CS213983B1 - Urychlovač tuhnutí a tvrdnutí cementů - Google Patents

Abstract

Urychlovač tuhnutí a tvrdnutí cementů na bázi portlandských slínků vhodný zvláště pro technologii stříkaného betonu. Při výrobě stříkaného betonu je nutné zabezpečit co nejrychlejší tuhnutí cementu po přimíchání vody v trysce. Výhodné je, když urychlovač zvyšuje počáteční pevnosti a nesnižuje velmi pevnost konečnou. Bez dostatečně rychlého tuhnutí směs opadává zvláště ze stropních částí konstrukcí a není možné vytvářet nástřiky velké tlouštky v jedné operaci. U zavodněných podkladů je před zatuhnutím rozplavovaná vodou. ? Prakticky okamžité tuhnutí se dosahuje podle vynálezu relativně malými přídavky přísady pozůstávající z hlinitanového cementu a alkalického karbonátu nejlépe kalcionované sody v hmotnostním poměru 97,5 až 50 ku 2,5 až 50. Složky přísady se homogenizují za současného mletí. Regulací poměru složek možno regulovat vliv na rychlost tuhnutí, počáteční a končenou pevnost optimálně pro daný druh cementu, teplotu a jiné podmínky. Vedle stříkaného betonu může být urychlovač využitý pro zálivky těsnění průsaků a jiné práce. 213983

Description

Tento vynález se týká přísady pro urychlení tuhnutí a tvrdnutí cementů na bázi pertlandských slínků vhodné zvláště pro technologii stříkaného betonu, pozůstávající z alkalického karbonátu a hlinitanového cementu.

Při výrobě stříkaného betonu je nutné zabezpečit co nejrychlejší tuhnutí cementu po přimíchání vody v trysce. Výhodné je, když urychlovač zvyšuje počáteční pevnosti a nesnižuje velmi pevnost konečnou. Nutnost vyvolat okamžité tuhnutí odlišuje urychlovače pro stříkaný beton od urychlovačů užívaných při běžných způsobech betonáže anebo při zimních pracích, protože v těchto případech není okamžité tuhnutí vhodné, aby bylo možné směs před zatuhnutím zpracovat. Při stříkaném betonu se voda mísí s cementem a kamenivem až v trysce, směs je okamžitě vrhaná na podklad a okamžité tuhnutí je nezbytné zvláště když mají být nastříkavané v;ětŠÍ tlouštky vrstvy a když jde o stříkání na zavodněný podklad. Bez dostatečně rychlého tuhnuti směs opadává, zvláště ze stropních částí konstrukce, anebo je rozpla vována vodmu.

V ČSSR se užíval urychlovač podle čs. patentu č. 127 473. Změnou technologie výroby AlgOp Při které vznikala surovina pro tuto přísadu, byla omezená možnost její výroby a tím i výroby přísady podle tohoto vynálezu. Přísady na bázi chloridů nejsou použitelné vzhledem na nebezpečí koroze ocele a to tim více, že v danném případě jde většinou o práce ve vlhkém prostředí a dávky chloridů pro dosáhnutí okamžitého tuhnutí by musely být velmi vysoké. Tuhnutí urychlují i alkalické křemičitany a karbonáty. Společnou nevýhodou je, že dávky pro dosáhnutí požadovaného zrychlení tuhnutí jsou vysoké, takže mají za následek nežádoucí zvýšení obsahu alkalií v betonové směsi a negativní důsledky pro konečnou pevnost případně objemovou stálost a riziko alkalické koroze výztuže. Urychlovací účinek je v mnoha případech nedostačující a změny dávky vyvolávají někdy opačný efekt než je očekávaný - například pokles účinnosti s rostoucí dávkou nebo naopak. Zvýšený obsah v ovzduší při stříkání má v důsledku alkaličnosti nežádoucí hygienické vlivy. Je též známo, že směs portlandského cementu s hlinitanovým tuhne rychleji než tyto cementy samotné. Pro dosáhnutí okamžitého tuhnutí potřebného při stříkaném betonu by věak přídavek hlinitanového cement musel činit 30 až 40 % i více z hmotnosti portlandského, což je neúnosné ekonomicky i technicky vzhledem na další fáze tvrdnutí.

Prakticky okamžité tuhnutí stříkaného betonu možno dosahovat relativně malými přídavky urychlovače podle vynálezu pozůstávajícího z hlinitanového cementu a alkalického karbonátu nejlépe kalcinované sody. Obsah hlinitanového cementu v přísadě může být 97,5 % až 50 % a kalcinované softy 2,5 % až 50 %, nejúčelněji 15 % až 30 %. Obdobné poměry platí i pro jiné alkalické karbonáty. Takovou přísadou se dosahuje požadované zrychlení tuhnutí tak malými přídavky, které jsou nedostatečně účinné i při. přidávání samotného hlinitanového cementu nebo karbonátu, jak je ukázáno dále na příkladech. Současně se přes zvýšení urychlo vacího účinku na tuhnutí snižuje negativní vliv samostatných složek na konečnou pevnost. Počáteční pevnost naopak roste podstatně více než při přidání stejného množství složek samotných jak ukazuje příklad. Sledovalo se tvrdnutí směsi cementu : kamenivo 1 : 2 s v/c = 0,5 a tuhnutí cementové kaše s v/c = 0,35 při použiti záměsové vody teploty + 12 ®C.

