CS273201B1 - Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation - Google Patents
Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CS273201B1 CS273201B1 CS196687A CS196687A CS273201B1 CS 273201 B1 CS273201 B1 CS 273201B1 CS 196687 A CS196687 A CS 196687A CS 196687 A CS196687 A CS 196687A CS 273201 B1 CS273201 B1 CS 273201B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- sand
- cement
- weight
- mixture
- solidification
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims abstract description 29
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 18
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 81
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 43
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 14
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims description 8
- -1 dodecylbenzenesulfonic acid triethanol amide Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- HVAUBXAKLFNFFB-UHFFFAOYSA-N 3-ethylhex-1-yn-1-ol Chemical compound CCCC(CC)C#CO HVAUBXAKLFNFFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 82
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 55
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 27
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 21
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 19
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 4
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N azane;7-fluoro-2,1,3-benzoxadiazole-4-sulfonic acid Chemical compound N.OS(=O)(=O)C1=CC=C(F)C2=NON=C12 JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L disodium;(2r)-3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].COC1=CC=CC(C[C@H](CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 2
- 239000001476 sodium potassium tartrate Substances 0.000 description 2
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N (3S)-octan-3-ol Natural products CCCCCC(O)CC NMRPBPVERJPACX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001838 alkalimetric titration Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 235000019357 lignosulphonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000003823 mortar mixing Methods 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000004151 quinonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
CS 273 201 B1 #·
Jé
Vynález se týká způsobu, stanovení množství alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu pro přípravu cementové směsi prosté sádrovce, která má prodloužený počátek tuhnutí.
Bezsádrovcové cementy (dále jen BS cementy) představují nový typ anorganického pojivá, které je založeno na synergickém účinku působení směsi anorganického elektrolytu, zejména alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu, a anioaktivního plastifikátoru, například ligninsulfonanu, sulfonovaného ligninu nebo sulfonovaného polyfenolátu. Významným rysem těchto cementů je možnost jejich zpracování při nízkém vodním součiniteli při zachování dobrých reologických vlastností. V důsledku nízké pórovitosti zatvrdlého cementového kamene se BS cementy vyznačují nejen vysokými krátkodobými i dlouhodobými pevnostmi, ale i vysokou korozní odolností, schopností tvrdnutí za nízkých a záporných teplot a vysokou odolností vůči vysokým teplotám. Tyto inženýrské vlastnosti BS cementů byly diskutovány například v článcích: F.Škvára, L.Pekárek, B.Velička: The gypsum-free portland cement hydration and-its thermal properties, Proceedings of the 8. Inter. Conf. Thermal Analysis 566-570,
1985, Bratislava; Ovčarenko G.I., F.Tamas: Properties of Alkali-Lignosulfonate mixed cements, Epitoanyag 36, 353-358, 1984; L.G.Špynova a kol.: Osobennosti sostavov cementov dlja ispolzovanija pri otricatělnych těmperaturach, Cement (SSSR), 11 (1985). Z patentové a časopisecké literatury je známo složení BS cementů, například z US 3,689,294 (Brunauer); z publikace M.Yudenfreund a další: Hardened portland cement pastes of Low porosity, Cement and Concrete Research 2, 313-330 (1972) je známo složení volně tekuté expandující cementové kaše, popřípadě malt a betonů, založené na umletém cementářském slinku s povrchem 600 až 900 m /kg, který obsahuje nejméně 0,002 dílu mlecí přísady a nejméně 0,0025 dílů alkalického ligninsulfonanu nebo ligninsulfonanu alkalických zemin nebo sulfonovaného ligninu a nejméně 0,0025 dílu alkalického uhličitanu, přičemž vodní součinitel je v rozmezí w = 0,20 až 0,28. Toto složení B3 cementů bylo zpřesněno v US 3,959,004 (Stryker), kdy autoři dospěli k názoru, že namísto alkalického uhličitanu lze použít v bezsádrovcových cementech alkalický hydrogenuhličitan. Některé potíže spojené s BS cementy, například krátký počátek tuhnutí, byl řešen v US 4,168,985 (Kolář a další), kde bylo popsáno pojivo na bázi oementárského slinku obsahující cement s měrným povrchem 250 až 3 000 m /kg a obsahující 5 až 95 % hmot. částic cementu o velikosti do 5 mikrometrů a nejméně 0,0025 dílů látky na bázi ligninsulfonanu, dále obsahující 0,05 až 80 % hmot. vody, 0,01 až 8 % hmot. alkalické sloučeniny, s výhodou uhličitanu, a další přísady upravující počátek tuhnutí, kterými může být kyslíkatá sloučenina boru nebo soli organických hydroxykyselin. V další fázi bylo popsáno v US 4,551,176 (Škvára a další) složení BS cementů založené na mletém cementářském slinku bez sádrovce s měrným povrchem 150 až 3 000 m /kg a frakcí částic menších než 5 mikrometrů, v rozmezí 5 až 95 % hmot. a 0,1 až 5 % hmot. sulfonovaného polyfenolátu, popřípadě obsahujícího chinonové skupiny, a dotované solemi Al, Fe nebo Cr a 0,1 až 10 % hmot. sloučeniny ze skupiny alkalických hydroxidů, uhličitanů, hydrogenúhličitanů, silikátů a konečně nejméně 20 % hmot. zámesové vody.
