CS224188B1 - Kombinovaný plastifikátor pre stavebné hmoty - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19)

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 224 188 (11) (Bl)

(61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené jq q-j(2!) PV 5791-81

(51) Int. Cl3 c 04 b 13/kO

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněné 29 04 83 (45) \v dané 01 07 84 (75)

Autor vvnálezu KOMORA LADISLAV ing CSc., PRIEVIDZAPAVLaČKA EDUARD ing. CSc., PRIEVIDZAŠTEPITA MATĚJ ing. CSc., OSTEaVAMACHO VENDELÍN DrSc., NOVÁKY (54)

Kombinovaný plastifikátor pře stavebné hmoty

Vynález sa týká kombinovaného plastifikátora pře stavebnéhmoty, najma pře cementové spojivo, ktorý spósobuje zmenšenievzájomnej,přilnavosti cementových častíc vo vodnéj suspenzii,následkom čoho vzřastá tekutost celej suspenzie· .í 224 188 2 224 188

Stavebné hmoty reagujúce s vodou vyžadujú pře možnost spra-covania značný nadbytok vody, ktorý sa nezúčastňuje vlastněj re-akcie. Při styku s vodou sa hydrofilné častíce stavebných spojivobklopujú vrstvou dipólových molekúl vody a dobíjajú sa jprítom-nými elektrolytmi. Tento zjav vyvolává reverzibilnú iónovú rovno-váhu medzi povrchom častíc a vodou. Jedna část dvojvrstvy mole-kúl vody je zakotvená na povrchu častíc a druhá smeruje do vodyHelmholzovou dvojvrstvou. Častíce obklopené dipólovými molekula-mi vody sa vybíjajú a dochádza ku koagulácii· Nutný nadbytok vo-dy spósobuje znižovanie mechanických vlastností výsledného pro-duktu, jeho pórovitosť a zvýšenie objemovéj'dilatácie. Plasti-fikótory, resp. dispergátory majú spósobit vzájomné odpudzovaniečastíc spojiva v suspenzii a znížiť přitažlivé sily van der Waalso-ve, sčasti přerušovat vodíkové móstiky.

Dosial’ známe plastifikátory sú založené na báze upravenýchsulfitových výluhov (USA pat. 2 646 360, 2 684 720, švajč. pat. 580 040)· Tieto plastifikátory sú veTmi citlivé na přesnost dév-kovania. Pri minimálnom překročení dévkovania dochádza k vysoké-mu poklesu mechanických pevností, neúměrnému predíženiu tuhnutiaa k prevzdušneniu produktu. Iné plastifikátory sú formulované nabáze emulgátorov, napr. alkylarylsulfonanov (čs. aut. osvedčenie140 857, NSR pat. 1 271 890). Tieto sú však málo účinné a musiasa dávkovat vo velkých objemoch. Estery celulózy (NSR pat.V1 807 692a 1 646 501, USA pat. 2. 995 189, franc. pat. 993 586) majú střed-né účinné plastifikačné účinky, ale nepriaznivo ovplyvňujú me-chanické pevnosti. Rébtívne dobré plastifikačné účinky vykazujúsulfonované vodorozpustné fenolformaldehydové novolaky (NSR pat. 2 204 275> NSR pat. 2 005 879). Hlavnou nevýhodou týchto je nut-nost vysokého dávkovania, náročné dávkovanie viskóznych kvapalín 224 188 - 3 “ a hygienická závadnosť. V ostatných rokooh sa rozšířilo používánie tzv. superplastifikátorov na báze sulfonovanýoh 2,4,6-tri-amín-1,3,5-triazínfořmaldehydových živíc (NSR pat. 1 745 44l, V. Brit. pat. 1 390 360, USA pat. 1 848 386 ap.) a na báze sul-fonovanýoh naftalénfořmaldehydových živíc (NSR pat. 2 007 603).Tieto superplastifikátory si však vyžadujú dávkovanie vo vel-kých množstvách, sú neekonomické a účinkujú iba na niektorédruhy cementov.

Vyššie uvedené nedostatky sa odstraňujú kombinovanýmplastiflkátorom pre stavebné hmoty so synergickým účinkom pod-lá tohto vynálezu.

