 5 až 90 ₍am, přičemž maximální jemnost je omezena následující zrnitostí jako zbytkem Z na sítě v procentech:

4,0 až 8,5 °/o vápenného hydrátu,

1,5 až 4,5 % cementu a/nebo páleného vápna,

0 3 2 58

Velikost zrna v μΠΙ	Zbytek na sítě Z v %
5	70,5
10	59,5
20	40,2
40	15,7
63	3,5
90	0

Míšení a zhutnění čerstvé směsi betonu se podle toho provádí s více než 15 hmotnostními procenty volné vody, Přebytečná voda umožňuje zhutnění bez použití lisů. Již při jednoduchém vibračním zhutnění se má dosáhnout výlisků bez struktury, Přebytečná voda, vystupující při zhutňování, se během tohoto pochodu odvádí savými vložkami, síty nebo drenážemi.

Nedostatek uvedených známých způsobů spočívá v tom, že se jednotlivými opatřeními u jednotlivých operací dosáhne sice zlepšení na jedné straně, které je však třeba na druhé straně vykoupit dalšími technickými a ekonomickými oběťmi. Vedou v pochodu mletí, hašení páleného vápna a zhutňování k disproporcím při ovládání látkových procesů, což jde konečně k tíži technologicky potřebného času a plynulosti pochodu.

Účelem vynálezu je nalézt způsob výroby směsí silikátového betonu, zejména hutného silikátového betonu pro velkorozměrové stavební prvky při zamezení uvedených nedostatků, jímž by se dal průmyslový pochod bezpečněji zvládat komplexním použitím jednoho opatření a potřebný výrobní čas zkrátit,

Vynález vychází z úkolu navrhnou! způsob výroby · směsí silikátového betonu, u něhož se již v počáteční operaci zlepší jemnost mletí popřípadě při stejné jemnosti zkrátí doba mletí přídavkem povrchově aktivních látek a dosáhne zpoždění a zrovnoměrnění ' hašení páleného vápna, lepší zpracovatelnosti čerstvé betonové směsi bez přebytku vody a větší pevnosti, i při sníženém podílu mletého křemeného písku.

Uvedený úkol je podle vynálezu řešen tím způsobem, že se již první operace mletí provádí s přídavkem 0,005 až 0,15 % hmotnostních, zejména 0,02 až 0,10 % hmotnostních povrchově aktivních látek a/nebo třísliv, vztaženo na sušinu směsi., zejména karboxylových kyselin, aminoalkoholů, sloučenin s hydroxylovými skupinami a syntetických třísliv, k složkám silikátového betonu — křemennému písku a/nebo vápnu.

Shora uvedené povrchově aktivní látky a/nebo třísliva se přidávají v operaci míchání.

Podle dalšího význaku se používá jedna povrchově aktivní látka nebo tříslivo nebo směs nejméně ze dvou povrchově aktivních látek a/nebo třísliv.

Použitím zařízení pro nejjemnější mletí, například vibračního mlýnu, a s použitím popsaných povrchově aktivních látek a/nebo třísliv jako pomocných prostředků při mletí křemenného písku, se získá velmi jemný křemenný písek jako pojivá složka. Jemnost z křemenného písku musí ležet v rozsahu jemnosti mezi zrnitostí 1 a 2, jako zbytku Z na sítě, podle následující tabulky 1:

Tabulka 1

Velikost zrna	Zrnitost	Zrnitost
v μΐη	1	')
5	69,0	42.5
10	57,0	25.5
20	37,0	9,0
40	15,5	0,7
63	5,5	0
90	0	0

Výhoda tohoto opatření spočívá v tom, že podíl mletého křemenného písku ve směsi betonu lze snížit na 3,0 až 6,0 hmotnostních procent bez ztráty pevnosti, protože SiOh velmi jemného křemenného písku, zrcagující na zpevňující OSH—fáze, se nesnižuje. O^j^ií-li přeměna SiO2 mletého křemenného písku obvykle 20 až 30 hmotnostních procent, pak činí přeměna SiOz při použití velmi jemného křemenného písku v rozmezí zrnitosti 1 a 2 podle tabulky 1 70 až 80 hmotnostních procent mletého křemenného písku. Snížení podílu mletého křemenného písku snižuje náchylnost k vytvoření . trhlin ve vytvrzeném betonovém prvku. Vzdor snížení podílu mletého křemenného písku na 3,0 až 6,0 hmotnostních procent se ztekucovacím účinkem povrchově aktivních látek nebo třísliv zlepší tekutost těchto směsí