Nevýhodou dosavadních řešení směsí z BS cementů a plniva, zejména pro použití do malt a betonů, je relativně krátký počátek tuhnutí, který není často akceptabilní pro stavební praxi. Tyto potíže jsou řešeny zvýšením koncentrace látek známých jako regulátory tuhnutí BS cementů, jako je například kyselina boritá, vivan sodnodraselný, dále zvýšením obsahu monosacharidů v lignisulfonanu a zvýšením koncentrace ligninsulfonanu nebo sulfonovaného polyfenolátu. Toto řešení oddálí sice počátek tuhnutí směsi BS cementů s pískem nebo kamenivem, ovšem velmi často za cenu snížení krátkodobých pevností v rozmezí několika hodin až 3 až 7 dnů od zatuhnutí směsi. Nevýhodou tohoto řešení je také použití vysoce deficitních přísad jako je kyselina boritá nebo vivan sodno-draselný. Pro oddálení tuhnutí směsí je možné se také řídit i
CS 273 201 B1 výběrem písků nebo kameniva, které minimálně zkracují počátek tuhnutí směsi. Toto řešení je reálné, znamená však v praxi používání jen omezených lokalit písku a kameniva
Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy cementové směsi prosté sádrovce s prodlouženým počátkem tuhnutí podle vynálezu, přičemž cementová směs obsahuje cementářský slínek o měrném povrchu 250 až 800 m2/kg, mlecí přísadu, .například triethanolamin, athylenglykol, triethanolamid kyseliny dodecylbenzensulfonan, práškový ligninsulfonan nebo sulfonovaný lignin, alkalický uhličitan, hydrogenuhličitan nebo křemičitan, plnivo, například písek, hrubé nebo pórovité kamenivo, těžké plnivo, například kovové Pb, odpěňovač, například ethylhexanol, jemný amorfní SiOg, popílek, regulátor tuhnutí, například kyselinu boritou, soli hydroxykyselin, organokřemioité estery monosacharidy a záměsovou vodu. Před přípravou směsi se analyticky stanoví množství alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu, které zreaguje s použitým pískem a/nebo kamenivem nebo se na něm absorbuje. Podstata vynálezu spočívá v tom že k nejméně jednonásobku, s výhodou dvoj- až pětinásobku analyticky stanoveného množ ství se přidá 0,5 až 2 % hmot. alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu, přičemž toto množství dosáhne maximálně 15 % hmot. celkové směsi, a potom se toto množství přidá k ostatním složkám směsi, přičemž hmotnostní procenta jsou vztažena na hmotnost cementářského slínku.
V systému betonů, popřípadě malt z BS cementů, tedy v systému: Umletý cementářský slínek + alkalický uhličitan, hydrogenuhličitan nebo křemičitan + sulfonovaný polyelektrolyt + písek a/nebo kamenivo + HgO se dosud předpokládalo, že regulátor tuhnutí - alkalický uhličitan, hydrogenuhličitan nebo křemičitan + sulfonovaný elektrolyt - působí pouze na zrna umletého cementářského slínku..Ukázalo se ovšem, že při styku roztoku regulátoru tuhnutí s pískem a/nebo kamenivem dochází k adsorbci obou složek především na nejjemnějších částeoh písku a/nebo kameniva, což má za důsledek, že s rostoucí jemností písku nebo s rostoucím podílem prachových částí kameniva se zkracuje počátek tuhnutí směsí z BS cementů.
Nejvýraznější reakcí je však přímá chemická reakce alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu s nejjemnějšími podíly písku nebo prachovými podíly kameniva, zejména drceného. Nejjemnější části písku obsahují často jílové materiály, jejichž význačnou vlastností je schopnost výměny kationtů, a to zejména Na+ za Ca^+. Pro případ kaolinitu lze tuto reakci popsat;
Ca-(kaolín)2 + NagCO^ + 2 Na - kaolín + CaCOj (1)
Kromě jílových minerálů mohou písky nebo kamenivo obsahovat další součásti, například částečně zvětralé, které mají schopnost výměny kationtů. Výměnná chemická reakce je zřejmě silnější než adsorbce směsí alkalický uhličitan + sulfonovaný polyelektrolyt na povrchu umletého slínku. Z tohoto důvodu je část, a to často značná část podle výměnné kapacity obsažených minerálů alkalické sloučeniny, převedena na nerozpustný CaCOy Celý systém oddalující počátek tuhnutí je potom' destruován a dochází k výraznému zkrácení počátku tuhnutí směsí BS cementů s běžným pískem a kamenivem. Proto také selhávají receptury pro směsi BS cementů s běžným (reálným) pískem vyvinuté na směsích s normovým (čistým) pískem. Tento vztah regulátoru tuhnutí k písku a kamenivu byl dosud při aplikacích BS cementů opomíjen.
Experimentální práce ukázaly, že zmíněný předpoklad je správný a zvýšením obsahu alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu o hodnotu nad výměnnou kapacitu písku nebo kameniva lze výrazně prodloužit počátek tuhnutí a dosáhnout akceptabilní doby zpracovatelnosti směsí z BS cementů, písku a kameniva.
Výměnu kationtů v písku nebo kamenivu lze provést obecně i pomocí alkalického hydroxidu, kdy potom probíhá například tato reakce:
CS 273 201 B1
Ca - (kaolin)2 + 2 NaOH -> 2 Na - kaolin + Ca(OH)2 (2)
Vzniklý hydroxid, vápenatý je však výrazně rozpustnější než CaCO^, uvažovaný při reakci (1), a vstupuje do reakce s alkalickým uhličitanem, který je ve směsi přítomen jako součást regulátoru tuhnutí. Vzniká CaCO^ a dochází opět k destrukci celého regulátoru tuhnutí. Hydroxid vápenatý také podporuje hydrataci dalších složek pojivá a v celkovém pohledu dochází po přidání alkalického hydroxidu nikoliv k oddálení počátku tuhnutí, nýbrž k jeho výraznému zkrácení. Proto je použití alkalických hydroxidů v tomto případě nemožné.
Základem směsí BS cementů, zejména malt a betonů, je cementová kaše. Její viskozita, vývoj pevnosti a počátek tuhnutí se významně promítají do vlastností směsí cementů s plnivy. Vlastnosti kaší BS cementů jsou významně ovlivňovány koncentrací, respektive poměrem alkalické složky, například alkalického uhličitanu a sulfonovaného polyelektrolytu. Závislosti viskozity, časového vývoje pevnosti a počátku tuhnutí na koncentraci obou složek, nahrazujících působení sádrovce, není lineární a ve většině případů má plošný charakter s určitým optimem. Při zvolení určité kombinace užitných vlastností kaší, například minimální viskozity, akceptabilního počátku tuhnutí a nárůstu pevnosti, lze nalézt optimum koncentrací alkalické složky a sulfonovaného polyelektrolytu. Tato receptura je potom základem pro receptury směsí BS cementů s plnivy, zejména malt a betonů, K této receptuře se potom vztahují zvýšení obsahu alkalické složky v důsledku poklesu její koncentrace dané reakcí s pískem a/nebo kamenivem.
