CS270602B1

CS270602B1 - Method for concrete mixture without gypsum preparation

Info

Publication number: CS270602B1
Application number: CS873789A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Hrazdira; Frantisek Rndr Csc Skvara; Zdenek Ing Friml
Original assignee: Hrazdira Jaroslav; Frantisek Rndr Csc Skvara; Friml Zdenek
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1990-07-12
Also published as: DE3833932A1; CS378987A1

Description

Vynález se týká způsobu přípravy cementové směsi prosté sádrovce, která má prodloužený počátek tuhnutí a vysokou počáteční pevnost. * ;

Dosud známé bezsádrovcové cementy (dále jen BS)\ které představují nový typ anorganického hydraulického pojivá, jsou vytvořeny na bázi’ umletého slínku portlandského cementu o měrném povrchu 220 až 700 m /kg, kde jako regulátor tuhnutí namísto sádrovce je použita synergicky působící směs alkalické sloučeniny,. např. soda, potaš, NaHCO^, a sulfonovaný polyelektrolyt, např. ligninsulfonan, sulfonovaný lignin pebo sulfonovaný. .pclyfenolát. Složení těchto pojiv a jejich vlastnosti byly popsány v US 3 689 294, US 3 959.0Ό4, US 4 168 385, US 4 551 176 a v čs. A0 198 053; 203 212 a 225 066. Výše popsaná pojivá obsahují dále i mlecí přísady, např. ethylenglykol, triethanolamid kyseliny dodecylbenzensulfonové nebo trietanolamin (dále jen TEA). Použití TEA jako mlecí přísady je známo již dlouho. TEA se projevuje jako vysoce účinná mlecí přísada do portlandských cementů, strusr koportlandských cementů a strusky. Používá se samotný TEA nebo ve směsi s jinými látkami, jak vyplývá z četné časopisecké literatury: Scheibe W., Dallmann W.: Silikattechnik No. 1, 11 až 17, (1971) a No. 7, 243 až 245 (1975), Bhatia J. S.: World Cement Technology No. 10, 413 až 418 (1979), Muller L.s Zement-Kalk-Gips No. 2, 69 až 74(1974), Opoczky L.: Epitoanyag No. 5, 188 až 193 (1969) a Scheibe W., Dombrowe H.: Měždunarodnyj kongres po pověrchno-aktivnym věščestvam, Moskva 1978, str. 521 až 529. Rovněž řada patentových spisů uvádí podrobnosti o použití TEA jako mlecí přísady: Japonsko 8075748, 8075747, SSSR 567, 788, JAR 7403631, čs. АО č. 253 499, čs. A0 č. 257385. TEA rovněž ovlivňuje počátek tuhnutí, zpracovatelnost a vývoj pevností u portlandských cementů. Tyto poznatky jsou uvedeny např. v: Dusumdarov J., Kontsepolskij I.,S.: Uzbeckij Chimičeskij Žurnál, vol. 18, 55 až 57 (1974), Tenovtasse N., Czamarska D.: Cement-Wapno-Gips vol. 29, 96 až 102 (1974) a Silicates Industry vol. 38, 233 až 238 (1973), Lieber W., Richartz W.: Zement-Kalk-Gips vol. 25, 403 až 409 (1972), Tašiba L., Katami H.: Semento Gijutsu Nenpo vol. 33, 87 až 90 (1979), Ramachandran V. L.: Cement Conorette Research vol. 6, 623 až 631 (1976) a v patentových spisech Belgie 866916 a čs. АО 222, 365.

Nevýhodou dosud známých řešení cementových směsí při použití kombinací výše uvedených přísad je zejména-pomalý nárůst pevností do osmi až patnácti hodin od zatuhnutí. Další nevýhodou je relativně krátký počátek tuhnutí a nestabilita počátku tuhnutí v závislosti na době míchání pojivá s vodou nebo v závislosti na době skladování roztoků přísad; tj. alkalické složky a zejména sulfonovaného polyfenolátu.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy cementové směsi prosté sádrovce podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke směsi obsahující slínek portlandského cementu o měrném povrchu 220 až 700 m /kg, mlecí přísadu, jako ethylenglykol nebo triethanolamid kyseliny dodecylbenzensulfonové, alkalickou sloučeninu, jako je uhličitan, hydrogenuhličitan nebo křemičitan, a sulfonovaný polyelektrolyt, jako je ligninsulfonan, sulfonovaný plyfenolát nebo sulfonovaný lignin, se přidá 0,01 až 0,3 * hmot, triethanolaminu rozpuštěného ve 20 až 55 % hmot, záměsové vody, kde hmotnostní procenta jsou vztažena na hmotnost slínku.