Podstata kombinovaného plastifikátora pre stavebné hmo-ty, najma pre cementové spojivo podl’a tohoto vynálezu spočíváv tom, že jeho sušina pozostáva z 1 až 15 hmot. častí mravča-nu vápenatého alebo sodného a 0,5 až 30 hmot. častí di- ažpolyhydroxyzlúčenín a/alebo ich derivátov a/alebo 1 až 80 hmot.častí kondenzačnýoh produktov formaldehydu.

Podstatou tohto plastifikátora je to, že modifikuje via-ceré vlastnosti spojiva a vykazuje pri plastifikačných účin-koch synergický účinok. Obsah mravčanu vápenatého alebo sod-ného pósobí ako regulátor tuhnutia.

Z

Di- až polyol s primárnými hydroxylovýrai skupinami, napr.2,2-dihydroxy-1,3-propándiol alebo 2,2-dihydroxymetylbutanol,2-inetyl-2-hydroxymetylpropanol a pod., majú účinok antikoro-zívny, najmS na železné konštrukeie, zvyšuje chemickú stálost’voči kyselinám alebo kyslopósobiacim látkám, zvyšuje tepelnuodolnost’. Ich zlúčeniny, najma acetály a formály uvedenýchlátok pÓsobia ako plastifikátory. Estery uvedených látok, napr.di-(2,2-dihydroxy-1,3-propylénglykol), resp. tri-(2,2-dihydro-xy-i,3-pr°py- - 4 - 224 188 lénglykol) majú podobné účinky ako estery. Kondenzáty formal-dehydu,; ich zmesi pósobia ako primárné plastifikátory·

Uvedené zmesi majú vysokú účinnost a plsstifikujú rózne dru-hy cementov, pórobetónov ap. Pósobia už pri malom obsahu a anipredávkovanie nezhoršuje vlastnosti, resp. nevykazuje negativnaúčinky na finálny produkt. Sú hygienicky nezávadné, netoxické,nehořlavé a nestrácajú účinnost ani po dlhodobom skladovaní zanízkých alebo vysokých teplót.

Použitím kombinovaného plastifikótora sa získá při zachova-ní póvodného vodného súčinitela tekutá, dobré spracovatelná zmes,ktorá nevyžaduje pre zhustenie vibróciu alebo dusanie, dá sadobré rozlievat a vyplňuje aj tažko přístupné priestory. Zmes sa dás výhodou přepravovat hadicami pomocou čerpadiel. Pri zachovanípóvodného vodného súčinitela nedochádza po zreagovaní produktuk poklesu výsledných pevností, ale tieto sú vo vSčšine prípadovvyššie. Pre hutné výrobky je možné použitím kombinovaného plasti-fikátora znížit množstvo zámesovej vody, připadne znížit obsah ce-mentu a výsledný produkt má vyššie mechanické pevnosti ako porov-návacia zmes. Kombinovaný plastifikátor nemá korozivne účinky nastavebné hmoty, ani na armovacie kovové prvky, nezvyšuje vlhkostproduktu a netvoří výkvěty.

Niektoré typy plastifikátorov a ich účinok uvádzajú nasledov-né příklady. Příklad 1 Pře stanoveni© základných parametrov sa připraví maltazo 450 hmot. častí portlandského cementu PC 325, 1 350 hmot. častí - 5 - 224 188 normového piesku plynulej granulometrie a 225 hmot. častí vody.K tejto maltovine sa přidávájú rózne plastifikátory v o forměroztoku o konc· 20 % hmot·, počítané na cement,za stálého mie-šania· Množstvo kvapalnej zložky je stále konštantné. fri při-dávaní plastifikátora sa o množstvo plastifikátora zníži obsahvody. Výsledky sú uvedené v tabulke 1.