Zvýšení obsahu alkalické složky, tj. uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu, vůči koncentraci použité pro spolehlivou přípravu kaše, je nutné stanovit experimentálně pro konkrétní použitý písek nebo kamenivo. Jako základ tohoto zvýšení je analytické stanovení úbytku koncentrace roztoku alkalické složky po styku s pískem nebo kamenivem. Toto stanovení lze provést snadno zjištěním úbytku koncentrace například sody v roztoku po styku s určitým množstvím písku alkalimetrickou titrací. Ze získaných poznatků vyplývá, že je výhodné, zejména s ohledem na vývoj pevnosti, zvýšit hodnotu koncentrace alkalické složky ve vztahu k hmotnosti písku nebo kameniva o množství, které představuje jednonásobek, s výhodou dvoj-až pětinásobek množství, zjištěného při stanovení úbytku alkalické složky při reakci s pískem nebo kamenivem. Zvýšení obsahu alkalické složky, například uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu, je nejlépe provést v záměsové vodě. Možné je i řešení, kdy se zvýší obsah alkalické složky jako pevné přísady při mletí BS cementů. Tento postup však není optimální vzhledem k tomu, že nelze určit exaktně jednotnou koncentraci alkalické složky vzhledem k různým lokalitám písku nebo kameniva. Zvýšení obsahu alkalické složky ve směsích BS cementů s běžným pískem a/nebo kamenivem lze kombinovat s mírným nebo nepatrným zvýšením obsahu sulfonovaného polyelektrolytu. Samotné zvýšení obsahu sulfonovaného polyelektrolytu vede sice k prodloužení počátku tuhnutí, ale zcela jistě ke snížení počátečních a v některých případech i dlouhodobých pevností. Úrovní zvýšení alkalické soli, odčerpané reakcí s pískem nebo kamenivem, lze také do jisté míry regulovat počátek tuhnutí zmíněných směsí.
Aktuální počátek tuhnutí směsí z BS cementů pro stavební účely je ovlivňován dále těmito faktory: detaily strojního zařízení pro přípravu směsí, hodnotou měrného povrchu BS cementu a lokalitou slinku, způsobem mletí BS cementů, typem alkalické sloučeniny, typem sulfonovaného polyelektrolytu a velikostí vodního součinitele.
Způsob podle vynálezu lze s výhodou použít ve stavebnictví pro přípravu cementových směsí prostých sádrovce s prodlouženým počátkem tuhnuti.
Vynález je vysvětlen na konkrétních příkladech, které jej však nikterak neomezují.
CS 273 201 B1
Příklad 1
Pro přípravu směsí cementů a plniva byly připraveny cementy na bázi cementářského slínku mletím cementářského slínku z běžné produkce čs. cementáren. Mletí bylo pro váděno za nepřítomnosti sádrovce. Parametry a označení jednotlivých BS cementů uvádí tabulka 1.
Příklad 2
Pro přípravu směsí cementů a plniv byly použity písky a kamenivo čs. provenience Písky a kamenivo byly podrobeny zkouškám podle ČSN 72 1511 a 72 1513, kde vykázaly vy hovujíoí parametry. Kromě těchto zkoušek bylo provedeno stanovení reaktivnosti písků a kameniva s alkalickým uhličitanem, v daném případě s NagCOy Cílem tohoto stanovení bylo zjistit, jak se snížila koncentrace původního roztoku sody po styku s pískem nebo kamenivem. Stanovení bylo prováděno následujícím způsobem. Bylo odváženo 200 až 500 g písku nebo kameniva. Toto množství bylo ponecháno 5 minut ve styku s roztokem sody. Množství roztoku a koncentrace sody odpovídala poměrům při míšení malt nebo betonů, tj. 1,2 g NagCO-j na 32 ml vody na 200 g plniva. Po 5 minutách styku roztoku s pískem nebo kamenivem byl roztok odfiltrován vakuovou filtrací a ve filtrátu stanoven obsah NagCO·}· Výsledky tohoto stanovení jsou uvedeny v tabulce 2, spolu s označením jednotlivých použitých plniv.
Příklad 3
Z cementů a plniv uvedených v příkladech 1 a 2 byly připravovány směsi v různém poměru cementu k písku nebo ke kamenivu a při různém vodním součiniteli. Také byl kom binován různý způsob přidávání přísad. Všechny směsi byly po přípravě zhutněny na vibrátoru s frekvencí 50 Hz. Všechny směsi uvedené v následujících příkladech byly zhut nitelné, a to i při nízkém vodním součiniteli. Dále byly sledovány reologické vlastnosti směsí BS cementů s plnivy (písek, kamenivo). Reologické vlastnosti BS cementů s plnivy jsou jiné než u analogických směsí z portlandských cementů. Například při zhutňování směsí z BS cementů dochází k vertikálnímu pohybu směsi. Při nízkém vodním součiniteli směsí z BS cementů (při 0,25 až 0,27) mají tyto směsi vysloveně gumovitý charakter se silnou vnitřní soudržností. Konsistence připravených směsí z BS cementů byla sledována podle nomenklatury pro portlandské cementy a u směsí s pískem se konsistence pohybovala od konsistence tekuté po zavlhlou a u směsí s pískem a kamenivem od velmi měkké konsistence po konsistenci tuhou. U všech sledovaných směsí byl stanoven počátek tuhnutí, který byl definován jako ztráta formovatelnosti směsi. Přechod směsí z BS cementů ze stavu plastického do stavu neformovatelného, zcela tuhého i při vibraci, je ostrý, kdy tento přechod nastává v naprosté většině případů během několika minut, na rozdíl od směsí z portlandského cementu, kde je tento přechod plynulý, v souladu s termíny počátek a doba' tuhnutí. Při vlastní přípravě směsí byl použit sulfonovaný polyfenolát sodno-železitý (roztok 36,7 % sušiny), dále značený Ralentol. Kromě toho byl použit ligninsulfonan sodný, odvápněný, částečně zbavený monosacharidů a oxidovaný za zvýšené teploty v alkalickém prostředí, dále značený Natroplast (prášek). Dále byl použit ligninsulfonan sodný, odvápněný, prakticky zbavený doprovodných monosacharidů, prášek.
