CS250768B1 - Kompozitná cementová zmes zvýšenej chemické] odolnosti - Google Patents

Abstract

Riešeinie sa týká kompozitně]' cementovej zmesi proti vonkajšiemu agresívnemu prostrieidlku pevnému, kvapalnému alebo plynnému najmá kyslej povahy. Podstatou riešenia je přidáváme ocelových a liatinových granulátov a drvín alebo odpadOv vzniknutých povrchovým opracováním (napr. řezáním, otryskáváním) do cementových zmesi, ako aj prídávanie vol'ne rozptýlenej ocelověj výstuže do cementových zmesi s ocelovými a liatinovými granuláími a drvinami alebo odpadmi vzniknutými povrchovým spracovaním. Působením agresívneho média na přidané ocelové a liatinové příměsi alebo oceiovú rozptýlená výstuž, nastáva korózia přidanéj kovověj příměsi spojená s tvorbou hrdze. Vznikom produktov korózie železa sa utesňujú kapiláry a póry v cementovej zmesi. Týmto procesom nastáva aj otupenie agresívneho média a zvýšenie idifúzneho odporu pre jeho prenikanie. Riešenie může byť použité na zvýšenie odolnosti cementových stavebných materiálov a z nich zhotovených .konštrukcií, najma z betonu a železobetónu, proti účinku kyslých agresívnych prostředí a prostředí, ktoré vyvolávajú koróziu ocelověj výstuže betonu.

Description

Tento vynález sa zaoberá Ikompozitnou cementovou zmesou zvýšenej chemickej odoln-osti proti účinku kyslélío agresívneho prostredia.

Preldmetom vynálezu je ďalej sposob zvýše-nia odolnosti cementových zmesi proti tým druhom agresívnych prostředí, ktoré okrem korózie cementového kameňa vyvolávajú aj koróziu ocelověj výstuže.

Podlá čs. autorského -osvedčenia číslo 197 164 a č. 239 206, zvýšenie -chemickej o-dolnosti anorganických spojiv sa dá do-si-ahnuť přídavkem práškov, ktoré obsahujú kovové železo. Primiešaním železného- prášku do anorganických spojiv nastáva působením niektorých agresívnych médií, .alko sú napr. uhličité a kyslé vody, vlhké kyslé ply-ny a podobné, proces hrdzavenia kovových železných častíc.

Produkty korózie kovového železa, oxidy železa, re-sp. ich hydráty a hydroxidy, kolmatizujú v zat-vrd-nutom spojive kapiláry a póry. Pri styku agresívneho- prostredia s kovovými železnými časticami nastáva tiež otupenie posobiaceho agresívneho média.

Doteraz sa na zvýšenie protik-o-róznej odolnosti spojivových zmesi využívali železné mechanické prášky a odpady s takou jemnostdu, že mohli obsahovat max. 15 % hmotnostných častíc vačších ako 0,5 mm a min. 1 °/o častíc menších ako- 0,125 mm s obsahem kovového železa (Fe) min. 5 % hmotnostných.

Výskumom vplyvu jemnosti, dávky a obsahu kovového železa v ocelových a listinových granulátoch, -drvivách a odpaidoch sa zistilo, že na vyvolamie ochranného účinku sa dajú využit aj hrubšie částice, a to až do velkosti 5 mm. Zi-stilo sa, že rýchlosť tvorby produktov korózie kovového železa — hrdzy, ktorá sa vytvára v povrchovej vrstvě kompozitnej cementovej zmesi reakciou s působiacim agre-sívnym médiom a ktorá je podstatou protikorózneho ú-činku týchto zmesi, z-načne závisí na velkosti častíc. V zmesiach o velkosti častíc menších ako 100 μΐη sa produkty korózie začína-jú vytvárať už v priebehu niekolkých dní, zati-al čo u častíc velkosti 5 mm vytvorenie ochranmej vrstvy trvá — podlá -dávky — me-siace až roky.

Ďalšie zlepšenie vlastností kompozitných cementových zme-sí sa dosiahlo, keď -sa na vytvorenie ochrannej vrstvy namiesto doteraz používaných železných práškov použila volné rozptýlená ocelová výstuž. Pozorováním sa zistilo, že produkty korózie ocelových vláki-en sa inajskor vytvárali u vlákien, ktoré sa pri formovaní cementovej kompozitnej zmesi podlá vynálezu -dostali na povrch alebo tesne pod povrch do hl-bky max. 7 mm, do ktorej je difúziou -schopné preniknúť agresivně médium.

Nedostatkom doteraz používaných železných práškov a odpadov přidávaných do spojivových zmesi je ich cenová a ernergetická náročnost, možnost vzniku trhlin pri mechanickom namáhaní a nízká obrusovzdorno-sť zatvrdnutých -spojiv.