Tabulka 1 ________________ Plastifikátor Obsah v %na cement Stupeňrozlia-tia v cm Tuhnutie v min Obsah vzduchu v % začiatok koniec Bez plastifiká-tcrra (referenčný 0 6,7 56 118 1,8 Sulfitový výluh 0,5 8,9 128 356 4,3 1,0 12,5 243 424 4,5 2,0 14,2 250 513 4,9 3,0 14,6 - - - Melamin-formalde· hydová živica 0,5 8,8 49 83 3,8 (Melment LIO) 1,0 9,6 58 99 5,3 2,0 15,1 67 145 5,6 i 3,0 19,3 113 205 5,9 Naftalén-formálde- hydový kondenzát 0,5 10,8 62 115 3,4 (Mighty 150) 1,0 12,1 78 160 3,8 2,0 15,2 89 183 4,1 3,0 26,3 132 195 4,3 D inaf ty lme t á.· ?di -sulfonan sodný 0,5 9,5 62 126 2,3 1,0 11,3 75 131 2,5 2,0 13,6 82 128 3,1 3,0 14,8 85 135 3,8 Fenolformaldehy-dová živica 0,5 8,3 108 138 4,2 (OFT III.) 1,0 9,8 138 182 4,6 2,0 15,2 156 203 5,8 3,0 20,3 181 243 6,3 6 224 188

Pokračovaní© tabulky 1

Kombinovaný plastifi- 0,5 18,5 62 125 1,9 kátor podl’a tohto vy- 1,0 20,5 76 132 2,3 nálezu 2,0 23,9 89 135 2,4 3,0 24,5 93 148 2,2

Kombinovaný plastiflkátor obsahoval v násadách: 1. 10 ‘/o hmot. mravčanu vápenatého; 7 hmot. 2,2-dihydroxy-metyl-1,3-propandiolu, 0,3 % hmot. bis-pentaerytritolmono-formálu a 3,5 % hmot. di-pentaerytritolu a 15 hmot. pro-duktov vnútomej kondenzácie formaldehydu, zvyšok do 100 %hmot. bola voda; 2. 0,5 hmot. mravčanu vápentaého, 7 $ hmot. 2,2-dihydroxy-metylbutanolu, 60 % hmot. 3,3,7,7”t®trahydroxyraetyl-6--metyl-5-oxy-8-nonanol (vnútoraý éter 2,2-dihydroxymetyl-butanolu), zvyšok do 100 ý hmot. sú formály uvedených po-lyhydroxyzlúčenín; 3. 10 yo hmot. mravčanu vápenatého, 80 % hmot. produkt»v vnú-tornoj kondenzácie formaldehydu, t.j. zmes trióz, tetróz,pentóz,a hexóz a 10 hmot. vody; 4. 35 yó hmot. mravčanu sodného, 20 % hmot. 2,2—dimetyl-1,3~propandiolu, 15 % hmot. monoformálu, 2,2-dimetyl-1,3“ΡΓΟ-pándiolu a zvyšok tvoří voda.

Medzi kombinovanými plas tif ikátormi podl’a násad 1 až 4sa nepozoruje podstatný rozdiel. Příklad 2 Připravila sa podobná maltová zmes ako v příklade 1·

Rovnakým spáksobom sa dávkuje aj tekutý plastifikátor, - 7- 224 188 a to v množstvo 0,5 t° hmot. sušiny na obsah cementu. V jed-notlivých prípravkoch sa použijú rožne druhy cementu.Výsledky sú zostavené do tabulky 2.

Tabul’ ka2

Druh cementu Plastifikátor Pevnost’ v tlaku MPa Pevnost’ v t’a- hu za ohybu, MPa 3 dni 7 dní 3 dni 7 dní SPC 325 (r eferenčný) - 17,18 31,82 3,63 5,28 Mokrá Melment LIO Kombinovaný 20,72 32,15 3,66 6,31 plastifikátor 17a89 32,08 6, 12 PC 400 (referenčný) - 19,09 28,15 3,82 5,61 Hranice Melment LIO Kombinovaný 22,39 32,15 3,69 6,02 plastifikátor -£1α2Ζ- ...2ΐχ1Ζ.. .2x21— £*12.... SPC 250 (refer enčný) - - 27,13 «a 4,65 Štramberk Melment LIO Kombinovaný • 30,52 Μ» 4,61 plas tifikátor — —21*22.. 4,82 PC 325 (referenčný) - 18,13 38,19 3,12 5,92 Stupava Melment LIO Kombinovaný 20,17 41,12 3,08 5,86 plastifikátor „S3.2á__ ___4oxl6__ JuiSL-J [6*22___J - 8 - 224 188

