CS267725B1

CS267725B1 - Stavební hmota na bázi cementu

Info

Publication number: CS267725B1
Application number: CS8710166A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Zhor; Josef Dr Ing Csc Hradsky; Zdenek Ing Bazout; Vaclav Votapek; Ivan Ing Csc Zlesak; Josef Ing Ekohout; Otakar Rndr Prachar; Jiri Bezemek; Jan Chlumecky
Original assignee: Zhor Jiri; Hradsky Josef; Bazout Zdenek; Vaclav Votapek; Zlesak Ivan; Josef Ing Ekohout; Prachar Otakar; Jiri Bezemek; Jan Chlumecky
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS1016687A1

Abstract

Pro výrobu cementobetonových směsí a malt je určena stavební hmota obsahující přísadu 0,5 až 2,5 "f- hmot. poly- kondenzátu 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem s 5 až 8 aromatickými jádry a s koncovými metyloly eterifi- kovanými nižšími alkoholy o délce řetězce Cl až C4, přičemž hmotnost přísady se vztahuje na hmotnost cementu obsaženého ve hmotě.

Description

Vynález se týká stavební hmoty na bázi cementu, zejména cementobetonových směsí a malt.

Pro technologii výroby comentobotonových směsí jsou rozhodující vlastnosti čerstvé směsi i zatvrdlého materiálu za provozních podmínek na místě určení. Vyrobená směs musí svými reologickými parametry vyhovovat použité stavební technologii, její tuhnutí a tvrdnutí musí odpovídat příslušným podmínkám zrání a ošetřování směsi. Neméně důležité je dosažení požadovaných počátečních i konečných pevností. Vlastnosti cementobetonových směsí jsou funkcí vlastností použitých surovin, tedy jednotlivých složek. Základní ulohu sehrává jakost a množství cementu a kameniva a obsah vody použitý pro přípravu směsi. Těmito základními složkami lze však vlastnosti směsi měnit jen v omezeném rozsahu, což potřebám moderního stavebnictví zdaleka nevyhovuje. Proto se pro modifikaci vlastností betonových směsí stále více uplatňují další složky nazývané chemickými přísadami. Nejčastěji používanými jsou přísady s plastifikačními a ztekucujími účinky a přísady ovlivňující rychlost tuhnutí malt a cementobetonových směsí. Používanými přísadami zlepšujícími reologické vlastnosti malt a betonových směsí jsou většinou výše a vysokomolekulární látky přírodního nebo syntetického charakteru. V první skupině se jedná o ligninsulfonany alkalických kovů a zemin. Jejich využití je nejčastější při výrobě prvků a konstrukcí s tvrdnutím betonu za normální teploty. Nedostatkem těchto přírodních látek je kolísavý obsah vedlejších nežádoucích příměsí, které nepříznivě ovlivňují především počátek a konec tvrdnutí betonové směsi. Pro tuto vlastnost nelze těchto látek používat při technologii urychleného tvrdnutí betonu. Přes nejrůznější opatření se dosud nepodařilo dosáhnout standartních parametrů modifikačních přípravků na takovéto chemické bázi. Standartní jakost vykazují naproti tomu přísady syntetického původu. Sem patří jednak výše a vysokomolekulární dusík obsahující heterocyklické sloučeniny, jako melamin, pyrimidon nebo lineární sloučeniny, jako močovina s formaldehydem, které jsou pro zlepšení účinků modifikovány sulfatací a sulfitací, jednak sem patří kondensáty fenolformaldehydové, kresolfoťmaldehydové a jejich sulfonátů, resp. jejich sodných solí. K nejpoužívanějším patří sulfonované melaminformaldehydové kondensáty, sulfonované naftalenformaldehydové kondensáty, sulfonované fenolformaldehydové kondensáty a modifikované lignosulfonáty. I tyto přísady však vykazují některé nedostatky. Ztekucující účinky se často s narůstajícím časem po zamíchání do směsi výrazně snižují. Dalšími nežádoucími vedlejšími účinky je provzdušnění hmoty a zpomalení tvrdnutí betonu. Snížení krátkodobých pevností omezuje použití těchto přísad pro výrobu s technologií urychleného tvrdnutí betonu, zejména ve výrobě prefabrikátů. Jejich použití v širším měřítku je omezeno i dalšími nepříznivými vlastnostmi, jako je vysrážení složek přísady za mrazu, či polykondensace složek při skladování, což negativně ovlivňuje výsledné vlastnosti betonu.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u stavební hmoty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tato hmota obsahuje přísadu 0,5 až 2,5 £ hmot, polykondenzátu 2-naftalensulfo- . nové kyseliny s formaldehydem, s 5 až 8 aromatickými jádry, s koncovými metyloly eterifikovanými nižšími alkoholy o délce řetězce Cl až C4, přičemž dávka přísady se vztahuje na hmotnost cementu ve hmotě. _x

