CS257142B1 - Cementová· zmes s urýcblenýra nárastom pevnosti - Google Patents

Abstract

Riešenie sa· zaoberá cementovou zmesou s urýchTeným nárastom pevnosti. Jej podstatou je, že popři cemente a připadne vodě a/alebo plnive a/alebo známých přísadách a/aTebo prímesiach obsahuje, vztiahnuté na hmotnost cementu, 0!,l až 12 % hmotnostných zmesi kalcinovaného síranu· hlinitého* a zásaditých síranov hlinitých, pričom malérny poměr oxidu hlinitého AI2O3 k oxidu sírovému SO3 v zmesi je oď 1 : 0;,5 do 1 : : 2,95. Cementová zmes pódia riešenia' samože použit na výrobu cementových kaší, mált, injekčných zmesi a betónov, s výhodou všade tam, kde sa vyžaduje rýchly nárast počiatočných pevností, a to pri roznych teplotách tvrdnutia v rozpátí od nízkých až záporných teplot pri zimných prácach až po zvýšené teploty používané pri urýchlovaní tvrdnutia- betonu v prelabrikáeil.

Description

257142

Vynález sa zaoberá cementovou zmesous urychleným nárastom pevností, v ktorejje ako spojivo použitý cement na báze port-landského slinku.

Stavebná prax naliehavo potřebuje cemen-tové zmesi, například cementové malty, in-jekčné zmesl a betony s urýchleným náras-tom pevností pri běžných teplotách, pri u-rýchlovaní tvrdnutia preteplovaním v pre-fabrikácii i pri betonářských prácach a zmo-nolitň .-vaní z prefabrikátov montovanýchželezobetonových konstrukci! zálievkovýmimaltami v zimných podmienkach. Pre všet-ky tieto účely sa doteraz najlepšie osvědčo-vali cementové zmesi, obsahujúce přísaduchloridu vápenatého. Chlorid vápenatý všaksposobuje koróziu ocelověj výstuže i oce-lových spojovacích článkov, a preto sa ne-simie použit do železobetonových konstruk-ci!. Z DOS 2 356 636 sú známe zmesi, obsa-hujúce 60 až 95 hmotnostných častí port-landského cementu, 2 až 20 častí síranu vá-penatého, 5 až 30 častí hlinitanového ce-mentu a 0,2 až 5 častí sulfonovaného pro-duktu kondenzácie amíno-s-triazínu s form-aldehydom, čo je v podstatě sulfonovanámelamínforimaldehydová živica, vyrábanáfirmou Suddeutsche Kalkstickstoffwerke,SRN s komerčným označením Melment F 10alebo Melment L 10. Cementová zmes podláDOS 2 356 637 má po přidaní zámesovej vodyvelmi krátké doby tuhnutia, řádové v minu-tách, preto sa nehodí na obvyklé techno-logie spracovávania cementových mált abetónov. Ak sa v zmesi podlá DOS 2 356 637použije namiesto síranu vápenatého síransodný, doby spracovatelnosti cementovýchzmesi sa o niečo predížia, avšak toto pre-dlženie tiež nepostačuje na ich spracovaniev obvyklých technologických časoch; přitomrýchlejší nárast pevností sa dosiahne len vpočiatočnom stádiu tvrdnutia cementovýchzmesi urýchlovaného preteplovaním, v ta-kom nízkom rozsahu pevností, ktoré eštenepostačujú k odformovaniu a transportuvyrobených prefabrikátov.

