CS276229B6

CS276229B6 - Composite gypsum-free portland cement

Info

Publication number: CS276229B6
Application number: CS892826A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Rndr Drsc Skvara; Pius Ing Durovec; Bohumil Ing Cernovsky; Tomas Ing Vsetecka; Jaroslav Ing Hrazdira; Zdenek Ing Kadlec
Original assignee: Ustav Chemie Skelnych A Kerami
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1992-04-15
Also published as: FI902361A0; FI902361A7; US5076851A; EP0397189A3; CA2016435A1; CS8902826A1; EP0397189A2

Description

VYnález se týká směsného bezsádrovcového portlandského cementu na bázi cementářského slínku smíšeného s latentně hydraulickými přísadami.

Je známo řešení, kdy při výrobě cementu je nahrazena část slínku v cementu latentně hydraulickými látkami. Těmito látkami je především granulovaná vysokopecní struska, pucolány a stále častěji i popílek. V současné době se produkuje ve světovém měřítku značný podíl směsných cementů, kdy je zpracováno více než 90 miliónů tun látek s latentně hydraulickými přísadami na více než 280 miliónů tun směsných cementů a použití strusek a popílků vede k produkci více než 500 milionů tun cementů (R. Bucchi: Outlines on additions and composite cements of view of industry, Proč. 8. Inter. Congress of Cement, Rio de Janiero 1986, Vol. I, str. 185 - 195). Dále je známo řešení, umožňující lepší využití hydraulických vlastností umletých strusek a sice cestou struskoalkalických cementů a betonů. Značná pozornost byla věnována této problematice v pracech V. D. Gluchovského (kniha: Ščoločnonyje i ščoločnozemelnyje gidravličeskije vjažuščije i betony, Kyjev 1979, 1982). V těchto pracech se navrhuje používání alkalických sloučenin, a to křemičitanu a hydroxidu v koncentracích značně vyšších než bylo užíváno dosud - 5 až 10 % hmot. umleté strusky. V patentu SSSR 1 046 222 je uvedeno složení pojivá, které obsahuje více než 60 % hmot.· strusky o

umleté nejméně na měrný povrch 300 ni /kg, 7,5 až 9 % hmot. 20 % roztoku KOH a 22 až 27 % hmot. roztoku sodného silikátu. Z čs. autorského osvědčení č. 244 163 je známo pojivo na bázi hydraulicky aktivních látek prosté sádrovce, které obsahuje 0 až 40 % umletého cementárského slínku s měrným povrchem 250 až 700 ni /kg, 100 až 40 % hmot.umleté latentně hydraulické látky jako je například struska, popílek, pucolány s měrným povrchem 300 až

600 m /kg, 0 až 20 % vysoce jemného Si0₂ a obsahující popřípadě mlecí přísady, jako je ligninsulfonan a dále obsahující záměsovou vodu, synergicky působící směs látek sestávající z 0,2 až 3 % hmot. sulfonovaného nebo sulfometylovaného kondenzátu jedno nebo vícemocných fenolů s formaldehydem, který je popřípadě dotován kationty železitými, hlinitými nebo chromitými a 0,5 až 10 % hmot. soli alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin, kde hmotnostní procenta látek jsou vztažena na celkovou hmotnost práškového pojivá. Dále je z literatury známé řešení (K, Sáto, E. Konishi, K. Fukaya: Oroperties of very fine blast furnace slag prepared by classification, Proč. 8. Inter. Congress of Cement, Rio de Janiero 1986, vol. 4, str. 239), kde je k portlandskéniu cementu přidávána struska umletá na měrný povrch výše než 500 m /kg.