Příklad 4
V tabulce 3 a 4 jsou uvedeny výsledky vlivu různých lokalit písků na počátek tuhnutí malt z BS cementů. Tyto výsledky dále ukazují vliv zvýšení obsahu NagCO^ vůči receptuře pro kaši ňa počátek tuhnutí.
CS 273 201 B1
Příklad. 5
V tabulce 5 jsou uvedeny výsledky vlivu různých, forem alkalické složky na počátek tuhnutí malt z BS cementu s běžným stavebním pískem. Množství alkalické sloučeniny bylo stanoveno tak, aby bylo ekvivalentní, co do obsahu kationtů alkalického kovu, množství NagCO-j vztaženému, na 0,5 % hmot. písku. Výsledek ukazuje, že ekvivalentní množství alkalických sloučenin, s výjimkou NaOH, prodlouží prakticky stejně počátek tuhnutí. Tento výsledek je potvrzením představy o mechanismu působení písků na vodní suspenze BS cementů.
Příklad 6
V tabulce 6 je uveden vliv různého složení malty a zvýšení obsahu alkalické složky na vlastnosti malt z BS cementů.
Příklad 7
V tabulce 7 jsou uvedeny vlastnosti směsi z BS cementu při použití receptury pro kaši a při zvýšeném obsahu alkalické složky.
Příklad 8
V tabulce 8 je uveden vliv způsobu, míchání - doby prodlevy při styku písku se zvýšeným obsahem alkalické složky - na vlastnosti malt z BS cementů.
Příklad 9 tabulkách 9 a 10 je uveden vliv způsobu míchání směsí z BS cementů při různém pořadí jednotlivých složek.
Příklad 10 tabulkách 11, 12, 13, 14 a 15 jsou uvedeny vlastnosti směsí z BS cementů při použití receptur pro kaše a při zvýšení alkalické složky.
CS 273 201 B1
Tabulka 1
CS 273 201 Bl
Tabulka
Označení g NagCOj spotřebované na 100 g písku, nebo kameniva
x frakce z původního písku 0 až 8 mm xx frakce z původního písku 0 až 4 mm
CS 273 201 B1
Tabulka 3
BS cement Lochkov 500 (0,04 % TEDB) malta w = 0,31 cement; písek 1 s 2,5 počátek tuhnutí kaše w = 0,25 140 minut receptura pro kaši: 1 % hmot. cementu NagCO^ % hmot. Ralentol počátek tuhnutí (min.)
Lokalita písku receptura pro kaši receptura pro kaši + 0,4 % hmot. písku
Na2C03
CS 273 201 B1
Tabulka 4
BS cement Hranice 690 (LS + N), malta w = 0,33 cement: písek 1:3 hmot., kaše w = 0,25 počátek tuhnutí 110 minut zvýšení koncentrace ÍTa^CO, vůči receptuře pro kaši počátek tuhnutí (min.)
Pozn.: % jsou vztažena na hmotnost písku
CS 273 201 B1
Tabulka 5
BS cement Hranice 690 (LS + H), malta w = 0,33 cement:pÍ3ek 1:3 hmot. písek Chlum u Tř. 0 až 6,3 množství alkalické sloučeniny (% hmotnosti písku) počátek tuhnutí (min)
Pozn.:
Vizuální zpracovatelnost malt byla v závislosti na přídavku alkalické sloučeniny v tomto pořadí:
K2C°3 > Ha2C03 > Na2SiO3 > NaHCO3
CS 273 201 B1
Tabulka 6
BS cement Hranice (LS + H), malta w = 0,33 písek Chlum u Tř. 0 až 6,3 záměsová voda obsahovala 0,5 % hmot. písku IfágCO^, nebo byla použita původní receptura pro kaši zvýšení koncentrace NagCO^ vůči receptuře pro kaši cementrpísek počátek tuhnutí (min) 1:1 1:2 1:3
CS 273 201 B1
Tabulka 8
BS cement Hranice 690 (LS + N), malta w = 0,33 cementspíaek 1:3 hmot., písek Vojkovioe 0 až 6,3 způsob míchání malty: písek + voda, potom cement mezi mícháním písku a vody a následujícím přidáním cementu prodleva do záměsové vody přidáno + 0,50 % hmot. písku Na^ prodleva směsi písku a záměsové počátek tuhnutí vody před přidáním cementu (min) s 25 s min 15 min
110
130
120
125
Tabulka 9
BS cement Hranice 370 (0,05% TBA + 5 % Komsil) receptura kaše: 1 % NagOO^ + 2 % hmot. Ralentol (hmotnosti cementu) směs počátek tuhnutí (min) malta 1:3, písek Střeleč 0 až 2 receptura kaše malta 1:3, písek Střeleč 0 až 2, obsah sody zvýšen o 0,16 % hmot. písku vůči receptuře pro kaši směs 1:1,5:3, písek Střeleč, Kleoany 4 až 8 obsah sody zvýšen o 0,22 % hmot.písku a o 0,05 % hmot. kameniva, míchání: současně cement+písek, potom voda s přísadami a potom kamenivo směs 1:1,5:3, stejné složení a přísady, míchání: písek s vodou a přísadami, potom cement a potom kamenivo směs 1:1,5:3, stejné složení a přísady, míchání: současně cement+písek+kamenivo, potom voda s přísadami
100
CS 273 201 Bl
Tabulka 10
BS cement Hranice 370 (0,05 % TBA + 5 % Komsil) směs 1:1,5:3 střední frakce normového písku, KLecany 4 až 8 receptura pro kaši 1 % ífegCO^ + 2 % hmot. Ralentol (hmot. cementu) obsah IfegCO^ zvýšen o 0,21 % hmot. písku a o 0,05 % hmot. kameniva způsob míchání směsi počátek tuhnutí (min) současně cement+písek+voda s přísadami pak kamenivo neproprané 95 současně cement+písek+voda s přísadami, potom kamenivo proprané, vysušené 90 současně cement+písek+kamenivo, potom voda s přísadami 95
Tabulka 11
CS 273 201 B1
Tabulka 12
