CS214137B1 - Beton s vysokou koróznou odolnosťou - Google Patents

Description

1 214137

Tento vynález sa týká betonu s vysokou koróznou odolnostou.

Je známe (kalousek G. L., Porter L. C., Benton E.J.:"Concrete for long time Service insulfáte envitonment" Cement and concrete research, Vol. 2, n8 i, str. 79), že betony,ktorého sú vyrobené zo síranovzdorného cementu so zníženým obsahom trikaleiumalúminátu C^Apodliehajú síranovej korózii. fialej je známe (Jambor J.s "Vplyv puzolánovej prímesy na odolnost cementu proti sírano-vým roztokom a na mechanizmus viazania SOj, Stavebnícky časopis SAV, XIV, 1967, č. 9, str.511),že niektoré puzolány ako je oopolček alebo ifletý dacitový tuf, použité v dávke probližně 20 až 40% z hmotnosti portlandského cementu, podstatné zlepšujú odolnost betonu voSi síranovej korózii.Typickými prejavml síranovej korózie betonu je postupné zvySovanie množstva kysličníka síro-vého SO3, viazaného v cementovom kameni v dosledku tvorby sádrovce a etringitu. Ďalším pre-javom síranovej korózie je zvačšovanie objemu betonu. Výskumom bolo zistené, že oba horeuvedené prejavy síranovej korózie vzniknú, aj keá sana výrobu betonu použije cement so zníženým obsahom trikalciumaluminátu C^A a popolček. Výskumom bolo t^ež zistené, že použitie roznych dispergátorov, ako sú vodorozpustná sulfo-novaná melamínformaldehydová živica, alebo rozpustná sol* kyseliny lignosulfovej, nezvyšuje ko-róznu odolnost betonu. Přitom je známe (Calleja J.: "Panorama generál de los aditivos", Ce-mento Hormigon, 47, č. 508, 1976, str 643 - 667), že dobré dispergátory cementu len mierneznižujú povrchové napatie vody, například prídavok 1 % sulfonovanej melamínformaldehydovejživice zníži povrchové nepatie vody z 73 m N . m-^ na 67 mN . m-1 a pi*ídavok 1% lignosulfo-nanu vápenatého na 64 mN - m”\

Je tiež známe (Jambor J.: Stavebnícky časopis SAV, 14, str. 527), že dávky puzolánovejprímesy nad 40 % z hmotnosti cementu - najma pri použití puzolánov s vysokou puzolánovou akti-vitou - sa v zvýšení síranovej odolnosti neprejavujú tak výrazné, ako dávky 20 až 40 %. Zvy-šovanie dávky popolčeka ako náhrady části cementu sa zároveň nepriaznivo prejavuje na pevnostibetonu.

Horeuvedené nedostatky odstraňuje beton s vysokou koróznou odolnostou podl'a vynálezu.

Jeho podstatou je, že popři portlandskom alebo troskoportlandskom cemente, kamenive avodě obsahuje, vyjádřené v % hmotnostných z cementu - 3 až 20 % amorfného kaysličníka křemičitého, obsahujúceho najmenej 30 % částic menších ako3/um a najmenej 50 % častíc menších ako 20/um - 0,05 až- 1 % dlspergátora, s výhodou vodorostpustnej sulfonovanej melamínformaldehydovejživice, alebo lignosulfonanu vápenatého alebo kondenzačného produktu kyseliny naftalénsulfo-novej a formaldehydu - 0,001 až 0,3 % prevzdušňujúcej príáady, s výhodou laurylsíranu sodného alebo abietátu sodné-ho.

Ako amorfný kysličník křemičitý sa može s výhodou použil úlet, ktorý vzniká pri výroběferrosilícia. Takýto amorfný kysličník křemičitý je veleni reaktívny a vlaže voiný hydroxid vá-penatý, ktorý yzrtiká při hydratácii cementu, na krystalické kalciumsilikáthydráty.

Dispergátor slúži nielen na zníženie množstva zámesovej vody, ale predovšetkým na dokona-le homogénne rozdelenie jemných častíc kysličníka křemičitého v cementovom kameni,, a tak pri- 214137 2 spieva k lepšímu viazaniu voiného hydroxidu vápenatého do kalciumsilikáthydrátov, čím sa zvý-šuje korózna odblnost betonu.