Tato přísada se po přidání do cementobetonové směsi projevuje vysokými ztekucujícími účinky v celém rozsahu dávkování s účinností 15 až 30 ¢. Vykazuje velmi malé provzdušnění, max.2 < oproti srovnávací cementobetonové směsi, neovlivňující pevnosti ani při použití technologie urychleného tuhnutí betonu. Snížení ztekucujících účinků s časem je malé. Měřeno snížením kužele po 30 minutách je menší než 20 mm a ještě po 60 min od zamíchání směsi dosahuje hodnoty cca 80 f: původní, což řádově převyšuje obdobný účinek dosavadních přísad. Předmětná přísada způsobuje rovněž vysoký nárůst počátečních pevností betonu, a to jak při normálním zrání, tak i při technologii urychlování tuhnutí betonu. Jak prokázaly zkoušky lze tuto přísadu rovněž aplikovat pro betonáž za nízkých teplot, resp. pro betony zrající za teplot kolem - 5 °C. Přísada,se tedy v cementobetonové směsi projevuje kombinovaným působením s vysoce kladnými účinky. · · ή;, / ·/

CS 267 725 Bl

Vynález bude dále podrobněji popsán n účinky přísady doloženy pomocí příkladů jeho použití a výsledku provedených zkoušek.

Jednotlivá měření sledující vliv přísady na určitý parametr cementobetonová směsi byla provedena vždy pro porovnávací betonovou směs dále označovanou písmeny BBS, neobsahující žádnou přísadu, a dále vzorky obsahující jako přísadu označenou písmenem A sulfonované fenolformaldehydové kondenzáty, přísadu B - sulfonované melaminformaldehydové kondenzáty, přísadu C - modifikované sulfonáty, přísadu D - sulfonované naftalenformaldehydové kondenzáty a pří-

sadu E podle vynálezu. Výsledky	provedených	měření jsou	přehledné uspořádány do tabulek.
Příklad 1
Byla připravena základní cementobetonová směs o složení
cement SPC 325	3 300 kg/m
kamenivo o granulometri i	850 kg/m³
0 až 4 mm
4 až 8 mm	350 kg/m³
8 až 22 mm	650 kg/m³
Voda o základní dávce asi 220 li	tru byla dávkována tak,	že zpracovatelnost směsi byla dána
hodnotou K = 700 * 20 mm sednutí	kužele. Do	vzorků směsi	byly dávkovány výše uvedené přísady
v množství 1,0; 1,5 a 2,0 y hmot	., vztaženo	na dávku cementu. Úbytek vody při dávkování pří-
sad byl vyrovnáván kamenivem tak	, že součet	použitých sl	ožek směsi činil vždy 1 m .
Byly získány následující údaje:
Směs dávka přísady	voda 1 /m	vodní	provzdušnění účinnost
v	souč.	ý, Je
PBS 0	221	0,63.	1,8 -
A 1,0	202	0,58	2,1 8,5
	198	0,57	2,0 10,4
2,0	192	0,55	2,3 13,1
B 1,0	195	0,56	1,8 11,8
1,5	190	0,54	1,9 14,0
2,0	180	0,51	. 1,9 18,6
C 1,0	198	0,57	2,4 10,4
1,5	195	0,56	2,2 11,8
2,0	190	0,54	2,3 14,0
D · 1,0	196	0,56	3,9 . 11,3
1,5	189	0,54	4,5 14,5
2,0	180	0,51	5,6 18,6
E 1,0	185	0,53	2,6 16,3
1.5	174	0,50	2,9 21,3
2,0	167	0,48	3,5 24,4

Fříklad 2

Byla připravena základní cementobetonová směs o složení

Cement PC 400	350 kg/m³
kamenivo o granulometrii 0 až 4 mm	820 kg/m³
4 až 8 mm	320 kg/m³
8 až 16 sun	620 kg/m³

CS 267 725 Bl ' -3. 3 3·

Voda do snčsi byla dávkována ve dvou dávkách 200 1/m a 180 l/m . Do vzorků této směsi dávkovány přísndy dle výše uvedeného označení v množství l,5íí hmot, cementu. Byla měřena změna zpracovatelnosti směsi v závislosti na čase, tedy za 0, 20 a 60 minut po zamíchání směsi a současně byl měřen obsah vzduchu ve směsi. .