BS cement Štramberk 470 (0,05 % TSDB) receptura pro kaši A: 1 % NagCO^ + 2 % hmot. Ralentol (hmotnosti cementu), počátek tuhnutí kaše A w = 0,25 100 minut receptura pro kaši B: 1,2 % NagCO^ + 0,9 % ligninsulfonan sodný (zbavený monosacharidů), počátek tuhnutí kaše B w = 0,25 40 minut složení směsi w přísady počátek tuhnutí (min)
1:1,8:3
Střelec 0 až 2
Klecany 4 až 8 0,31 receptura pro kaši A, obsah sody zvýšen o 0,18 % hmot.písku a o 0,06 % hmot. kameniva
120
111»8:3
Střelec 0 až 2 Klecany 4 až 8 receptura pro kaši B, obsah sody zvýšen o 0,11 % hmot.písku a o 0,03 % hmot. kameniva
1:2,3:2,85
Halánky 0 až 4 0,31 receptura pro kaši A
Klecany 8 až 16
1:2,3:2,85 Halánky 0 až 4 Klecany 8 až 16 receptura pro kaši A, obsah sody zvýšen o 0,21 % hmot.písku a o 0,08 % hmot, kameniva
120
CS 273 201 B1
Tabulka 13
BS cement Maloměřiee 620 (0,05 % TEA) receptura kaše: 1 % Ha2C0^ + 2 % hmot. Ralentol (hmotnosti cementu.) počátek tuhnutí kaše w = 0,27 60 minut
CS 273 201 B1
Tabulka 14
BS cement Hranice 37θ (0,θ5 % TEA +'5 % Komail) receptura kase: 1 % NagCO^ + 2 % hmot. Ralentol (hmotnosti cementu) počátek tuhnutí kaše w = 0,25 160 minut
CS 273 201 B1
Tabulka 15 receptura pro kaše:
1,3 % KgCO^ + 0,9 % Hatroplast (hmotnosti cementu)
cement složení směsi w přísady počátek tuhnutíCS 273 201 B1 #
Yippee
The invention relates to a method for determining the amount of alkali carbonate, bicarbonate or silicate for preparing a cement-free gypsum-free cementitious composition having a prolonged onset of solidification.
Gypsum-free cements (BS cements) are a new type of inorganic binder which is based on the synergistic effect of a mixture of an inorganic electrolyte, in particular an alkali carbonate, bicarbonate or silicate, and an anioactive plasticizer, for example ligninsulfonate, sulfonated lignin or sulfonated polyphenolate. An important feature of these cements is the possibility of their processing at low water coefficient while maintaining good rheological properties. Due to the low porosity of hardened cement stone, BS cements are characterized not only by high short- and long-term strengths, but also by high corrosion resistance, ability to harden at low and negative temperatures and high resistance to high temperatures. These engineering properties of BS cements were discussed, for example, in the following articles: F.Škvára, L.Pekárek, B.Velička: The gypsum-free portland cement hydration and its thermal properties, Proceedings of the 8th Inter. Conf. Thermal Analysis 566-570
1985, Bratislava; Ovcarenko GI, F. Tamas: Properties of Alkali-Lignosulfonate Mixed Cements, Epitoanyag 36, 353-358, 1984; LGŠpynova et al .: Personalities of cement assemblies of long-lived ispolzovanija at abatable types, Cement (USSR), 11 (1985). The composition of BS cements is known from patent and journal literature, for example from US 3,689,294 (Brunauer); from M.Yudenfreund et al.: Hardened Portland Cement Pastes of Low Porosity, Cement and Concrete Research 2, 313-330 (1972) discloses a composition of a free-flowing expanded cement paste or mortar and concrete based on ground cement clinker with a surface of 600 up to 900 m / kg, containing at least 0.002 parts of grinding additive and at least 0.0025 parts of alkaline or alkaline-earth lignin sulphonate or sulphonated lignin and at least 0.0025 parts of alkali carbonate, the water coefficient being in the range w = 0.20 to 0 , 28. This composition of B3 cements was refined in US 3,959,004 (Stryker), where the authors concluded that alkali bicarbonate could be used in gypsum-free cements instead of alkali carbonate. Some of the problems associated with BS cements, such as a short onset of solidification, have been addressed in US 4,168,985 (Kolar et al.) Where a cement-based clinker binder containing cement having a specific surface area of 250 to 3,000 m / kg and containing 5 to 95% . % of cement particles up to 5 microns in size and at least 0.0025 parts by weight of lignin sulphonate based material, further comprising 0.05 to 80 wt. % water, 0.01 to 8 wt. alkali compounds, preferably carbonate, and other solidification-adjusting additives, which may be an oxygenated boron compound or an organic hydroxy acid salt. In a further phase, a composition of BS cements based on ground gypsum-free cement clinker having a specific surface area of 150-3000 m / kg and particle fractions of less than 5 microns, in the range of 5-95% by weight, was described in US 4,551,176 (Slag et al.). and 0.1 to 5 wt. % sulfonated polyphenolate, optionally containing quinone groups, and doped with Al, Fe or Cr salts and 0.1 to 10 wt. % of compounds of the group of alkali hydroxides, carbonates, bicarbonates, silicates and finally at least 20 wt. mixing water.