Prídavok prevzdušnenej přísady slúži na zlepšenie Struktury zatvrdnutého betonu, najmana odstránenie alebo prerušenie dlhých priebežných pórov, ktoré vznikajú pri použití dispergá-torov, například vodorozpustných melaminformaldehydových živíc. Ako prevzdušňujúce prídadyje výhodné použit také povrchovo-aktívne látky, ktoré už v malých dávkách, řádové desetinách, % znižujú povrchové napatie vody na hodnotu menšiu, áko 50 mN.m“^.

Beton s vysokou koróznou odolnostou podía vynálezu sa m8že s výhodou vyrobit tak, že amor-fný kysličník křemičitý a dispergátor a nrevzdušňujúca přísada suchej práškovej formě sa spoludopředu zmiešajú, a tak sa ako jedna zložka přidávájú pri výrobě betónovej zmesi. Dopředu samdže zmiešat nielen amorfný kysličník křemičitý, dislergátor a prevzdušňujúca přísada, ale ajurčité množstvo cementul

Vysoká koróznu odolnost betonu pódia vynálezu ukazuje následujúci příklad použitia.

Na zkášky bol použitý portlandxký cement následujúceho chemického zloženia:

Zložka Obsah (^hmotnostných)

Si02 21,69

Fe2O3 3,41

Al203 4,35

CaO 61,40

MgO 2,99 S03 2,49 alkálie 0,82 Výpočtom pódia Bogua obsahoval použitý cement 5,76 % C^A, a podlá rontgenovej difrakčnejanalýzy obsahoval 4 až 7 % CjA, Ďalej bol na skúšky použitý úlet výroby ferrosilícia, obsahujúci 93 % amoťfného kyslič-níka křemičitého, s nasledujúcim granulometrickým zloženímí

Rozměr častícdo 3(timdo 20 /umdo 30(/Um.

Obsah (% hmotnostných)50 60 75 Ďalej bol na skúšky použitý popolček z čierneho uhlia a naslédujúcim chemickým zložením:

Zložkavlhkoststrata žíháním

Si02

Fe2o3 A12°3 tío2

CaO

MgO

Obsah (% hmotnostných)0,594,68 9,54 26,62 0,49 1,26 0,80 3 214137

Zložka Obsah (% homotnostných) alkálie 1,22 celková síra ako SOj 0,09

Použitý popolček mal následujúce granulometrické zloženie:

Rozměr častíc Obsah (% hmotnostných) do 10 «Αρη 28,1 do 20(um 40,0 do 30 ^um 47,3 do 40 (úm 53,2 do 60 jUm 64,4

Na skúšky koróznej odolnosti boli vyrovené skúšobná vzorky z malty o pomere miešania ce-ment: normovaný piesok podía ČSN 7? 1208 rovnom 1:5. Vodný súčinitel bol volený tak, abykonzistencia čerstvej malty meraná ako plasticita podl*a ČSN 73 2441 bola v rozmedzí 15,5 - - 16,5 cm.

Skúšobná vzorky o rozmeroch 2 x 2 x 12 cm boli vyrobené z čerstvej malty konštantnýmzhutněním; potom do 24 hodin tvrdli vo vlhkom vzduchu, a do 28 dní vo vodovodnej vodě. Částskúšobných vzoriek bola opatřená hrotmi na meranie objemových zmien podlá Graf - Kaufmana.

Celkové boli na skúšky vyrobené následujúce malty: - malta označená A bez přísad a příměsí - malta označená B s prídavkom 15 % popolčeka z hmotnosti cementu - malta označená C s prídavkom 30 % popolčeka z hmotnosti cementu - malta podl*a vynálezu označená D s prídavkom 10 % úletu, 0,30 % dinafeylmetánsulfonanu sod-ného a 0,L5 % lignosulfonanu vápenatého ako dispergátorov a 0,008 % laurylsíranu sodného ako prevzdušňujúcej přísady, všetko počítané ako náhrada z homotnosti cementu - malta podlá vynálezu označená E s prídavkom 15 % úletu, 0,5 % vodorozpustnej sulfonovejmelamínformaldehydovej živice ako dispergátora a 0,006 % abietátu sodného ako prevzdušňujú- cej orísady, všetko počítané ako náhrada z hmotnosti cementu.