Úkol podle vynálezu je též řešen podle následujícího principu: Viskozitní minimum obvyklých směsí silikátového betonu za míchaných vodou se dosáhne, umele-li se křemenný písek na měrný povrch 3000 až 5000 cm2/g- Tento povrch křemenných písků je v zařízeních pro jemné mletí dosažitelný též bez přídavku povrchově aktivních látek. Překvapivě se ukázalo, že uvedená jemnost křemenného písku vede vždy k viskozitnímu minimu nezávisle na podílu křemenného písku a vápna v čerstvé betonové směsi. Množství vápna ve směsi silikátového betonu může tedy činit 5,0 až 13,0 hmotnostních procent a množství křemenného písku 7,0 až 20,0 hmotnostních procent. Výhoda tohoto opatření spočívá ve zlepšení tvarovatelnosti velkorozměrových betonových prvků, to znamená v rovnoměrnějším vibračním zhutnění po celé . ploše stavebního prvku bez přídavného zatížení. Kromě toho se dosahuje větší pevnosti betonu.

Přidají-li se v rámci dalšího rozvinutí způsobu povrchově aktivní látky nebo třísliva ke směsi silikátového betonu v uvedeném rozsahu koncentrace, pak se posune viskozitní minimum čerstvé betonová směsí v důsledku ztekucovacího účinku směrem k ještě nižším viskozitám, takže lze dokonce hovořit o součtu účinků.

Zpracování páleného vápna v průběhu technologie výroby směsi silikátového betonu se provádí rovněž za přídavku povrchově aktivních látek nebo třísliv až do použití páleného vápna ve směsi silikátového betonu. Mletí páleného vápna s obvyklou jemností 10 % zbytku na sítě pod 90 se přídavkem povrchově aktivních látek nebo třísliv při stejné jemnosti mletí podstatně urychlí, nebo při stejném výkonu mlýna se jemnost mletí zvětší.

Při hašení páleného vápna se vyhasí v první fázi hašení jeho nejjemnější částice velmi rychle, zatímco rychlost vyhašení větších těles klesá se stoupající dobou hašení. Povrchově aktivní látky nebo třísliva přidané již při mletí zpomalují vysokou rychlost hašení nejjemnějších částic, mají naproti tomu jen nepodstatný vliv na rychlost hašení větších zrn v důsledku jejich menšího povrchu, takže kromě zpomalení hašení lze dosáhnout zrovnoměrnění hašení páleného vápna nebo částečně vyhašeného páleného vápna. Míšení směsi silikátového betonu s vodou má podstatnou výhodu, neboť se prodlužuje doba zpracovatelnosti při tvarování čerstvé betonové směsi.

Příprava čerstvého betonu zahrnuje míšení tuhých křemičitých složek se záměsovou vodou. Povrchově aktivní látky nebo třísloviny, jež se nacházejí v mletém křemenném písku, popřípadě v mleté vápenné složce s melivem nebo se přidají během míšení čerstvého betonu v popsané koncentraci, vedou ke snížení potřeby vody. Kromě lepší tekutosti čerstvé směsi silikátového betonu se zlepší vláčnost této směsi. Rozdíly v pevnosti vytvářením vrstev a nehomogenita ve struktuře betonu se tím vyloučí.

Rovněž účinným opatřením je, přidají 11 se povrchově aktivní látky a/nebo třísliva za dodržení uvedeného rozmezí koncentrace částečně v operaci mletí a částečně během míšení v libovolném poměru. Dále je úspěšné, připraví-li se směs nejméně ze dvou povrchově aktivních látek a/nebo třísliv a tato se použijePevnost betonu betonových prvků vytvrzených v autoklávu se zlepší, když se křemenný písek umele v zařízeních pro jemné mletí s uvedenými povrchově aktivními látkami a/nebo tříslivy v koncentracích 0,005 až 0,10 hmotnostního procenta. Účinkem těchto látek jako pomocných prostředků pro mletí se dosáhne jemnější křemenné moučky než při obvyklém mletí. Tato větší jemnost křemenné moučky vyvolává lepší vytvoření CSH—fází v autoklávu a.tím větší pevnost betonu v prvcích ze silikátového betonu.