A disadvantage of existing solutions of BS cements and fillers, especially for use in mortars and concretes, is the relatively short onset of solidification, which is often not acceptable for construction practice. These problems are solved by increasing the concentration of substances known as solidification regulators of BS cements such as boric acid, sodium potassium tartrate, further increasing the monosaccharide content of lignisulfonate and increasing the concentration of ligninsulfonate or sulfonated polyphenolate. This solution delays the start of solidification of the BS cements with sand or aggregate, but very often at the cost of reducing short-term strengths within a few hours to 3 to 7 days of the mixture solidifying. A disadvantage of this solution is also the use of highly deficient additives such as boric acid or sodium potassium tartrate. To delay the solidification of the mixtures it is also possible to control also
CS 273 201 B1 by selection of sands or aggregates that minimize the start of solidification of the mixture. This solution is realistic, but in practice it means using only limited sites of sand and aggregate
The above-mentioned disadvantages are overcome by the method of preparing a cement composition free of gypsum with a prolonged onset of solidification according to the invention, wherein the cement composition comprises cement clinker having a specific surface area of 250-800 m 2 / kg; grinding additive e.g. triethanolamine, athylene glycol; dodecylbenzenesulfonan triethanolamide; lignin, alkali carbonate, bicarbonate or silicate, filler such as sand, coarse or porous aggregate, heavy filler such as metal Pb, defoamer such as ethylhexanol, fine amorphous SiOg, fly ash, solidification regulator such as boric acid, hydroxyacid salts, organosilicon monosaccharides and mixing water. Before preparing the mixture, the amount of alkali carbonate, bicarbonate or silicate that has reacted with or absorbed on the sand and / or aggregate used is analytically determined. The principle of the invention is characterized in that from 0.5 to 2% by weight of the analytically determined amount is added to at least one, preferably two to five times, analytically determined amounts. % of an alkali carbonate, bicarbonate or silicate, this amount being at most 15 wt. % of the total mixture, and then this amount is added to the other ingredients of the mixture, the weight percent being based on the weight of the cement clinker.
In the system of concrete or BS cement mortar, the system: Ground cement clinker + alkali carbonate, bicarbonate or silicate + sulfonated polyelectrolyte + sand and / or aggregate + HgO has so far been assumed that the solidification regulator - alkali carbonate, bicarbonate or silicate + sulphonated electrolyte - only affects the grains of ground cement clinker. However, it has been shown that contact of the solidification regulator solution with sand and / or aggregate results in adsorption of both components, especially to the finest parts of sand and / or aggregate, resulting in the increasing fineness of the sand or the increasing proportion of dust aggregates shortens the start of solidification of the BS cement mixtures.
The most striking reaction, however, is the direct chemical reaction of an alkali carbonate, bicarbonate or silicate with the finest sand or dust particles of the aggregate, especially crushed. The finest parts of sand often contain clay materials, the characteristic of which is the ability to exchange cations, especially Na + to Ca + . In the case of kaolinite, this reaction can be described;
Ca- (kaolin) 2 + NagCO4 + 2 Na - kaolin + CaCO3 (1)
In addition to clay minerals, sands or aggregates may contain other components, for example partially weathered, which have a cation exchange capacity. The chemical exchange reaction appears to be stronger than adsorption of alkali carbonate + sulfonated polyelectrolyte on the ground clinker surface. For this reason, a part, often a considerable part according to the exchange capacity of the contained minerals of the alkaline compound, is converted to insoluble CaCO 3. The entire system delaying the onset of solidification is then destroyed and significantly shortens the onset of solidification mixtures of BS cements with conventional sand and aggregates. Therefore, formulas for mixtures of BS cements with normal (real) sand developed on standard (pure) sand mixtures also fail. This relationship of solidification regulator to sand and aggregate has so far been neglected in the application of BS cements.
Experimental work has shown that this assumption is correct and by increasing the content of alkali carbonate, bicarbonate or silicate above the exchange capacity of sand or aggregate, the start of solidification can be significantly prolonged and an acceptable workability time of BS cements, sand and aggregates can be achieved.
The cation exchange in sand or aggregate can also be carried out generally with an alkaline hydroxide, for example the following reaction:
CS 273 201 B1
Ca - (kaolin) 2 + 2 NaOH -> 2 Na - kaolin + Ca (OH) 2 (2)
The resulting calcium hydroxide, however, is considerably more soluble than the CaCO 3 contemplated in reaction (1), and is reacted with the alkali carbonate present in the mixture as part of the solidification regulator. CaCO2 is formed and the entire solidification regulator is destroyed again. Calcium hydroxide also promotes the hydration of the other binder components and, overall, upon addition of the alkaline hydroxide, it does not delay the onset of solidification but rather shortens it. Therefore, the use of alkali hydroxides in this case is impossible.
The basis of mixtures of BS cements, especially mortars and concretes, is cement paste. Its viscosity, strength development and onset of solidification are significantly reflected in the properties of cement-filler mixtures. The properties of the slurry of BS cements are significantly influenced by the concentration or ratio of the alkali component, for example alkali carbonate and sulfonated polyelectrolyte. The dependence of viscosity, time development of strength and setting time on the concentration of both gypsum-replacing components is not linear and in most cases has a flat character with some optimum. By selecting a combination of slurry performance properties, such as minimum viscosity, acceptable solidification start and strength increase, the optimum concentrations of the alkali component and sulfonated polyelectrolyte can be found. This recipe is then the basis for the recipe of mixtures of BS cements with fillers, in particular mortars and concretes.
The increase in the content of the alkali component, i.e. carbonate, bicarbonate or silicate, relative to the concentration used for reliable slurry preparation, must be determined experimentally for the particular sand or aggregate used. The basis for this increase is the analytical determination of the decrease in the concentration of the alkaline component solution after contact with sand or aggregate. This determination can be easily accomplished by detecting a decrease in the concentration of, for example, soda in solution after contact with a certain amount of sand by alkalimetry titration. It has been found that it is advantageous, particularly in view of the strength development, to increase the concentration of the alkali component relative to the weight of the sand or aggregate by an amount which is one to two times, preferably two to five times. reaction with sand or aggregate. Increasing the content of the alkali component, for example carbonate, bicarbonate or silicate, is best done in the mixing water. It is also possible to increase the content of the alkali component as a solid additive when grinding BS cements. However, this procedure is not optimal since it is not possible to determine an exact uniform concentration of the alkaline component with respect to different locations of sand or aggregate. Increasing the content of alkaline component in mixtures of BS cements with conventional sand and / or aggregate may be combined with a slight or slight increase in the sulfonated polyelectrolyte content. Even an increase in the sulfonated polyelectrolyte content leads to a prolonged start of solidification, but certainly to a decrease in the initial and, in some cases, long-term strengths. The level of increase in the alkali salt drawn by reaction with sand or aggregate can also be controlled to some extent by the onset of solidification of said mixtures.