Prídavok hlinitanového cementu k port-landskému cementu posobí negativné narast pevností po dlhších dobách preteplo-vania, potřebných k dosiahnutiu nevyhnut-ných manipulačných pevností prefabriká-tov. Prídavok hlinitanového cementu posobínegativné aj na dlhodobú stabilitu struk-tury cementového kameňa a tým aj fyzi-kálno-mechanických vlastností betónu. Ne-gativny účinok přídavku hlinitanového ce-mentu k portlandskému cementu je tým vý-raznější, čím je vyššia dávka hlinitanové-ho cementu a čím dlhšia doba uplynula odvyrobenia cementovej zmesi. V případe u-rýchlovania tvrdnutia cementových zmesipreteplovaním sa negativny účinok přídav-ku hlinitanového cementu ďalej zvýrazňu-je tým, čím je dlhšia doba odležania ce-mentovej zmesi před začatím preteplovania,a čím je dlhšia doba preteplovania. Sú známé aj cementové zmesi, obsahujú-ce přísadu síranu hlinitého S. Bechyně:Technologie betonu, svazek první — Slož-ky betonu, SNTL Praha 1954, str. 581). Včerstvom stave imiajú cementové zmesi s pří-sadou síranu hlinitého falošné tuhnutie (A.Joisel: Admixtures for cement. Publishedby autor, Soisy, France, 1973, str. 127), čoprakticky znemožňuje ich využitie na u.-rýchlenie tvrdnutia a nárastu pevností. Napříčině je dobrá rozpustnost síranu hlinité-ho obsahujúceho kryštalickú vodu [napří-klad oktadekahydrátu A12(SO4)3.18 H-,0, a-lebo duodekahydrátu A12(SO4)3.12*Η2Ο],takže všetok síran hlinitý maže hned' popřidaní zámesovej vody reagovat’ s cemen-tom. V technickej literatúre sú popísané ce-mentové zmesi, obsahujúce různé kombiná-cie síranu hlinitého s inými známými přísa-dami, například plastifikačnými, hydrofo-bizačnými a podobné. Rýchla rozpustnosti'síranu hlinitého však sposobuje falošné tuh-nutie aj pri uvedených kombináciách.

Uvedené nevýhody odstraňuje cementovázmes s urýchleným nárastom pevností po-dlá AO USSR 223 134, vyznačujúca sa tým,že obsahuje, vztiahnuté na hmotnost cemen-tu 0,2 až 10 % hmotnostných neúplne kal-cinovaného síranu hlinitého s obsahom zvyš-kovej vody 0,1 až 20 % hmotnostných a sobsahom najmenej 50 % hmotnostných čas-tíc menších ako 90 μηα a najmenej 30 %hmotnostných častíc menších ako 63 μ.

Bolo prekvapujúce zistené, že ďalšie zlep-šeme sa dosiahne v cementovej zmesi po-dlá vynálezu. Jej podstatou je, že popři ce-mente a připadne vodě a/alebo plnive a//alebo známých modifikačných přísadách a-lebo prímesiach obsahuje, vztiahnuté nahmotnost cementu, 0,1 až 12 % hmotnost-ných zmesi kalcinovaného síranu hlinitéhoa zásaditých síranov hlinitých, pričom mo-lárny poměr oxidu sírového SO3 k oxidu hli-nitému A12O3 v zmesi je od 1 : 0,5 do 1 : 2,95.

Ako cement na báze portlandského slin-ku sa může v cementovej zmesi podlá vy-nálezu použit například portlandský, tros-koportlandský alebo puzolánový portlandskýcement.

Ako známe příměsi je možné použit na-čelu použit například křemičitý piesok, kar-bonátová drva, riečny štrk, připadne 1'ah-čené plnívá, ako je keramzit, expandovanýperlit alebo lahčený polystyrén.

Ako známe příměsi je možné použit na-příklad mletý alebo neupravený popolček,křemičitý úlet, vznikajúci pri výrobě kremí-ka alebo ferosilícia alebo jemný mletý vá-penec.

Ako známe přísady je možné napříkladpoužit: — plastifikačné přísady, ako sú kondenzač- ně produkty kyseliny /J-naftalénsulfono- vej s formaldehydom, alebo soli kyseli- ny lignosulfonovej 257142 — prevzdušňujúce přísady, ako sú soli ky-seliny abietovej alebo sulfonované či sul-fatované mastné alkoholy — retenčně přísady, ako sú vo vodě roz-pustné deriváty celulózy — disperzie polymerov, ako sú monomérne,binárně alebo ternárne disperzie — protizmrazovacie přísady, ako je napří-klad mravčan vápenatý a dusičnan sod-ný alebo močovina — preplyňujúce přísady, ako je hliníkovýprášok —- regulátory tuhnutia, ako je sádrovec — přísady anorganických solí, ako je hlini-tan sodný, uhličitan sodný — hydrofobizačné přísady, ako je stearanvápenatý alebo iné nerozpustné solimastných kyselin a podobné, pričom jednotlivé přísady alebo ich kom-binácie sa volia podlá potřeby a účelu po-užitia cementovej zmesi podlá vynálezu. Výhody cementovej zmesi podlá vynále-zu ukazujú nasledujúce příklady. Příklad 1