Uvedené nevýhody železných mechanických práškov a odpadov odstraňuje kompozitná cemeintová zmes zvýšenej chemickej odolnosti podlá vynálezu. Jej podstatou je, že okrem cementu, železného prášku, modi-fikujúcich přísad a -príme-sí obsahuje na 1 hmotnostný dlel cementu min. 0,01 a max. 5 hmotnostných dielov ocelových a/alebo liatinových granulátov a/alebo drvín a/alebo listinových a ocelových odpadov, v ktorých obsah kovového železa nie je menší ako 5 percent hmotnostných a velikost častíc nie je váčšia ako 5 mm.

Nedostatky cementových zme-sí obsahujúcich železné mechanické prášky a odpady odstraňuje ďalej kompozitná cementová zrne-s zvýšenej chemickej odolnosti, ktorá obsahuje -na 1 hmotnostný diel cementu 0,01 až 0,5 hmotnostných dielov volné rozptýlenej ocelověj výstuže so štíhlostným pomerom 50 až 250 s tým, že na 1 hmotnostný diel volné rozptýlenej ocelověj výstuže připadá min. 0,'05 a max. 20 hmotnostných dielov ocelových a/alebo liatinových gra-nulátov a/alebo drvín a/alebo liatinových a ocelových odpadov.

Preukáza-nie ochranných vlastností kompozitnej cementovej zmesi podlá vynálezu a možnosti jej použitia ukazujú nasledujúce příklady použitia.

Příklad 1

Pre preukázanie protikorózny-ch účinkov zme-sí podlá vynálezu sa použila liatinová drva podlá ČSN 42 9823 tohto granul-ometrického zloženia:

Velkost -síta (mm) Zvyšky na site (% hmot.) ,2,0

78,5

14,5

4,9

0,5 0,1

Súčet 100,0

-Obsah kovového železa (Fe) v liatinovej drvě činil 99,0 % hmot. Za použitia tejto drvy, -cementu, plesku a vody -sa vyrobili trámčeky velkosti 4 X 4 X 16 cm, v počte 1 sada (3 ks) zo zmesi tohto zloženia:

portla-ndský cement tr. 40-0 -Mokrá 450 g piesok plynulej granulome trie jemný 450 g piesok plynulej granulometrie stre-dný 450 g liatinová -drva 450 g voda 225 ml

Po 1 dni uloženia maltových trámčekov vo vlhku s relativnou vlhkosťou 100 % sa odformovaná trámčeky uložili do uhličitého agresívneho roztoku s obsahom přibližné 70 mg/1 agresívneho oxidu uhličitého. Po troch mesiacoch expozície trámčekov v tomto roztoku sa objevili hrdzavé skvrny ako produkty korózie liatinovej drvy s oxidom uhličitým z agresívneho roztoku, ktoré zaberali 10 % z celkového povrchu trámčekov.

Příklad 2

Aby sa preukázal protikorózny účinok odpadnej ocelověj drviny k výrobě maltových trámčekov velkosti 4 X 4 X 16 cm sa použili ocelové piliny vznikajúce pri řezaní běžných válcovaných profilov na strojnej pílke. Použité piliny malí toto granulometrické zloženie:

Velkost šita (mm)	Zvyšky na (°/o hmot.
2	,2,0
il	21,3
0,5	48,2
0,25	21,3
10,045	6,2
Přepad cez
0,045	1,0
Súčet	100,0

Obsah kovového železa, stanovený magneticky, činil 99,0 % hmot. Fred použitím do cementových mált sa piliny odmastili. Dávka ocelových pilin sa volila 20 až 40 % z hmotnosti cementu. Celkové sa připravili 2 druhy maltových trámčekov počtom 2 sady (6 ks), 1 sada (3 ks] pre každý druh malty. Maltové zmesi malí toto zloženie:

Zmes s obsahom ocelových pilin 20 % z hmotnosti cementu:

portlandský cement tr. 400

Mokrá 450 g ocelové piliny 90 g piesok plynule] granulometrie jemný 450 g piesok plynule] granulometrie stredný 360 g piesok plynulej granulometrie hrubý 450 g voda 225 ml

Zmes s obsahom ocelových pilin 40 % z hmotnosti cementu:

portlandský cement tr. 400

Mokrá 450 g ocelové piliny 180 g piesok plynulej granulometrie jemný 450 g piesok plynulej granulometrie stredný 270 g piesok plynulej granulometrie hrubý 450 g voda 225 ml