The actual start of solidification of BS cement mixtures for construction purposes is further influenced by the following factors: details of the mixture preparation machinery, BS cement specific surface area and clinker location, BS cement grinding method, alkaline compound type, sulfonated polyelectrolyte type and water coefficient size.
The process according to the invention can advantageously be used in the construction industry for the preparation of cement mixtures free of gypsum with a prolonged onset of solidification.
The invention is illustrated by the following non-limiting examples.
CS 273 201 B1
Example 1
For the preparation of mixtures of cements and fillers, cements based on cement clinker were prepared by grinding cement clinker from common production of MS. cement works. Grinding was carried out in the absence of gypsum. Parameters and designations of individual BS cements are given in Table 1.
Example 2
For the preparation of mixtures of cements and fillers were used sand and aggregate MS. sands and aggregates were tested according to ČSN 72 1511 and 72 1513, where they showed satisfactory parameters. In addition to these tests, the reactivity of sands and aggregates with alkaline carbonate, in this case with NagCOy, was determined. The aim of this determination was to determine how the concentration of the original soda solution decreased after contact with sand or aggregates. The assay was performed as follows. 200 to 500 g of sand or aggregate was weighed. This amount was left in contact with the soda solution for 5 minutes. The amount of solution and soda concentration corresponded to the mixing ratios of mortars or concretes, i.e. 1.2 g of NagCO-1 per 32 ml of water per 200 g of filler. After 5 minutes of contact of the solution with sand or aggregate, the solution was filtered by vacuum filtration and the NagCO content was determined in the filtrate. The results of this determination are given in Table 2, together with the designation of the individual fillers used.
Example 3
Mixtures were prepared from the cements and fillers listed in Examples 1 and 2 in different cement-to-sand or aggregate ratios and at different water coefficients. A different way of adding ingredients has also been combined. All mixtures were compacted on a 50 Hz vibrator after preparation. All of the mixtures shown in the following examples were compacted, even at low water coefficients. The rheological properties of mixtures of BS cements with fillers (sand, aggregates) were also studied. The rheological properties of BS cements with fillers are different from analogous Portland cement mixtures. For example, when compacting mixtures of BS cements, the mixture moves vertically. At a low water coefficient of BS cement mixtures (at 0.25 to 0.27), these mixtures have a particularly gummy character with a strong internal cohesion. Consistency of prepared mixtures of BS cements was monitored according to the nomenclature for Portland cements and for mixtures with sand the consistency ranged from liquid to wet consistency and for mixtures with sand and aggregate from very soft consistency to solid consistency. The start of solidification was defined for all studied mixtures, which was defined as the loss of formability of the mixture. The transition of BS cement mixtures from plastic to unformable, completely rigid even under vibration is sharp, with this transition occurring in the vast majority of cases in minutes, unlike Portland cement mixtures where this transition is smooth, in accordance with the dates of onset and the time of solidification. Sulfonated sodium ferric polyphenolate (36.7% solids solution), hereinafter labeled Ralentol, was used in the preparation of the mixtures. In addition, sodium ligninsulfonate, decalcified, partially devoid of monosaccharides and oxidized at elevated temperature in an alkaline medium, hereinafter referred to as Natroplast (powder), was used. Furthermore, sodium lignin sulphonate, descaled, practically devoid of accompanying monosaccharides, powder was used.
Example 4
Tables 3 and 4 show the results of the influence of different sand sites on the start of solidification of BS cements. These results further show the effect of increasing the NagCO2 content relative to the slurry formulation and the onset of solidification.
CS 273 201 B1
Example. 5
Table 5 shows the results of the influence of different forms of the alkaline component on the start of solidification of BS cement mortars with common building sand. The amount of alkali compound was determined to be equivalent, in terms of alkali metal cation content, to an amount of NagCO-j based on 0.5 wt%. of sand. The result shows that an equivalent amount of alkaline compounds, with the exception of NaOH, will extend the start of solidification practically the same. This result confirms the idea of the mechanism of action of sands on water suspensions of BS cements.
Example 6
Table 6 shows the effect of the different mortar composition and the increase in the alkali content on the properties of BS cements.
Example 7
Table 7 shows the properties of a BS cement mix using a slurry formulation and an increased alkali content.
Example 8
Table 8 shows the effect of the mixing method - the residence time of the contact of sand with an increased content of alkaline component - on the properties of the BS cement mortars.
Example 9, Tables 9 and 10 show the effect of the method of blending BS cement mixtures in different order of components.
Example 10 Tables 11, 12, 13, 14 and 15 show the properties of BS cement mixtures using slurry formulations and increasing the alkaline component.
CS 273 201 B1
Table 1
CS 273 201 Bl
Table
Labeling g NagCOj consumed per 100 g of sand or aggregate
x original sand fraction 0 to 8 mm xx original sand fraction 0 to 4 mm
CS 273 201 B1
Table 3
BS cement Lochkov 500 (0.04% TEDB) mortar w = 0.31 cement; sand 1 with 2,5 start of slurry solidification w = 0,25 140 minutes slurry recipe: 1 wt. cement NagCO ^ wt. Ralentol solidification start (min.)