Ku skúškam boli použité nasledujúce ma-teriály: — Portlandský cement triedy PC 400 — Známa přísada na báze neúplne kalcino-vaného síranu hlinitého vyrobená na-sledujúcim postupom: 1 000 g komerčně vyrábáného granulo-vaného síranu hlinitého s obsahom 15krystalických vod, obsahujúceho 558,72gramu sušiny a 44,128 % hmotnostnýchvody, bolo kalcinovaných 18 hodin priteplote 200 °C + 2 °C. Zbytok po kalci-nácii bol 614,59 g, teda obsahoval 10 %hmotnostných zbytkovej vody. Vysuše-ný produkt bol rozdrvený na takú jem-nosť, aby obsahoval menej ako 50 °/o

Tabulka 1 hmotnostných častíc menších ako 90a menej ako 30 % hmotnostných častícmenších ako 63 μΐη.

Molárny poměr oxidu hlinitého A13Ojk oxidu sírovému SO3 v tomto produktebol 1 : 3. Produkt bol označený ako pří-sada A. — Přísada označená C do cementovej zme-si podlá vynálezu, získaná žíháním 300gramov neúplne kalcinovaného a rozdr-veného síranu hlinitého s obsahom zvyš-kovej vody 10 %. Žíhanie bolo vykona-né pri teplote 600 C po dobu 5 hodin.Zvyšok po žíhaní bol 210 g, pretože ok-rem straty zvyškovej vody nastalo aji odštepovanie oxidu sírového (H. Remy:Anorganická chemie I, SNTL Praha 1961,str. 372). Tým sa molárny p ?,mer oxiduhlinitého k oxidu sírovému SO:! změnilna 1 : 2,367. RTG fázovou analýzou všaknebol zistený v tomto produkte žiadenvolný oxid ani hydroxid hlinitý. Žíhánímvznikla zmes kalcinovanéh? síranu a zá- saditých síranov hlinitých. Z uvedených materiálov boli vyrobenécementové kaše s dávkami přísad 2 % hmot-nosti cementu, pričom bol dodržiavaný kon-štantný poměr cement + přísada Z čerstvých cementových kaší b:Ji vyro-bené skúšobné kočky o hrané 20 mm, kto-ré tvrdli na vzduchu pri teploto 20 C a rs-latívnej vlhkosti výše 90 %. Skí-šoTmó vzor-ky — kočky boli po 18 hodinách odlormc-vané. Na časti vzoriek boia po 18 až 24 ho-dinách skúšaná pevnost v tlaku, Ďalsia časťskúšobných vzoriek bola uložená d> vody,a po 23 dňoch bola tiež skúšaná ich pev-nost v tlaku. Dosiahnuté výsledky sú uvede-né v nasledujúce] tabulke 1.

Pevnosti v tlaku zatvrdnutých cementových kaší s dávkami 2 % přísad

Druh kaše Přísada

Porovnávacia bez přísad —

Podlá AO 223 134 A

Podlá vynálezu C Výsledky uvedené v tabulke 1 ukazujú,že cementová zmes podl'a vynálezu má u-rýchlený nárast pevností nielen voči po-rovnávacej kaši bez přísad, ale aj voči ka-ši so známou přísadou, označenou A.

