CS259280B1 - Cementová zmes - Google Patents

Abstract

Riešenie sa zaoberá cementovou zmesou. jeho podstatou je, že ipopri cemente na báze portlandského slinku a připadne vodě a/alebo> modifikujúcich přísadách a/alebo; prímesiach a/alebo plniva obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť cementu, 0,5 až 45 % hmotnostných domielaného granulovaného křemičitého· úletu, pričam zmes cementu a domieíaného úletu má měrný povrch 180 m2.kg1, s výhodou 250 m2.kg_:t. Cementová zmes podía riešenia sa može vyrábať alebo mletím granulovaného křemičitého úletu spolu s ostatnými zložkami cementu pri. jeho· výrobě, alebo odděleným zomletím granulovaného křemičitého úletu a jeho přidáním k ostatným zložkám cementovej zmesi. Použitie cementovej zmesi podía riešenia je výhodné najmá tam, kde sa vyžaduje zvýšená vodotěsnost alebo korózna odolnost proti pósobeniu chemicky agresívnych vod.

Description

Vynález sa zaoberá cementovou zmesou, najma pre úsporu portlandského slinku.

Medzi energeticky najnáročnejšie operácie pri výrobě cementov na báze portlandského slinku patří jeho výpal. Ak sa na úsporu portlandského slinku přidává pri jeho mletí okrem sádrovca aj vysokopecná granulovaná troska, zvyšuje sa energetická náročnost mletia cementu, kedže ťažšia menitefnosť patří medzi charakteristické vlastnosti trosky.

Z patentovej literatúry, například rakúskeho patentu č. 312 490, alebo japonskej patentovej přihlášky Sho 44-70689, zverejnenej v r. 1973 je známe, že křemičitými úletmi, vznikajúcimi pri róznych metalurgických pochodoch, najma pri výrobě ferosilícia, je možné nahradit časť portlandského cementu pri výrobě cementových zmesí. Ak sa zároveň přidá účinný plastifikátor, dosiahne sa zvýšenie pevností a vodotěsnosti zatvrdnutých cementových zmesí.

Z autorskch osvědčení 204 397, 214 137 a 214 626 je známe, že ak sa křemičitý úlet přidává pri výrobě cementových zmesí spolu s dispergátorom a s dalšími, podfa účinku použitia vhodné volenými přísadami, dosiahne sa výrazné zvýšenie ich vodotěsnosti a koróznej odolnosti.

Křemičité úlety v zachytávaném stave majú vysoký obsah amorfného oxidu křemičitého, až 74—98 %, a pozostávajú z drobných gufoček o priemernom rozmere řádové v 0,1 agregovaných do častíc o rozmeroch řádové v /un až 10 ,um. Majú vysoký měrný povrch, obvykle 15 000 až 25 000 m. kg^-1. V dósledku extrémně vysokej jemnosti patria medzi najreaktívnejšie puzolány. V důsledku týchto vlastností však majú v zachytávanom stave extrémně nízku sypnú hmotnost — 160 až 200 kg. m~³. Ich doprava v takomto stave je neekonomická, pretože na převoz 1 t úletu je třeba najmenej 5 m³ priestoru. Aj manipulácia s úletom je obťažná pre vysokú prašnost, na jeho premiestňovanie a dávkovanie sa nedajú použit běžné zariadenia, například také, ktoré sa používajú v betonárkach na dávkovanie cementu. Vysoká jemnost a nízká sypná objemová hmotnost je na závadu aj pri přidávaní úletu v povodnom stave do mlýna pri mletí cementu.

Granulovaný úlet, niekedy tiež označovaný ako peletizovaný úlet, pozostáva z granuliek (pelietj so sypnou objemovou hmotnosťou 760 kg. m~³. Rozměry granuliek sú řádové v milimetroch. Účelom granulácie je ufahčiť odvoz úletu na skládku odpadov a potom znížiť prašnost na skládke. Granulácia však natofko zhoršuje hydraulická aktivitu úletu a výsledné vlastnosti zatvrdnuté]' cementovej zmesi, že takto upravený úlet je pre daný účel nepoužitelný.