Nevýhodou směsných cementů je pomalý nárůst počátečních pevností. Urychlení procesu hydratace se provádí několika známými způsoby, a to především přídavkem urychlujících látek, například sádrovce, hydroxidem vápenatým, alkalickými solemi. Urychlení procesu hydratace je možné také umletím strusky na vyšší měrný povrch. Na rozdíl od cementářského slínku se umletí strusky nad měrný povrch 500 ni /kg prakticky neprojevuje.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje směsný bezsádrovcový portlandský cement podle vynálezu. Podstata cementu spočívá v tom, že obsahuje 60 až 96,7 % hmot. slínku portlandského ceumleté latent, 0,01 až 0,1 % mentu prostého sádrovce o měrném povrchu 350 až 550 nr/kg, 3 až 40 % hmot. ně hydraulické látky, jako je granulovaná vysokopecní struska, popílek aj. hmot. kapalné mlecí přísady, s výhodou synteticky povrchově aktivní látku se smáčivými účinky a dále obsahující 0,1 až 20 % hmot. jemného amorfního Si0₂ a/nebo 0,1 až 3 % hmot. sulfonovaného polyelektrolytu, jako je sulfonovaný polyfenolát nebo ligninsulfonan a 0,5 až 6 % hmot. alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo hydroxidu.

Systematické experimentální práce ukázaly možnost získání pojivá na bázi směsného cementu podle vynálezu, který dosahuje vysokých počátečních i dlouhodobých pevností. S výhodou je přitom použito kapalné mlecí přísady, zejména se smáčivými účinky, při mletí směsného cementu, respektive jeho jednotlivých složek. Vysokých počátečních pevností bylo dosaženo vyloučením sádrovce, který byl nahrazen synergicky působící směsí sulfonovaného polyektrolytu, například sulfono váného polyfenolátu nebo lignisulfonanu a alkalické soli, zejména uhličitanu. Latentně hydraulická látka byla přitom mleta na měrný povrch,

CS 276229 8 6 který je vyšší, než u běžných směsných cementů, a sice na měrný povrch v rozmezí 350 až 550 m²/kg.

Vynález je konkretizován na příkladech, tyto jej však nijak neomezují. Všechna procenta uváděná v příkladech a tabulkách jsou hmotnostní a jsou vztažena na hmotnost slínku.

Příklad 1

Ze slínku cementárny Prachovice a granulované vysokopecní strusky Třinec byly připravovány umletím v kulovém mlýnu směsné bezsádrovcové cementy za přísady 0,05 % cementu kapalné mlecí přísady. Touto přísadou byl komerční připraveni ABESON TEA (alkylarylbenzensulfonaň sodný). Směsné cementy byly připravovány umletím na měrný povrch v rozmezí 420 2 až 470 m /kg v různém poměru cementu ke strusce. Z jednotlivých směsí byly připravovány malty s vodním součinitelem w = 0,31 a poměru cementu ku pisku plynulé granulometrie 1 : 3. Dosažené vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 1. Jako přísady byly použity: soda a Kortan FN (polyfenolát sodnoželezitý s přídavkem trietanolaminu) rozpuštěné v záměsové vodě.

Příklad 2

Ze slínku cementárny Prachovice a vysokopecní granulované strusky byl připraven o směsný cement s měrným povrchem 530 m /kg. Složení cementu bylo: 80 % slínku a 20 % strusky. Jako mlecí přísada byl použit 0,05 % přípravku ABRSON TEA. Z tohoto cementu byly připravovány kaše w = 0,24 volně tekuté konsistence. Jako přísady byly použity: soda a Kortan FN. Vlastnosti kaši jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 1

obsah strusky v cementu	obsah přísad	objemová hmotnost (kg/m³)	počátek tuhnutí (min)	pevnost v tlaku (MPa)
po 24 hod.	po 3 dnech
5 %	0,7 % Kortan	2 382	105	46,8	53,6
	+ 1,9 % soda
10 %	0,7 % Kortan	2 402 '	65	42,6	51,2
	+ 2 % soda
15 %	0,7 % Kortan	2 382	65	41,1	49,2
	+ 2,1 % soda
20 %	0,7 % Kortan	2 343	55	39,0	48,0
	+ 2,2 % soda
30 %	0,7 % Kortan	2 324	40	30,0	40,0
	+ 2,4 % soda
0 %	0,6 % Kortan	2 324	45	42,0	45,1
	+ 1,6 % soda
Kontrolní pokus podle a.o. 244 163
80 %	0,6 % Kortan	2 300	120	3,2	15,1
	+ 4 % soda