Přídavkem TEA až do záměsové vody a následným smícháním s připravenou směsí lze zvýšit počáteční pevnosti BS cementů - řádově v hodinách od zatuhnutí - a to zejména při použití kombinace ligninsulfonanu + alkalická sloučenina. Stabilizují se vlastnosti roztoků sulfonovaných polyfenolátů ve směsi s alkalickým uhličitanem a prodlouží se počátek tuhnutí. Výhodou je rovněž zlepšená zpracovatelnost směsí z BS cementů při současném snížení vlskozity cementových kaší.

Pro vlastní experimenty byla připravena řada bezsádrovcových cementů, jejichž charakteristika je uvedena v tabulce 1. V konkrétní aplikaci jsou pak uvedeny příklady, tyto však vynález nijak neomezují.

CS 270 602 81

Tabulka 1

Způsob přípravy B5 cementu, měrný povrch, ; Označení mlecí _gří sady______________ _ _ * vibrační mlýn 20 1, slínek Maloměřice,

620 m²/kg, 0,05 * trietanolaminu kulový mlýn 50 1, slínek Hranice,

420 m /kg, bez mlecích přísad kulový mlýn 50 1, slínek Hranice ·

420 n^/kg, 0,05 % trietanolaminu vibrační mlýn 20 1, slínek Lochkov,

510 m²/kg, 0,1 % etylenglykol vibrační mlýn, slínek Lochkov

630 m²/kg, 0,03 % trietanolamidu kyseliny dodecylbenzensulfonové kulový mlýn 30 1, slínek K. Dvůr

240 m²/kg, 0,025 %.trietanolamidu kyseliny dodecylbenzensulfonové kulový mlýn 150 1, slínek obsahující % alitu, 9 % belitu, 8 % C^A 580m/kg, a 9 4 C^A_xFy bez mlecí přísady kulový mlýn 150 1, slínek obsahující

4 alitu, 17 % belitu, 2 % С,A a 15 %

Wy> 43° ^m /kg, bez mlecí přísady kulový mlýn 150 1, slínek obsahující % alitu, 14 % belitu, 8 % C,A a 6 * ^4^x^y* ^m ^9» bez ^m^^ec^ přísady vibrační mlýn 201, slínek Štramberk

0,1 4 etylenglykolu, 420 m /kg vibrační mlýn 201, slínek štramberk

0,05 4 trietanolaminu, 460 m /kg

Maloměřice 620 (0,05 % TEA)

Hranice 420 (čistý)

Hranice 420 (0,05 % TEA)

Lochkov 510 (0,1 4 ETG)

Lochkov 630 (0,03 % TEOB)

K. Dvůr 240 (0,025 \ TEOB)

SK 580 (čistý)

DG 430 (čistý)

SL 470 (čistý)

Štramberk 420 (0,1 % ETG)

Štramberk 460 (0,05 4 TEA)

Příklad 1

Z BS cementu Štramberk 460 (0,05 V TEA) a Štramberk 420 (0,1 ETG) byly připraveny

I kaše o vodním součiniteli w * 0,25 volně tekuté konsistence za přísady 1,3 % На₂С0₃ a 0,9 % oxidovaného ligninsulfonanu sodného (hmotnosti slínku). Kaše z BS cementu Štramberk 420 (0,1 % ETG) dosáhla těchto pevností: 2 MPa po 2 hodinách od zatuhnutí, 2,2 po 5 hodinách od zatuhnutí, 4,5 MPa po 24 hodinách, 95 MPa po 7 dnech. Kaše z BS cementu štramberk 460 (0,05 % TEA) dosáhla těchto pevností: 1,7 MPa po 2 hodinách od zatuhnutí, 2 MPa po 6 hodinách od zatuhnutí, 2,8 MPa po 24 hodinách od zatuhnutí, 8,5 MPa po 7 dnech. Použitím TEA jako přísady do záměsové vody bylo dosaženo vyššího účinku při vývoji pevností: kaše připravená z BS cementu štramberk 420 (0,1 % ETG) a za přísady 0,05 % hmotnosti slínku a stejných přísad uvedených výše: po 2 hodinách od zatuhnutí 2,5 MPa, po 4 hodinách 3 MPa, po 24 hodinách 40 MPa a po 7 dnech 80 MPa. Při použití 0,1 % TEA v záměsové vodě se pevnosti po 24 hodinách zvýšily na 50 MPa a po 7 dnech na 95 MPa. Použitím způsobu podle vynálezu se pevnosti po 24 hodinách zvýšily až 20ti násobně.