Směs	obsah j vody l/m	vodní součinitel	zpracovatelnost /min/	obsah vzduchu $
0	30	60
SBS	200	0,57	25	10	2	1,6
A	200	0,57	95	59	28	2,2
	180	0,51	56	32	10	2,6
D	200	0,57	100	78	35	3.9
	^r 180	0,51	65	41	15	4,6
E	200	0,57	215	198	190	1,7
	180	0,51	199	181	159	2,0

’ Příklad 3

Byla připravena základní cementobetonová směs o složení

Cement PC 400	400	kg/m³
kamenivo o granulometrii
do 4 mra	800	kg/m³ '
4 až 3 mm	610	kg/m³
8 až 16 mm	220	kg/m³
Voda byla dávkována na zpracovatelnost	K = 100 + 20 mm sednutí kužele. Do vzorků sraěsi byly

dávkovány dále uvedené přísady v množství 1,5 5^ hmot, cementu. Z jednotlivých směsí pak byla zhotovena zkušební tělíska, krychle o hraně 150 mm a uložena v normovém prostředí. Za podmínek normálního zrání byly měřeny pevnosti po 1, 7 a 28 dnech.

Směs	obsah , vody /\/rn/	vodní součinitel	pevnost 1	v tlaku t	/VSa/ po dnech 28
SBS	235	0,59	9,6	25,2	37,9
A	200	0,50	12,3	32,3	45,6
D	198	0,50	10,9	28,7	42,8
E	178	0,45	16,3	41,9	50,1

Příklad 4

Eyla připravena základní cementobetonová směs o složení

Cement PC 475	400 kg/m³
kamenivo o granulome trii 0 až 4 mm	780 kg/m³
4 až 8 mm	350 kg/m³
S až 16 mm	620 kg/m³

Voda byla dávkována na zpracovatelnost K = 100 + 20 mm sednutí kužele· Do směsi byly dávkovány přísady A, B, D, Σ, F v množství 1,5 í hmot, cementu. Z uvedených směsí byla vyrobena zkušební tělesa, krychle o hraně 150 mm a tato tělesa byla podrobena procesu urychleného tvrdnutí betonu v následujícím proteplovacím režimu:

Odležení náběh 20 až 85 °C isoterm. ohřev 85 °C chladnutí	1 h 2 h 2,5 h , ‘ ? ^0,5 viso-
Byly měřeny odformovací pevnosti	po 6 h a pevnosti-v tlaku po 24 hodinách. Pro srovnání byly /

t

CS 267 725 Bl rovněž měřeny pevnosti při normálním zrání porovnávací betonové směsi /PBS/

Směs	obsah.vody l/ni	vodní souč.	pmoxt 6 h	r tlaku /MPa/ za
1 den	28 dní
PBS—normál. zrání	239	0,60		13,4	39,7
proteplovane betony PBS	237	0,59	12,3	21,5	38,5
A	20S	0,52	10,1	23,8	40,7
B	.202	0,51	13,1	24,5	41,9
Τ»	202	0,51	8,2	18,7	40,2
G	182	0,46	20,3	28,2	45,3

Příklad 5

Byla připravena cementobetonová směs základního složení cement PC 400 kamenivo o granulometrii 0 až 4 mm až 16 mm

350 kg/m^

900 kg/m^

900 kg/nP

Voda byla dávkována na zpracovatelnost K = 60 + 10 mm sednutí kužele. Do směsi byly dávkovány přísady A, B, D, Ev množství 1,5 £ hmot, cementu.

Z jednotlivých směsí byla vyrobena zkušební tělesa jako v předchozím příkladě. Tato tělesa byla 24 h uložena v normovém prostředí a poté v chladicím boxu za teploty - 5 °C. Na takto ošetřených tělesech byly provedeny zkoušky pevnosti v tlaku po 1, 7 a 28 dnech.

Směs	voda 1/m³	vodní souč·	účinnost	pevnosti v tlaku /MPa/ po
1 7	28 dnech
PES	219	0,63	-	5,4 10,6	18,8
A	192	0,55	12,3	4,7 15,7	28,1
B	197	0,56	10,0	6,5 12,2	27,9
D	188	0,54	14,1	4,6 13,5	26,8
T?	171	0,49	21,9	8,8 20,7	41,2

CS 267 725 Bl -5-

Claims

Stavební hmota na bázi cementu, zejména cementobetonové směsi a malta vyznačující se tím, že obsahuje 0,5 až 2,5 % hmot, přísady na bázi polykondenzátu 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem, s 5 až 8 aromatickými jádry a s koncovými metyloly eterifikovanými nižšími alkoholy o délce řetězce Cl až C4, přičemž dávka přísady se vztahuje na hmotnost cementu obsaženého ve hmotě.