CS 276229 B 6

Tabulka 2

Přísady (%)	Pevnosti (MPa)
soda	Kortan FN	2h	3h	5h	6h	24h	7 dní	28 dní
1	0,4	4,4	6,3	9,4	-	65,5	75,0	98,0
1	0,5	3,5	4,8	7,0	16,5	58,5	72,0	90,6
1	0,6	2,5	3,5	5,6	7,1	60,0	83,5	102,4
1,2	0,4	4,0	5,3	7,5	-	58,0	76,0	97,6
1,2	0,5	3,6	5,3	7,5	-	59,0	74,0	-
1,2	0,6	3,3	3,9	5,8	-	59,5	80,5	-
1,4	0,4	4,3	6,5	11,3	-	66,0	87,5	-
1,4	0,5	3,5	6,3	8,6	-	54,0	71,5	-
1,4	0,6	2,3	3,6	6,3	-	61,5	-	-
1,6	0,4	4,5	7,5	12,0	-	60,5	-	-

Příklad 3

Slínek z cementárny Prachovice byl umlet s granulovanou vysokopecní struskou na směs2 ný cement s měrným povrchem 460 m /kg. Obsah strusky v cementu byl 10 %. K cementu byly v homogenizátoru přidány další přísady a sice 0,2 % Kortanu FN a 0,5 % sody. Tento cement byl zpracován jako tmel plastické konsistence při w = 0,22. Tento tměl měl počátek tuhnutí po 3 minutách a dosáhl po 15 minutách od přípravy pevnosti v tlaku 1,6 MPa, po 1 hodině

2,5 MPa, po 2 hodinách 4 MPa, po 4 hodinách 8 MPa a po 5 hodinách 12 MPa. Po 24 hodinách hydratace dosáhl pevnosti 35 MPa.

, Prakticky stejných vlastností dosáhl tmel, kdy slínek i strusky byly mlety odděleně 2 na měrný povrch 450 m /kg a před dalším zpracováním smíšený.

Příklad 4

Slínek z cementárny Prachovice byl umlet s granulovanou vysokopecní struskou na směs2 ný cement s měrným povrchem 440 m /kg za přísady kapalné mlecí přísady. Z tohoto směsného cementu byla připravena kaše w = 0,24 volně tekuté konsistence a počátek tuhnutí 50 minut. Jako přísady byly použity: 0,4 % Kortan FN a 1 % sody. Kaše dosáhla po 2 hodinách od zatuhnutí pevnosti v tlaku 3,5 MPa a po 4,5 hodinách 10 MPa, po 24 hodinách pak 55 MPa a po 28 dnech 89 MPa.

Ze stejného cementu byla připravena malta w = 0,31 plastické až měkké konsistence z písku Halámky 0 až 6,3 mm. Jako přísady byly použity 0,0 % Kortan FN a 1,9 % sody. Počátek tuhnutí této malty byl po 50 minutách.

Příklad 5

Slínek z lokality Prachovice byl umlet s 2 % ligninsulfonanu sodného na měrný povrch

500 m /kg. Z tohoto cementu byly připraveny malty podle příkladu 1 za přídavku 1 % Na₂C0-j, v záměsové vodě s vodním součinitelem w = 0,31. Tato malta se musela podstatně déle míchat než při postupu podle vynálezu a byla obtížně zhutnitelná, zatímco malty podle vynálezu byly plastické až samozhutňující. Malta podle čs. autorského osvědčení č. 209215 dosáhla po 24 hodinách pevnosti jen 18 MPa a po 3 dnech jen 25 MPa.

CS 276229 B 6

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Směsný bezsádrovcový portlandský cement, vyznačující se tím, že obsahuje 60 až 96,7 %
2 hmot. slinku portlandského cementu prostého sádrovce o měrném povrchu 350 až 550 ni /kg,
3 až 40 % hmot. umleté latentně hydraulické látky,jako je granulovaná vysokopecní struska, popílek aj., 0,01 až 0,1 % hmot. kapalné mlecí přísady s výhodou synteticky povrchově aktivní látku se sniáčivými účinky a dále obsahující 0,1 až 20 % hmot. jemného amorfního SiO^ a/nebo 0,1 až 3 % hmot. sulfonovaného polyelektrolytu, jako je sulfonovaný polyfenolát nebo ligninsulfonan a 0,5 až 6 % hmot. alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo hydroxidu.