Pokračovanie tabulky 2 SPC 325 (referenčný) 14,13 29,81 — 2,83 5,31 Rohožník Melment LIO 18,13 30,12 3,56 5,81 Kombinovaný plastifikátor _ 22,15 29,18.. ... 4,04 . . 5,56...... Biely ce- (referenčný) 18,12 2 7,82 4,32 6,02 ment 400Rohožník Melment LIO 22,13 28,01 5,12 6,15 Kombinovaný .plastifikátor 28,12 29,12 5,81 6.13

Poznámka: Meranie sa robilo na trámčekoch o rozmeroch 4 x 4 x 16 cmMiešanie zmesi automaticky. Vzorky bez plastifikátorasa vo formách automaticky vibroacrvali a niekolkokrátprepichli ihlou (bez vibrácie). Pod údajom "referenčný"sa rozumie pokus bez plastifikátora. Všetky ostatně skúšané plastifikátory při rovnakom množstvekvapalnej zložky podstatné znižovali mechanické pevnosti výsled-ných produktov. Příklad 3 Připraví sa 1 betónovej zmesi zo struskoportlandského ce-mentu SPG 325 - 275 kg, piesku o zrnitosti 0,0 až 4,0 mm - 678 kg, piesku o zrnitosti 4,0 až 8,0 mm - 690 kg a štrkopiesku o zrnitos-"í #<?-- ti 8,0 až 16,0 mm - 532 kg. Zmes sa zamieša so 110 dnr vody a ,zvlhnutej masy sa zhotovia skúšobné piliere.

Rovnakým spósobom sa připraví zámes s kombinovaným plastifi-kátorom podl’a tohto vynálezu; zámesová voda sa použije v množ-stve 73,5 litra a 4,0 litra kombinovaného plastifikátora o suši-ně 40 % hmot. Obe zmewi majú rovnakú konzistenciu v s VEBE cca 5.Výsledky skúšok sú uvedené v tabulke 3· 9

Tabulka 3 224 188

UkazovateT Zmes bez plastifikátora s kombinovanýmplastifikátorom vodný súčinitel’ 0,4 0,3 obsah vzduchuv % obj. 1,1 1,3 pevnost v tlakuv MPa - po 3 dňoch 104 185 po 7 dňoch 311 501 po 28 dňoch 452 — 628

Claims (4)

1. - 10 - P 5 E D M É T VYNÁLEZU 224 188

   1, Kombinovaný plastifikaior pře stavebné hmoty, najmapře cementové spojivo, vyznačujúoi sa tým, že jeho sušinapozostáva z 1 až 15 hmot, častí mravčanu vápenatého alebosodného a 0,5 až 30 hmot, častí di- až polyhydroxyzlúčenína/alebo ich derivátov a/alebo 1 až 80 hmot, častí konden-začných produlctov formaldehydu.
2. 2, Kombinovaný plastiflkátoř podTa bodu 1, vyznačujúoisa tým, že di- až polyhydroxyzlúčeninou je 2,2-dihydroxy-metyl-1,3-propándiol a/alebo jeho étery a formály, 2,2-di-hydroxymetylbutanol a/alebo jeho formály, 2-metyl-2-hydro-xymetylpropanol a/alebo jeho formály, 3· Kombinovaný plastifikátor podl’a bodu 1 a 2, vyzna-čujúoi sa tým,· že kondenzačnými produktami formaldehydusú kondenzačné produkty samotného formaldehydu, vznikájú-oe v alkalickom prostředí a to glykolaldehyd, triózy, tet-rozy, pentézy, hexózy a/alebo kondenzačné produkty form-áldehydu s inými aldehydmi alebo ketónmi vznikájúoimiv alkalickom prostředí.
3. 4. Kombinovaný plastifikátor podTa bodu 1 až 3» vy-značujúci sa tým, že sa používá vo formě vodného roztoku,s výhodou o obsahu sušiny 20 až 60 hmot, častí.