CS 270 602 B1

Příklad 2 .

Z BS cementu Lochkov 510 (0,1 % ETG) byla připravena volně tekutá kaše s w = 0,25 za přísady 1 % hmotnosti slínku Na₂C0^ a 0,64 % hmotnosti slínku sulfonovaného polyfenolátu sodnoželezitého. Pokud byla žáměsová voda s oběma přísadami použita ihned к přípravě kaše, byl počátek tuhnutí 70 minut. Jestliže byla žáměsová voda s přísadami.ponechána 60 minut před přípravou kaše, pak se počátek*tuhnutí zkrátil na 35 minut. Při použití i způsobu podle vynálezu, kdy bylo do žáměsová vody přidáno 0,05 % hmotnosti cementu trietanolaminu, byl počátek tuhnutí při okamžitém použití záměsové vody s přísa.dami 90 minut, po odležení záměsové vody s přísadami 60 minut byl počátek tuhnutí prakticky * stejný a to 85 minut. Přídavek TEA do záměsové vody působil jako stabilizující činitel.

Příklad 3

Z BS cementu Maloměřice 620 (0,05 % TEA) byla připravena kaše w = 0,25 volně tekuté konsistence za přísady 0,4 % sulfonovaného polyfenolátu železitého a 1 % Na₂C0j. Žáměsová voda s přísadami byla použita ihned к přípravě kaše a po 30ti sekundovém míchání kaše, byl počátek tuhnutí 55 minut. Při stejném postupu a 3,5 minutovém míchání kaše rychlomíchadlem se počátek tuhnutí zkrátil na 40 minut. Po přidání 0,05 % hmotnosti slínku trietanolaminu do záměsové vody byl počátek tuhnutí kaše nezávislý na době míchání a činil 55 minut.

Příklad 4 ’

Z BS cementu Maloměřice 620 (0,05 % TEA) byla připravena kaše w = 0,27 za přísady % sody a 0,64 % sulfonovaného polyfenolátu sodno-železitého (použitý jako 36,6 % roztok). Kaše byla míchána 1 minutu a měla počátek tuhnutí 100 minut. Táž kaše po přípravě míchaná rychlomíchadlem 3 minuty měla počátek tuhnutí již po 50 minutách. Pro další experimenty byl připraven roztok sulfonovaného polyfenolátu, ke kterému bylo přidáno 0,05 4 TEA (přepočteno na hmotnost cementu). Tento roztok byl použit pro přípravu kaše bezprostředně - počátek tuhnutí kaše byl po 80 minutách; pak po 48 hodinách odležení byl počátek tuhnutí 75 minut a po skladování roztoku 4 měsíce byl počátek tuhnutí prakticky stejný - a sice 80 minut.

Příklad 5 '

Z BS cementu Lochkov 630 (0,03 % TEDB) byly připraveny kaše za přísady 0,4 % sulfonovaného polyfenolátu železitého a 1 % Na₂C0^. Vlastnosti kaší jsou uvedeny v následující tabulce:

bez přídavku TEA do zám. vody do zám. vody přidáno 0,05 % TEA 1

w	počátek tuhnutí	viskozita	počátek tuhnutí	viskozita
0,22	55 min.	2,02 Pas	80 min.	1,9 Pas
0,24	60 min.	1,49 Pas	105 min.	1,3 Pas
0,25	70 min.	1,2 Pas	160 min.	0,92 Pas

Přídavkem TEA do záměsové vody lze snížit viskozitu kaše a prodloužit počátek tuhnutí.