Pevnost v tlaku MPa po 18 hod. 24 hod. 28 dňoch 5,0 6,4 «· 56,4 10,65 13,25 56,9 13,30 14,80 57,5 Příklad 2

Z trcskoportlandského cementu triedy SPC 325, normového piesku pódia CSN 72 2117, přísady C podlá příkladu 1, křemičitého ú- letu vznikajúceho pri výrobě ferosilícia a

Claims (3)

1. 257142 8 plastifikačnej přísady na báze sulfonovanejmelamínformaldehydovej živice pódia au-torského osvedčenia 181 904 (pozři napří-klad článok Š. Slaničku: Použitie přísadyAPV v praxi, Inžinierske stavby, 24, č. 8--9//1970, str. 415—417) bolí vyrobené normo-vé malty postupom pódia ČSN 72 2117. T a. bulka
2. 2 Zloženie malt, ich spracovaielnos1’ mera-ná ako rozliatie pcdřa ČSN 72 2441 (t. j.podl'a Haegermanna), ako aj zmerané pev-nosti v tahu za ohybu a v tlaku po 24 ho-dinách a po 28 dííoch, sú uvedené v na-sledujácej tabulko 2. Zloženie, spracovatelnosť a pevnosti malt podlá ČSN 72 2117 Druh 1) Dávky přísad v % hmot. Pevnost MPa malty Rozliatie cementu21 po 24 hod. po 28 dňoch mm „c“ Si Plastifi- Ťah za Tlak Tah za Tla podlápríkl. 1 úlet kačná3* ohybu ohybu Porovná- vacia 162 — — — 1,8 6,9 6,4 35,6 Bez přísadPodlá vy-nálezu 200 2 0,5 4,0 16,4 8,0 37,2 S přísa-dou C a ·plastifi-kátorom S přísa-dou C, 170 2 10 0,5 3,8 15,6 9,1 44,0 úletom aplastif. Pozn.: 1) Malty bolí vyrobené a rozliatie bole rne-rané pri konštantnom pomere v/c ----= 0,5,vyžadovanom ČSN 72 2117. Pri maltáchs přísadami bol tento poměr zachováva-ný ako cement + přísady ’’ 2) Přísady bolí dávkované v % hmotnosticementu, ako jeho náhrada, takže súčet(cement -|- přísady) bol všade konštant-ný.
3. 3) Plastifikačná přísada pódia AO 181904bola dávkovaná ako sušina přísady zhmotnosti cementu. Z výsledkov uvedených v tabulke 2 vy-plývá, že najvyššie počiatočné i konečnépevnosti boli dosiahnuté u mált podlá vy-nálezu. Uvedené příklady však nijako neobmed- zujú možnosti roznych, z hiadiska účelu po-užitia vhodné volených známých přísad, ale-bo příměsí alebo ich vzájomných kombiná-cií v cementovej zmesi podlá vynálezu. Akoďalšie účelné použitia cementovej zmesipodlá vynálezu sú například zmesi, obsahu-júce popři zmesi kalcinovaného síranu a zá-saditého síranu hlinitého aj protizmrazova-cle přísady, ako je například karboxyldi-amid, připadne rozpustné soli kyselinymravčej a dusičnei, ktoré sú vhodné najmaprs zabezpečenie hydratácie cementu prinízkých, až záporných teplotách tvrdnutia,alebo suché prefabrikované zmesi pre be-tony striekané suchým sposobom, ktorýchzloženie može byť doplněné aj dalšími u-rýchlujúcimi přísadami, například priemy-selnými medziprcduktami na báze hlinita-uu sodného, ktoré vznikajú ako medzistu-peň pri výrobě oxidu hlinitého z bauxitu. Cementová zmes podlá vynálezu má vý-hodné použitie najma tam, kde sa vyžadujeurýchlenie nárastu počiatočných pevností,vrátane takých prípadov, kde sa na urých-lenie tvrdnutia používá preteplovanie. PREDMET Cementová zmes s urýchleným nárastompevností, pozostávajúca. z cementu na bázeportlandského slinku a připadne vody a//alebo plniva a/alebo známých příměsí a//alebo známých přísad, vyznačujúca sa tým,že obsahuje, vztiahnuté na hmotnost cemen- vynAlezu tu, 0,1 až 12 % hmotnostných zmesi kalci-nováného síranu hlinitého a. zásaditých sí-ranov hlinitých, pričom molárny poměr oxi-du hlinitého A12O,3 k oxidu sírovému SO3 vzmesi je od 1 : 0,5 do 1 : 2,95. Severografia, n. p. závod 7, Most Cena 2,40 Kčs