Pridají-li se povrchově aktivní látky a/nebo třísliva teprve při míšeni směsi silikátového betonu, vede ztekucovací účinek ke známému snížení potřeby vody v čerstvé betonové směsi, což umožňuje lepší zhutnění, a to se opět projevuje ve zvýšení pevnosti betonu.

Navrhovaná opatření, to znamená ovlivnění všech stupňů pochodu výroby směsí silikátového betonu povrchově aktivními látkami a/nebo tříslivy dokazují svou, efektivnost z technického a ekonomického hlediska.

Způsob podle vynálezu objasňují následující příklady provedení.

P říklad 1

Formou tabelárního srovnání je znázorněno použití povrchově aktivních látek .a/nebo třísliv při mletí křemenného písku pod

3,5 mm v kulovém mlýnu, jakož i ve hmotě silikátového betonu (zhutnění a vytvrzení) oproti materiálům bez povrchově aktivních látek a/nebo třísliv (uvedeno v procentech zvýšení).

Jsou použity následující povrchově aktivní látky a třísliva:

Ze skupiny karboxylových kyselin směs syntetických mastných kyselin s délkou řetězce Cd až Cs, ze skupiny aminoalkoholu trietanolamin, ze skupiny sloučenin s hydroxylovými skupinami dodecylalkohol. Z třísliv je voleno syntetické tříslivo Dabrogan. Koncentrace přísady činí vždy 0,05 hmotnostních procent vztaženo na sušinu.

Stupeň pochodu

Zvýšení v procentech oproti materiálům bez přísad mastná kys. trietanol- dodecyl- Dabrogan

Cd—Cs amin alkohol

Mletí počát. hodnota
2000 cm²/g Zhutnění čerstvého betonu	+ 15,0	+ 25,0	+ 20,0	+ 10,0
— Tekutost (stupeň rozlití) Vytvrzení silikátového betonu — Pevnost v tlaku	+ 65,0	+ 43,0	+ 35,0	+ 50,0
počáteč. hodnota 30 MPa	+ 12,0	+ 14,0	+ 10,0	+ 7,0

livo Dabrogan v dílech o koncentraci vždy

0,03 hmotnostních procent, vztaženo na sušinu, , při mletí a při míšení. Mletí křemenného písku se provede s trietanolaminem,

Příklad 2

Na základě příkladu 1 se přidá povrchově aktivní látka trietanolamin a syntetické třís203258 nejúčinnějším pomocným prostředkem pro mletí, čímž se dosáhne zlepšení podle příkladu 1. Při míšení hmoty silikátového betonu se přidá se záměsovou vodou stejné množství Dabroganu. Zlepšení tekutosti a pevnosti tlaku (vytvrzení) je na stejné úrovni jako v příkladu 1 hodnot pro Dabrogan

Příklad 3

Podle příkladu 1 se namísto jedné povrchově aktivní látky přidá směs dvou povrchově aktivních látek 50 % mastné kyseliny C-j až Cso á 50 % trietanólaminu v koncentraci 0,05 hmotnostních procent, vztaženo na sušinu, к mletému křemennému písku. Zlepšení mletí při počáteční hodnotě jemnosti mletí 2000 cm²/g činí v tomto případě 21,0 %, tekutosti 52,0 % a pro pevnost v tlaku při počáteční hodnotě 30,0 MPa 5,0 %. _K

Příklad 4

V kontinuálně pracujícím vibračním mlýnu se mele křemenný písek o zrnění 3,15 mm za přídavku 0,05 % trietanólaminu na následující jemnost (jako zbytek na sítě Zj:

Velikost zrna v μΐη	Zrnitost Z v %
5	62,0
10	43,0
20	25,5
40	6,7
63	0,9
90	0

5,0 hmotnostních procent tohoto velejemného křemenného písku se přidá namísto 12,0 hmotnostních procent obvykle používaného křemenného písku o 1520 až 1200 cm²/g do hmoty silikátového betonu. Tekutost čerstvého betonu je vzdor sníženému podílu křemenného písku řádově stejná jako čerstvého betonu s křemenným pískem o jemnosti 1500 až 2000 cm²/g. Betonové prvky bez trhlin mají stejnou pev nost v tlaku 30,0 MPa jako prvky s menší jemností křemenného písku.