Příklad 6

Z BS cementu Lochkov 630 (0,03 % TEOB) byla připravena kaše w = 0,20 tekutého charakteru s viskozitou 3,1 Pas za přísady 1 % Na₂C0j, 0,64 4 sulfonovaného polyfenolátu sodno-železitého a do záměsové vody bylo dále přidáno 0,07 % TEA (vše v hmotnosti cementu). Počátek tuhnutí kaše byl po 120 minutách a kaše dosáhla po 2 hodinách od zatuhnutí pevnosti v tlaku 20 MPa a po 24 hodinách 79 MPa.

CS 270 602 B1

Příklad 7

Z BS cementu Hranice 420 (0,05 4 TEA) a Hranice 4.20 (čistý) byly za přísady I % Na^COj a 0,4 % sulfonovaného polyfenolátu železitého připraveny při w = 0,25 kaše. Kaše z BS cementu Hranice 420 (čistý) měly volně tekutý charakter a počátek tuhnutí 90 minut. Po přidání 0,05 % hmotnosti cementu TEA do záměsové vody se počátek tuhnutí prodloužil na 140 minut. Kaše z BS cementu Hranice 420 (0,05 % TEA), tedy z téhož slínku, ale TEA byl přidán jako mlecí přísada, měly pastovitý (plastický) charakter a počátek tuhnutí pouze 100 minut.

Příklad 8

Z BS cementu Lochkov 630 (0,03 4 TEDB) byla připravena kaše w = 0,25 tekutého charakteru za přísady 1,5 Ч ^СО-^а 0,85 4 oxidovaného ligninsulfonanu sodného. Tato kaše měla počátek tuhnutí po 60 minutách, zatímco při tomtéž postupu a po přidání 0,05 % TEA do záměsové vody se počátek tuhnutí prodloužil na 90 minut.

Příklad 9

Z BS cementu Maloměřice 620 (0,05 *í TEA) byla připravena malta (1:3,3 frakce písku) při w = 0,31. Jako přísady byly do záměsové vody přidány 1 4 Na₂C0^ a 0,64 % sulfonovaného polyfenolátu sodno-železitého. Při přípravě byla malta míchána 1,5 minuty a měla počátek tuhnutí po 70 - 80 minutách. Při prodloužení doby míchání na 5 minut se počátek tuhnutí zkrátil na 45 - 50 minut. Ve druhé fázi experimentu byla připravena malta s týmiž přísadami, ale do záměsové vody bylo přidáno 0,05 4 TEA a záměsová voda se všemi přísadami byla ponechána v klidu před přípravou malty 2 hodiny. Počátek tuhnutí byl nezávislý na době míchání a byl 60 - 70 minut.

Příklad 10 .

Z BS cementu SK 580 (čistý) byly připraveny kaše w = 0,24 za přísady 0,8 4 Na₂C0^ a 1,2 % ligninsulfonanu sodného prostého monosacharidů. Počátek tuhnutí kaše byl po 25 minutách. Kaše dosáhla pevností v tlaku: 2 hodiny po zatuhnutí 2,5 MPa, 6 hodin po zatuhnutí 6,3 MPa, 24 hodin 50 MPa a po 28 dnech 94 MPa. Dále byla připravena kaše za stejných podmínek s tím rozdílem, že do záměsové vody bylo přidáno 0,1 4 hmotnosti cementu TEA. Počátek tuhnutí se prodloužil na 60 minut a viditelně se zlepšila zpracovatelnost (kaše měla volně tekutý charakter). Tato kaše připravená podle vynálezu měla tyto pevnosti: 2 hodiny od zatuhnutí 8 MPa, 4 hodiny od zatuhnutí 10 MPa a po 6 hodinách od zatuhnutí pak 20 MPa, po 24 hodinách bylo dosaženo pevnosti tlaku 66 MPa a po 28 dnech 99 MPa.

Příklad 11 Z BS cementu DG 430 (čistý) byla připravena kaše w = 0,24 za přísady 1 Na₂C0^ a 0,85 % ligninsulfonanu sodného prostého monosacharidů. Do záměsové vody bylo přidáno 0,1 \ TEA (hmotnosti slínku). Počátek tuhnutí této kaše se výrazně prodloužil (na více než 8 hodin) vůči postupu bez přídavku TEA do záměsové vody.