Uvedené problémy rieši cementová zmes podfa vynálezu. Jej podstatou je, že popři obvyklých zložkách cementov na báze portlandského slinku, ako- je portlandský slinok, sádrovec, a připadne vysokopecná granulovaná troska, a připadne aj známých zložkách cementových zmesí, ako je voda a/alebo plnivo a/alebo známe modifikujúce přísady a/alebo příměsi, obsahuje, vztiahnuté na hmotnost cementu, 0,5 až 45 % hmotnostných domiefaného granulovaného křemičitého úletu, pričom zmes cementu a domiefaného granulovaného křemičitého úletu má měrný povrch najmenej 180 m².kg^_1, s výhodou 250 m². kg^-1.

Cementová zmes podta vynálezu sa može vyrábat dvoma spůsobmi:

1. Alebo sa připraví spoloČným zomletím portlandského slinku, sádrovca a granulovaného úletu, a připadne aj známých modifikujúcich přísad, například podfa ON 72 2320 „Přísady do betonu. Spoločné ustanovenia“, ktorý sa potom obvyklým sposoboni použije na výrobu různých suchých omietkových zmesí, alebo běžným spůsobom na stavbách vyrobených mált, betónov a podobné,

2. aleboi sa zvlášť zomelie granulovaný křemičitý úlet, pričom sa pri jeho mletí taktíež možu přidávat’ známe modifikujúce přísady, načo sa obvyklým sposobom přidá jedna zo zložiek pri výrobě suchých omietkových zmesí, alebo na stavbách vyrábaných mált, betónov a podobné. Granulovaný křemičitý úlet je potom třeba zomlieť na takú jemnost, aby pri použitej dávke jeho zmes s cementom mala měrný povrch najmenej 180 m². kg^-1.

Modifikujúce přísady sa v případe potřeby možu přidávat zvlášť pri výrobě suchej omietkovej zmesi, alebo na stavbě vyrábanej malty alebo betonu, t. j. mimo mletia cementu obsahujúceho granulovaný křemičitý úlet, alebo mletia samotného křemičitého úletu.

Výhody vynálezu dokumentujú nasledujúce příklady použitia.

Příklad 1

Na skúšky bol použitý granulovaný křemičitý úlet z výroby ferosilícia so sypnou objemovou hmotnosťou 740 kg. m^-3, ktorý mal nasledujúce chemické zloženie:

S1O2 -I- nerozpustný zvyšok

AI2O3 + Fe2O3

CaO

MgO

Celková síra ako SO3 Strata žíháním

90,22 % hmot.

2,02 % hmot. 2,01 °/o homt.

1.41 % hmot.

1.42 % hmot. 2,02 % hmot.

AkO' porovnávací cement bol použitý cement laboratorně připravený z portlandského slinku, obsahujúceho¹ 8,7 % C3A (výpočtom podfa Boguaj a 0,86 °/o SO3, a z čistého sádrovca (cca 99 % CaSOé.žHaO). Cement připravený zmiešaním 96,44 °/o slinku, zomletého na měrný povrch F = 274 m². kg^-1, a 3,56 % sádrovca, zomletého na měrný po259280 vrch F - 450 m².kg’¹ bol označený A. Měrný povrch zmesi. F bol 280 m².kgď.

Podlá vynálezu bol vyrobený z % granulovaného· křemičitého úletu

91,62 % horeuvedeného slinku

3,38 % horeuvedeného sádrovce spoločným zomletim cement označený B, ktorý mal měrný povrch F - 275 m². kg¹.

Pri skúškach pevností po 1, 3 a 28 dňoch pOdřa ČSN 72 2117 boli dosiahnuté nasledujúce výsledky, uvedené v tab. 1.

Tabulka 1

Druh cementovej zmesi

Pevnost* [MPa] po 1 dni 3 dňoch dňoch

	Tah za ohybu	Tlak	Tah za ohybu	Tlak	Tah za ohybu	Tlak
Malta z porovnávacieho cementu A	3,7	14,3	6,0	29,5	9,8	46,5
Malta z cementu B podta vynálezu	4,0	15,3	6,5	31,2	10,4	50,0
Příklad 2			uvedený cement. Keďže	měrný	povrch mle-

Na skúsky bol použitý portlandský cement triedy PC 400 s obsahom 15,0 % C.iA a 1,87 % SOs, s měrným povrchom F = 271 m². kg'¹, a granulovaný úlet pódia příkladu 1, zomletý na vSčšiu jemnost ako tého granulo vaoného úletu nebol meratel¹ný podlá Blaina, bolo stanovené rozdelenie velkosti častíc sedimentačnou metodou podlá Andreasena, s použitím lignosulfonanu vápenatého ako dispergátora. Boli zmerané nasledujúce hodnoty, uvedené v tab. 2.