Zloženie a vlastnosti mált sú uvedené v nasledujúcej tabulke:

Druh malty OznaíS. malty Ěrídavok v $ z ako jeho náhradí imot. cementu 1 Vodný súčinitel* Plas ticita Obsahvzduchuv čerstvmaltě Pevnostv tlaku 50 28 dnoch /MPa/ popolček CTit di Spergáta prevzduš. přísada porov- ná- A - - - - 0,83 16,4 6,3 15,3 vacie B 15 - - - 0,83 16,0 6,5 11,5 C 30 ť - - - 0,83 15,7 6,0 9,7 podlfe vyná- lezu D 10 0,5 0,08 o,78 16,4 8,0 17.5 ’ E - 15 0,5 0,06 0,78 16,4 7,8 17,2 214137 4

Obsah SO, vo zatvrdnuxomcementovomkameni (%) 2.12 1.942.11 2.00 1.94

Skúšobné vzorky z každéj malty boli po uvedenom 28 dňovom tvrdnutí uložené následovně:Sasť do vodovodnej vody a Sasi do 10 % roztoku síranu sodného. Po 120 a 180 dňoch boli ziste-né v nasledujúce hodnoty na skúšobných vzorkách uložených v 10 % roztoku síranu sodného:

Tabul'ka č. 2

Druh malty Označen. malty Stav po 120 dňoch Stav po 180 dňoch rozpínanie ako objemovázměna v o/oo Obsah 50v v cement,kameni % vzhlíad zkus. vzoriek rozpín. ako obj.změnav o/oo Obsah SO, v cem.kameni vzhliad skúšob. ných vzoriek Dorov- A 3,78 14,12 silé prask- úplný rozpad aávacia liny olámané rohy B 3,71 10,48 vlasové 4.83 13,3 silné praskliny trhliny olámané rohy c. 3,35 9,89 bez zmien 4,26 12,5 silné praskliny sodla zyná- D 1,00 -4,15 bez zmien r 2,00- 7,5 bez zmien Lezu E 1,00 3,40 bez zmien 1,88 6,3 bez zmien

Pre porovnanie boli zistené nasledujúce sobjemové změny v porovnávacom vodnom uložení:

Tabuťka č. 3 i (Druh malty i Označenie malty Objemová změna v %.po I2o dňoch j 180 dňoch porovnávacia A 1,83 1,83 B 0,65 0,70 C 0,84 0,93 podl'a D 0,84 0,90 izynálezu E 1 1,00 1,10 Z příkladu prevedenia vynlýva, že beton podía vynálezu odstraňuje nevýhody pridávaniapopolčeka spočívájúce v znižovaní 28 dňových pevností. Beton pódia vynálezu'má vyššie pev-nosti ako beton porovnávací.

Claims (2)

1. 5 214137 Beton podlá vynálezu má mimoriadne vysokp koróznu odolnosí. Umožňuje použitie nechrá-něného betonu v priamom styku s prostředím.obsahujúcim extrémně vysoké koncentrácie agre-sívnycb zložiek, takže nie je potřebné použií nákladné a pracné izolačně opatrenia na jehoochranu. Balej beton podlá vynálezu umožňuje podstatné prediženie životností a zvýšenie bez-pečnosti stavebného dlela v agresívnom prostředí. z PREDMST VYNÁLEZU Beton s vysokou koróznou odolnosíou, pozost-'vajúci z portlandského alebo troskoportland-ského cementu, vody a kameniva, vyznačujúci aa tým, že obsahuje, vyjádřené v % hmotnostnýchz cementu 3 až 20 % amorfného kysličníka křemičitého tak jemného, že obsahuje najmenej 30 % častícmenších ako 3fum a najmenej 50 % častíc menších ako 20 (Um, 0,05 až 1 % dispergátora s vvhodou vodorozpustnej sulfonovanej melamínfomaldehydovej živice,alebo lignosulfonanu vápenatého alebo kondenzáčného produktu kyseliny naftalénosulfonoveja formaldehydu a 0,001 až 0,3 % prevzdušňujúcej přísady s výhodou laurylsíranu sodného alebo abietátu sodného.