Příklad 12 .

Pro přípravu kaše byl použit BS cement SL 470 (čistý). Jako přísada byl použit sulfonovaný polyfenolát železitý, který byl před sušením promíchán s 5 % TEA. Vysušená látka byla před přípravou kaše rozpuštěna ve vodě v koncentraci 0,4 % hmotnosti cementu spolu s 1 % Na₂C0j. Kaše měla počátek tuhnutí 50 minut a dosáhla těchto pevností: 2 hodiny od zatuhnutí 5 MPa, 6 hodin od zatuhnutí 29,3 MPa, a 24 hodin 66 MPa. Při použití původního polyfenolátu, který nebyl vysušen s TEA bylo dosaženo těchto výsledků: počátek tuhnutí

CS 270 602 B1 minut, pevnost v tlaku po 2 hodinách od zatuhnutí 2 MPa, 6 hodin od zatuhnutí 12 MPa, 24 hodin od zatuhnutí 61,5 MPa. · , í i

Příklad 13 · * ,

Z BS cementu Lochkov 630 (0,03 TEDB) byla připravena malta (1 : 3, 3 frakce) při w = 0,27 a přísadách 1 % Ν8?00ρ 0,64 4 sulfonovaného polyfenolátu sodno-Železitého a 0,07 % TEA (vše z hmotnosti cementu). Počátek tuhnutí malty byl po 90 minutách.

Z téhož cementu byla připravena malta z písku Střeleč (0-2 mm) v poměru.cement : : písku 1 : 2,5 při w ³ 0,30 s týmiž přísadami. Při přídavku 0,05 4 TEA do záměsové vody byl počátek tuhnutí 40 minut. Bez přídavku TEA do záměsové vody byl počátek tuhnutí pouze 25 minut. *

Příklad Д4 ,

Z BS cementu lochkov 590 (0,1 4 ETG) byly připravovány kaše za přísady 0,4 4 sulfonovaného polyfenolátu sodno-železitého a 1 % Na2C0^. Vlastnosti kaší jsou v následující tabulce:

w	do záměsové vody nebyl přidán TEA	do záměsové vody, přidán TEA počátek tuhnutí viskozita
počátek tuhnutí	viskozita
0,22	30	minut	více než 3,3 Pas	50 minut	2,23 Pas
0,24	40	minut	1,60 Pas	60 minut	1,4 Pas
0,25	50	minut	1,0 Pas	80 minut	0,9 Pas
Příklad 15

Z BS cementu SK 580 (Čistý) byla za přísady 1,2 4 Na^CO-j a 0,85 % oxidovaného ligninsulfonanu sodného připravena kaše w = 0,24. Tato kaše měla počátek tuhnutí po 5 hodinách a dosáhla pevností v tlaku po 24 hodinách 23 MPa. Táž kaše, kdy však bylo do záměsové vody přidáno 0,1 4 TEA (k hmotnosti cementu) měla počátek tuhnutí prodloužený na více než 8 hodin a dosáhla po 24 hodinách pevnosti v tlaku 56 MPa. Přídavkem TEA do záměsové vody se viditelně zlepšila zpracovatelnost.

Způsobu podle vynálezu lze s výhodou využít ve stavebnictví, zejména tehdy, kdy je požadovaná dobrá zpracovatelnost připravených cementových směsí při současném dosažení vysokých počátečních pevností.

Claims

Způsob přípravy cementové směsi prosté sádrovce, obsahující slínek portlandského cementu o měrném povrchu 220 až 700 m²/kg, mlecí přísadu, jako ethylenglykol nebo tri- ‘ * ethanolamid kyseliny dodecylbenzensulfonové, alkalickou sloučeninu, jako je uhličitan, hydrogenuhličitan nebo křemičitan, a sulfonovaný polyelektrolyt, jako ligninsulfonan, sulfonovaný polyfenolát nebo sulfonovaný lignin, vyznačený tím, že se к této směsi přidá 0,01 až 0,3 % hmot, triethanolaminu rozpuštěného ve 20 až 55 4 hmot, záměsové vody, kde hmotnostní procenta jsou vztažena na hmotnost slínku.