Tabulka 2

Rozměr častíc menších než udaný rozměr Obsah častíc menších ako udaný rozměr /ím % hmot.

40	91,25
30	90,64
20	80,61
10	53,71
5	22,71
3	10,43
2	6,85

Z uvedených zložiek a z dispergátora na báze sulfonovanej melamínformaldehydovej živice boli vyrobené dve malty:

— .porovnávacia, označená C, len z portlandského cementu bez přísady a příměsí, — podta vynálezu, označená D, s náhradou 10 % cementu mletým granulovaným úletom a s přísadou 1 % sušiny horeuvedeného dispergátora.

Pri výrobě mált bol dodržiavaný postup podta ČSN 72 2117, s tým rozdielom, že nebol dodržaný normou požadovaný konštantný vodný súčinitet v/c = 0,5. Dávka zámesovej vody bola volená tak, aby čerstvé malty mali rovnakú spracovatetnosť, meranú ako plasticita podta ČSN 72 2441, rovnú 160 + 5 mm. Dosiahnuté výsledky sú uvedené v tab. 3.

Tabulka 3

Označenie a druh malty

Poměr Pevnosti [MPa] po v 24 hodinách 28 dňoch c + úlet Ťah Tlak Tah Tlak za ohybu za ohybu

C — porovnávacia D — podta vynálezu

0,545 1,5

0,495 2,3

5,2 8,0 42,6

8,0 9,1 60,9

Z dosiahnutých výsledkov, uvedených v tabulke 3 vyplývá, že malta D podlá vynálezu mala oproti porovnávacej maltě C zvýšené pevnosti v tlaku po 24 hodinách o 53,85 % a po 28 dňoch o 42,96 °/o.

Příklad 3

Spoločným zomletím zložiek, uvedených v příklade 1 — 88,73 % portlandského simku, 3,27 % sádrovca, 7,75 % granulovaného úletu a navýše aj 0,25 % práškového lignosulfonanu vápenatého na měrný povrch F = = 280 m². kg¹ bol připravený cement podlá vynálezu.

Postupom podlá ČSN 72 2117 vrátane normou predpísaného množstva zámesovej vody bola z něho vyrobená malta podlá vynálezu, označená E. Čerstvá malta mala plasticitu 160 mm, rovnakú ako porovnávacia malta, označená A podlá příkladu 1. Malta podlá vynálezu, označená E, mala nasledujúce pevnosti, uvedené v tab. 4.

Tabulka 4 Pevnost [MPa] po dňoch dňoch

Tah za ohybu Tlak

6,7 33,4

Ťah za ohybu Tlak

10,8 54,4

Možnosti nahradenle časti portlandského slínku pri výrobě cementu, alebo nahradenia časti cementu pri výrobě mált a betónov nevystihujú ani neobmedzujú všetky výhody cementových zmesi podlá vynálezu; zvlášť výhodné sú tam, kde sa vyžaduje zvýšenie vodotěsnosti a zvýšenie koróznej odolnosti betónu proti působeniu síranových, uhličitých a iných agresívnych vůd. Doprava granulovaného křemičitého úletu i manipulácia s ním je podstatné výhodnejšia ako u úletu neupraveného granuláciou, čo umožňuje technicky i ekonomicky riešiť jeho využívanie pri výrobě cementových zmesi.

Claims (1)

1. Cementová zmes, obsahujúca cement na báze portlandského· slinku a připadne vodu a/alebo známe modifikujúce přísady a příměsi a/alebo plnivo, vyznačujúca sa tým, že obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť cementu,

   VYNÁLEZU

   0,5 až 45 % hmotnostných domielaného granulovaného křemičitého úletu, pričom zmes cementu a domielaného úletu má měrný povrch najmenej 180 m².kg^_1, najmá 250 m².