Po jednom dni uloženia vo vlhku s relativnou vlhkosťou 100 % sa vykonalo· odformovanie a trámčeky sa uložili do uhličitého agresívneho roztoku s obsahom 70 mg/1 agresívneho CO2 na vápno a do roztoku kyseliny chlorovodíkovej o pH = 4. Po trojmesačnej expozícii trámčekov produkty korózie ocelových pilin s oxidom uhličitým z roztoku na povrchu trámčekov zaberali pri dávke 20 % z hmotnosti cementu přibližné 50 % a pri dávke 40 % z hmotnosti cementu 80 %, celkového povrchu trámčekov. Po trojmesačinej expozícii trámčekov produkty korózie ocelových pilin s kyselinou chlorovodíkovou o pH -- 4 z roztoku na povrchu trámčekov zaberali pri dávke 20 % z hmotnosti přibližné 60 °/o a pri dávke 40 % z hmotnosti cementu 90 % z celkového povrchu trámčekov.

Příklad 3

Aby sa preukázal protikorózny účinok ocelových vlákien, vyrobili sa betonové trámčeky rozmerov 7 x 7 X 28 cm v počte 2 sady (6 ks). Betonová zmes mala toto zloženie na 1 m³ hotového betonu:

portlandský cement tr. 400 Mokrá ocelové vlákno dížky 30 mm a priemeru 0,3 mm kamenivo 0/4 mm kamenivo 4/8 mm kamenivo 8/16 voda

450 kg kg 870 kig 350 kg 525 kg 200 1

Po 1 dni uloženia vo· vlhku sa vykonalo· odformovanie a jedna sada (3 ks) trámčekov sa uložili do roztoku kyseliny chlorovodíkové) o pH — 4 a druhá sada (3 iks) do vodovodnej vody s obsahom oxidu uhličitého agresívneho na vápno přibližné 70 mg/1. Po troch mesiacoch expozície trámčekov s prídavkom ocelového vlákna sa pozorovali produkty korózie ocelového vlákna ina povrchu trámčekov, ktoré difundovali do· cementového’ kameňa, a to v ohidvoch druhoch agresívnych médií.

Ako zdroj granulátov a drvín přidávaných do kompozitných cementových zmesi podlá vynálezu možno využil priemyselné výrobky ako aj odpady.

Z výrobkov možno na účely podlá vynálezu využit ocelové a liatinové granuláty a drvy podlá ČSN 42 9823. Ako volme rozptýlená vláknitá náplň možno, využit ocelové vlákna vyrábané napr. pre potřeby kefárskeho priemyslu alebo iné druhy ocelových vlákien.

5a 7

Namíesto relativné drahých vyrábaných liatinových drvín, granulátov a vlákien možno pre účely pódia vynálezu využit priemyseliné odpady. Tieto odpady vznikajú pri mechanlckom ohrábaní ocelových alebo listinových poloproduktov. Sú to najma odpady vznikajúce pri pílení, řezaní a otryskávaní. Pri využívaní odpadových materiálov je však důležité posúdiť v nich druh a obsah nečistůt, protože ak sa tieto operácie vykonávajú za přídavku emulzií, olejov, pást alebo iných prípravkov, mohli by tieto odpady podstatné zhoršit vlastnosti betonu. Cementovú .kompozltinú zrnes podlá vynálem

O o zu možno využívat najma pre tie druhy betonových konštrukcií, ktoré sú vystavené účinku kyslého korózneho prostredia a účinku prostredia, ktoré vyvolává koróziu ocelověj výstuže. Vhodné objekty pre použitie cementovej kompozitnej zmesi podlá vynálezu sú betonové konštrukcie chemických závodov, podlahy skladov chemikálií, jímky, sklady chem. suhstrátov, manipulačně plochy v agrochemických podinikoch, manipulačně plochy krmív, krmné žlaby v polnohospoidárstve, splavné žlaby v cukrovarníctve a inde.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Kompozitná cementová zmes zvýšenej chemiokej odolnosti, pozostávajúca z cementu, železného prášku, plniva a/alebo modifikujúcich přísad a příměsí, vyznačujúca sa tým, že na 1 hmotinostný diel cementu připadá min. 0,01 a max. 5 hmotnostných dielov ocelových a/alebo liatinových granulátov a/alebo drvín a/alebo liatinových a ocelových odpadov, v ktorých obsah kovoVYNÁLEZU véhO' železa nie je menší ako 5 % hmot. a velkost častíc nie je váčšia ako 5 mm.

   í2. Kompozitná cementová zrnes zvýšenej chemickej odolnosti podlá hodu 1 vyznačujúca sa tým, že na 1 hmotmoistný diel cementu připadá 0,01 až 0,5 hmok. dlela volné rozptýlenej ocelověj výstuže so štíhlostným pomerom 50 až 250.