213983	2
Cement	Přídavek v	% hmot-	Začátek	Pevnost	v tlaku MPa	za dobu
	nos ti cementu	tuhnutí		24 hodin
	hlinitanový cement	NagCO-j	min	6 hodin	28 dní
Port-	0	0	>60	0f23	3,9	•
land	10	0	15	0,23	3,2
400	20	0	6
	30	0	4
	0	1	3	0,3	5,9
	0	5	3.
	5	1	1,5	1,4	8,8
	10	1	1,0	2,15	6,3
Strusko-	0	0	>60	0,00	2,3	18,6
10	0	10	0,16	2,1	11,4
portland 250	0	1	10	o;oo	2,8	14,0
0	2	6	0,29	2,5	12,3
	10	1	4	0,50	4,2	15,5
	5	1	4	0,40	3,5	15,0 .

Protože pro rychlost narůstání pevnosti je rozhodující obsah a druh slinku v cementu, jsou vyšší počáteční pevnosti - při obdobném tuhnutí - dosahované s portlandskými cementy než se směsnými a to při stejném přídavku urychlující přísady, jak ukazuje druhý příklad:

Poměr složek spojiva Pevnost v tlaku MPa Začátek tuhnutí

PC 400 Hlinitá- Na^CO-, 5 hod. 24 hod. 3 dny kaše s_v/c=0,4 nový ce- ^J hodin ment

100		-	0,0	2,7	12,9	4,0
100	-	2	0,1	5,7	11,2	0,1
95	5 ·	-	0,0	2,5	11,0	5,0
90	10	-	0,0	2,0	10,4	4,25
80	20	-	0,0	1,8	9,8	2,30
60	40	-	2,3	3,3	9,4	0,17
95	5	2	1,0	7,1	12,8	0,05
90	10	2	2,5	9,4	13,5	0,03

Je zřejmé, že samotný hlinitanový cement či soda neumožňují dosáhnout ani ve vysokých dávkách srovnatelné působení s účinkem současného přídavku hlinitanového cementu a sody, přidaného v malé dávce. Zatímco počáteční rychlost tuhnutí a tvrdnuti je mnohonásobně Vyšší, snížení konečné pevnosti je nižší než při přídavku samotného hlinitanového cementu nebo sody. To je překvapující, protože se dosud považuje za obecně platné, že urychlovače snižují konečnou pevnost úměrně zrychlení tuhnutí, které způsobují. Účinek dosahovaný přísadou podle vynálezu závisí stejně jako u všech jiných urychlovačů pochopitelně i od aktivnosti cementu a teploty. Zkoušky provedené s 6 různými portlandskými a struskoportlandskými cementy však ukázaly, že běžné druhy cementů vyráběných na bázi portlandských slínků možno urychlit tak, aby tuhly při teplotě + 20 °C prakticky okamžitě už při přidání 4 až 8 % z hmotnosti cementu urychlovače s poměrem hlinitanový cement : kalcinované soda 5 : 1 až 3 hmotnostně Významné urychlení tuhnutí respektive zvýšení účinku samotného hlinitanového cementu se však dosáhne už i malým současným přídavkem sody jako je na příklad při poměru hlinitanový cement : soda 20 : 1, jak ukazuje příklad zkoušek tuhnutí kaše z portlandského cementu s v/c = 0,35«

Přídavek v % hmotnosti portlendského cementu

Hlinitanový NagCO, cement ^J

3......

Začátek tuhnutí minut od přidání vody

0	0	>60
10	-	15
10	0,5	1,5
5	0,5	4,0
5	1,0	1,5
10	1,0	1,0

To poskytuje možnost regulovat tuhnutí podle potřeby při přídavcích urychlovače, které obecně při běžných případech nepřekračují 10 % z hmotnosti cementu či už portlandského alebo struskoportlandského. To nevylučuje pochopitelně použít případně i vyěší dávku pokud si to vyžadují další vlivy jako nízké teplota, vysoký obsah hydraulických přísad v cementu a podobně.

Zkoušky též ukázaly, že krystalický uhličitan sodný a uhličitan draselný vykazují při stejném poměru k hlinitanovému cementu menší urychlovací efekt než kalcinovaná soda.

Při výrobě stříkaného betonu stejně jako při jiných výrobách cementových směsí s urychlovačem podle vynálezu možno přidávat obě složky nezávisle nebo předem předmíchané v stanoveném poměru.

Zvýšené účinnosti přísady se dosáhne, je-li smíchávání složek provedeno za současného mletí například kulovým, vibračním, tyčovým či jiným mlýnem.

Vedle stříkaného betonu může být urychlovač využitý pro zálivky, těsnění průsaků a jiné práce, vyžadující okamžité tuhnutí cementů na bázi portlandských slínků.

Claims (2)

1. Urychlovač tuhnutí a tvrdnutí cementů na bázi portlandského slínku, vyznačený tim, že pozůstává z hlinitanového cementu a alkalického karbonátu nebo směsi alkalických karbonátů v· hmotnostním poměru 97,5 až 50 dílů hlinitanového cementu a 2,5 až 50 dílů karbonátu.

2. Urychlovač podle bodu 1, vyznačený tim, že jako karbonát se použije kalcinovaná soda.

Vytiskly Moravské tiskařské závody,