Příklad 5

Křemenný písek o zrnění pod 3,15 mm se umele v kulovém mlýnu na jemnost 3700 cm²/g. Směs silikátového betonu se skládá z:

5,0 hmotnostních procent CaO,

0,7 hmotnostních procent křemenného písku shora uvedené jemnosti,

84,7 hmotnostních procent křemenného písku 0—3,15 mm,

9,2 hmotnostních procent vody.

Tato směs silikátového betonu má oproti směsím s jemností křemenného písku 1700 cm²/g nébo 6300 cm²/g výrazné viskozitní minimum, takže se dosáhne úplného obalení ocelové výztuže při zhutňování vibrováním. Oproti siiiesi silikátového betonu s křemenným pískem o 1700 cm²/g je kromě toho možné zvýšení pevnosti v tlaku z 30,0 MPa na 41,0 MPa. ' ' ·

К popsané směsi silikátového betonu se přidá sě záměsovou vodou 0,05 hmotnostních procent’ mastné kyseliny Ci až Сч, vztaženo na tuhou hmotu směsi. Viskozitní minimum čerstvého betonu popřípadě jeho tekutost se sníží o stejnou hodnotu podle příkladu 1.

Příklad 6

К pálenému vápnu se přidá 0,10 hmotnostních procent mastné kyseliny Ci až Cs, vztaženo na tuhou látku a umele se v kulovém mlýnu na 6000 cm²/g. Při stejné zkoušce bez povrchově aktivních přísad se získal při stejné době mletí povrch 5100 cm²/g.

Rychlost hašení páleného vápna podle P’evovy metody se sníží použitim 010 % mastné kyseliny Ci až Cs oproti vzorku páleného vápna bez přísady následujícím způsobem:

Pálené vápno	Rychlost hašení ve °C/min po době hašení: 5 min. 10 min. 30 min 60 nn i.
bez přísady 0,10 % mastné kyseliny	1,19 1,26 -0,23 0,00 0.70 1,11 0,48 0,08

Claims

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Způsob výroby směsí silikátového betonu z křemenného písku, vápna a vody pro velkorozměrové stavební prvky z hutného silikátového betonu v po sobě jdoucích operacích mletí křemenného písku, hašení páleného vápna mletého samostatně nebo ve směsi s pískem a míšení mletého křemen ného písku s vyhašeným nebo čás^fečno hašeným páleným vápnem a záměsovou vodou, vyznačující se tím, že se již první operace mletí provádí s přídavkem 0,005 až 0,15 % hmotnostních, zejména 0,002 až 0,10 % hmotnostních, povrchově aktivních látek a/nebo třísliv, vztaženo na sušinu směsi, zejména karboxylových kyselin, aminoalkoholů, sloučenin s hydroxylovými skupinami a syntetických třísliv, ke složkám silikátového betonu — křemennému písku a/nebo vápnu.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se část povrchově aktivních látek a/nebo třísliv přidává v operaci míšení.

3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se ke směsi, silikátového betonu přidává velmi jemný křemenný písek jako jedna složka pojivá s jemností mezi zrnitostí 1 a 2, jako například při zrnitosti 5 se zbytkem na sítu mezi 69,0 a 42,5 %, v množství 3,0 až 6,0 % hmotnostních, obsahující povrchově aktivní látky a/nebo trísliva.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím že se přidává mletý křemenný písek o měrném povrchu 3000 až 5000 cm²/g v množství 7,0 až 20,0 % hmotnostních a s podílem 5,0 až 13,0 % hmotnostních vápna, vztaženo na sušinu směsi silikátového betonu.