Locality of sand Mash recipe Mash recipe + 0.4 wt. of sand
Na 2 C0 3
CS 273 201 B1
Table 4
BS cement Boundary 690 (LS + N), mortar w = 0.33 cement: sand 1: 3 wt., Slurry w = 0.25 onset of setting 110 minutes increase in the concentration of ^Ta ^CO, relative to the slurry recipe start of setting (min. )
Note:% are based on sand weight
CS 273 201 B1
Table 5
BS cement boundary 690 (LS + H), mortar w = 0.33 cement: pI3 1: 3 wt. sand Chlum u Tř. 0 to 6.3 amount of alkaline compound (% by weight of sand) setting time (min)
NB:
The visual workability of the mortar was in the following order depending on the addition of the alkaline compound:
K 2 C ° 3> Ha 2 CO 3 > Na 2 SiO 3 > NaHCO 3
CS 273 201 B1
Table 6
BS cement Hranice (LS + H), mortar w = 0.33 sand Chlum u Tř. 0 to 6.3, the mixing water contained 0.5 wt. sand IfágCO ^, or the original slurry recipe was used to increase the NagCO ^ slurry concentration relative to the cement slurry recipe (s) solidification start (min) 1: 1 1: 2 1: 3
CS 273 201 B1
Table 8
BS cement Boundary 690 (LS + N), mortar w = 0.33 cementspiaek 1: 3 wt., Sand Vojkovioe 0 to 6.3 method of mortar mixing: sand + water, then cement between mixing sand and water and then adding cement delay + 0.50% wt. sand Na ^ dwell time of sand mixture and mixing start of water solidification before adding cement (min) with 25 s min 15 min
110
130
120
125
Table 9
BS cement Boundary 370 (0.05% TBA + 5% Komsil) slurry recipe: 1% NagOO ^ + 2% wt. Ralentol (cement weight) mixture start setting (min) mortar 1: 3, sand shooter 0 to 2 recipe mortar slurry 1: 3, sand shooter 0 to 2, soda content increased by 0.16% wt. sand to slurry formula 1: 1.5: 3, sand Strelec, Kleoany 4 to 8 soda content increased by 0.22% by weight of sand and 0.05% by weight aggregates, mixing: simultaneously cement + sand, then water with additives and then aggregates mixture 1: 1,5: 3, same composition and additives, mixing: sand with water and additives, then cement and then aggregates mixture 1: 1,5: 3, the same composition and ingredients, mixing: at the same time cement + sand + aggregate, then water with additives
100 ALIGN!
CS 273 201 Bl
Table 10
BS Cement Boundary 370 (0.05% TBA + 5% Komsil) mixture 1: 1.5: 3 medium fraction of standard sand, KLecany 4 to 8 recipe for slurry 1% fegCO4 + 2% wt. Ralentol (cement weight) IfegCO2 content increased by 0.21% by weight. % sand and 0.05 wt. Aggregates Mixing method Mixing Initial setting (min) Simultaneously Cement + sand + water with additives then Unwashed aggregates 95 Simultaneously Cement + sand + water with additives, then aggregate washed, dried 90 Simultaneously cement + sand + aggregate, then water with additives 95
Table 11
CS 273 201 B1
Table 12
BS cement Stramberk 470 (0.05% TSDB) recipe for slurry A: 1% NagCO4 + 2% wt. Ralentol (cement weight), slurry solidification start A w = 0.25 100 minutes slurry formulation B: 1.2% NagCO4 + 0.9% sodium ligninsulfonate (devoid of monosaccharides), slurry solidification start B w = 0.25 40 minutes composition mixture w ingredients start setting (min)
1: 1.8: 3
Shooter 0 to 2
Cages 4 to 8 0.31 recipe for slurry A, soda content increased by 0.18% by weight of sand and 0.06% by weight. aggregates
120
111 »8: 3
Shooter 0 to 2 Klecany 4 to 8 recipe for porridge B, soda content increased by 0.11% by weight of sand and 0.03% by weight. aggregates
1: 2.3: 2.85
Dumplings 0 to 4 0,31 recipe for porridge
Klecany 8 to 16
1: 2,3: 2,85 Halls 0 to 4 Klecany 8 to 16 recipe for porridge A, soda content increased by 0,21% by weight of sand and 0,08% by weight, aggregates
120
CS 273 201 B1
Table 13
BS cement Malomerice 620 (0.05% TEA) slurry recipe: 1% Ha 2 CO 2 + 2% wt. Ralentol (cement weight.) Start of slurry solidification w = 0.27 60 minutes
CS 273 201 B1
Table 14
BS Cement Boundary 37θ (0, 5% TEA + '5% Komail) Recipe: 1% NagCO ^ + 2% wt. Ralentol (cement weight) slurry solidification start w = 0.25 160 minutes
CS 273 201 B1
Table 15 recipe for porridge:
1.3% KgCO ^ + 0.9% Hatroplast (cement weight)
cement composition mixture w ingredients early solidificationClaims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS196687A CS273201B1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS196687A CS273201B1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196687A1 CS196687A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273201B1 true CS273201B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5355397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS196687A CS273201B1 (en) | 1987-03-24 | 1987-03-24 | Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273201B1 (en) |
-
1987
- 1987-03-24 CS CS196687A patent/CS273201B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS196687A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2023210634B2 (en) | Inorganic foam based on calcium sulfoaluminate | |
| US20240336528A1 (en) | Inorganic foam based on geopolymers | |
| US3232777A (en) | Cementitious composition and method of preparation | |
| CA2136846C (en) | Cellular concrete | |
| EP0208535B1 (en) | Process of producing a flowing concrete | |
| EP0889011A1 (en) | Process for producing concrete | |
| WO1994019294A9 (en) | Process for producing concrete | |
| US4931099A (en) | Self-levelling mortar mixture | |
| EP0390220A3 (en) | Use of synthetic surface-active substances and method for milling Portland clinker for the production of gypsumless Portland cements | |
| CS273201B1 (en) | Method of alkali carbonate,hydrogen carbonate or silicate quantity determination for gypsum-free cement mixture preparation | |
| US5108511A (en) | Non-emulsion masonry cement additives and method of producing masonry cement compositions containing same | |
| RU2004524C1 (en) | Cement | |
| HU200511B (en) | Cement klinker-based, stabilized binding material composition free from rock gypsum | |
| RU2834869C1 (en) | Method of producing micro-filler based on ash-slag wastes for cement compositions | |
| SU1761728A1 (en) | Expanded-clay lightweight concrete mix | |
| CZ283459B6 (en) | Mixture for refractory purposes | |
| RU2808808C1 (en) | Raw mixture for production of concrete walkway slabs | |
| SU1231030A1 (en) | Complex additive to concrete mix | |
| US3442673A (en) | Mineral grinding aids | |
| RU2786460C2 (en) | Inorganic foam based on calcium sulfoaluminate | |
| SU1219553A1 (en) | Surfpce-active additive | |
| SU1401026A1 (en) | Binder | |
| SU1406126A1 (en) | Expanding addition for slag-alkali binders | |
| SU1182012A1 (en) | Raw mixture producing hydraulic binder | |
| AL-MULLA | T. AL-KADHIMI, I. AL-KURWI, HS JAMIL |