CZ268598A3 - Cementová směs - Google Patents

Cementová směs Download PDF

Info

Publication number
CZ268598A3
CZ268598A3 CZ982685A CZ268598A CZ268598A3 CZ 268598 A3 CZ268598 A3 CZ 268598A3 CZ 982685 A CZ982685 A CZ 982685A CZ 268598 A CZ268598 A CZ 268598A CZ 268598 A3 CZ268598 A3 CZ 268598A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cement
weight
mixture according
cement mixture
amount
Prior art date
Application number
CZ982685A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Edlinger
Juraj Gebauer
Horst Wolter
Original Assignee
"Holderbank" Financiere Glarus Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Holderbank" Financiere Glarus Ag filed Critical "Holderbank" Financiere Glarus Ag
Publication of CZ268598A3 publication Critical patent/CZ268598A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16Sulfur-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/12Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
    • C04B7/13Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S106/00Compositions: coating or plastic
    • Y10S106/01Fly ash

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

Vynález se týká cementové směsi obsahující 10 až 35 % hmotnostních cementu, zvláště portlandského cementu, 65 až 90 % hmotnostních syntetického pucolánu, který byl získán alespoň částečnou redukcí ze zbytků po spalování s poměrem SiO2/CaO > 1, jako je například struska po spálení odpadu a obsahuje alkalické oxidy (NajO a K2O) v množství větším než 1,5 % hmotnostního a aktivátor ke snížení kladného povrchového náboje syntetického pucolánu, jako jsou například, anionaktivní nebo aniontové tenzidy, zvláště sulfonáty.
Dosavadní stav techniky
Cementové směsi, které obsahují kromě cementu, a zvláště portlandského cementu, menší nebo větší podíly extenderů nebo plnidel, jsou známy. Bylo již též navrženo používat cement M 0 spolu s přírodními pbpwlány a uhličitany jako extendery, přičemž u většiny takových extenderů nebo plnidel vznikají pouze omezení v požadovaných hodnotách pevnosti. U těchto jednotlivých směsí může dojít k segregaci sedimentací, což platí zvláště pro polétavý popílek, písek nebo vysokopecní strusku. Nebezpečí segregace sedimentací vzniká zvláště u malých povrchových nábojů, přičemž poculány, polétavý popílek, mikrosilikáty a vysokopecní struska vykazují jen malý až znatelně negativní povrchový náboj. Zvláště v alkalické oblasti se poculány se zřetelně negativním povrchovým nábojem vykazují dobrou mísitelnost s cementem. Totéž platí pro mikrosilikátové prášky, které vykazují velmi silný negativní povrchový náboj. Výzkumy ukázaly, že právě naměřené negativní povrchové náboje relativně významně závisí na hodnotě pH, přičemž pouze pro polétavý popílek a vysokopecní strusku byly naměřeny v celém měřeném rozsahu pH téměř konstantní povrchové náboje.
Z DE-A1 31 05 054 jsou známy směsi k výrobě hrubo- a/nebo jemnozmných příměsí do betonu, které obsahují 70 až 35 % hmotnostních cementu a 30 až 65 % hmotnostních latentně hydraulických látek, jakož i 0,05 až 1 % hmotnostní disperzního prostředku, jako jsou například ligninové sulfonáty. Se zvětšujícím se množstvím syntetických pucolánů byly u DE-A1 31 05 054 naměřeny snižující se hodnoty pevnosti.
Syntetické pucolány a zvláště takové, které byly vyrobeny alespoň částečnou redukcí ze zbytků po spalování s poměrem SiO2/CaO > 1, jako jsou například strusky po spálení odpadu a obsahují alkalické oxidy v množstvích více než 1,5 % hmotnostního, vykazují kladný povrchový náboj. Příměs takových syntetických pucolánů tak obvykle nevedla ke zlepšení pevnostních vlastností, zvláště počáteční pevnosti. V důsledku tvoření aglomerátů vykazuje cementová směs kromě
4 4 4
4
-2toho špatnou zpracovatelnost. Podle očekávání proto zůstávaly takové cementové směsi daleko za počáteční pevností portlandského cementu nebo směsí s jinými extendery nebo plnidly.
Podstata vynálezu
Překvapivě však nyní bylo zjištěno, že cementové směsi, obsahující 10 až 35 % hmotnostních cementu, zvláště portlandského cementu, 65 až 90 % hmotnostních syntetického pucolánu, který byl získán alespoň částečnou redukcí ze zbytků po spalování s poměrem SiO2/CaO > 1, jako je například struska po spálení odpadu a obsahuje alkalické oxidy (Na2O a K2O) v množství větším než 1,5 % hmotnostního mohou nejen dosahovat hodnot počáteční pevnosti, které odpovídají nejlepšímu normovanému cementu, ale mohou je i předčit, jestliže se přidá dodatečně aktivátor ke snížení povrchového potenciálu syntetického pucolánu, jako jsou například, anionaktivní nebo aniontové tenzidy. Vysoký obsah alkalických oxidů, který je pozorován zvláště u kyselých strusek, vede k povrchovému náboji vlivem sodíkových a draslíkových iontů, přičemž pucolánová hydratace vyžaduje relativně vysokou hustotu nebo malou vzdálenost částic materiálu. Vlivem kladného povrchového náboje dochází bez aktivátoru k odpuzování částic a tím k malé hustotě částic, což brání hydrataci a tím i přínosu ke zvýšení pevnosti. Pomocí uvedených aktivátorů je možno tyto povrchové náboje kompenzovat, takže se částice pucolánu již neodpuzují a dosahuje se vyšší hustoty a celkově lepší hydratace. I u relativně vysokých podílů takových strusek nebo syntetických pucolánů ve směsi mohlo být dosaženo výborných hodnot počáteční i konečné pevnosti.
Tento účinek se podpoří, jestliže, jak navrhuje vynález, se omezí podíl cementu na max. 35 % hmotnostních. Tuto překvapivou skutečnost způsobuje vysoký obsah Na2O a K2O v kyselých pucolánech, které obsahují 40 až 70 % hmotnostních Si2O. Taková množství Na2O nebo K2O vedou ke katalýze pucolánové reakce Si2O, přičemž příliš vysoký podíl CaO nebo cementu tu vede ke snížení aktivity alkalických zemin, protože disociace Ca(OH)2 a tím hydratace cementu se potlačí vysokou nabídkou iontů OH z hydratace alkalických sloučenin pucolánu, takže katalytický účinek se celkově zmenší.
Zvláště výhodně obsahuje cementová směs aktivátory v množství od 1 do 3 % hmotnostních. Přednostně mohou být obsaženy v rámci cementové směsi podle vynálezu pucolány v množství od 65 do 90 % hmotnostních, přičemž překvapivě i při tomto vysokém množství pucolánů byly zjištěny vynikající hodnoty pevnosti.
Zvláště jednoduše je možno přidat jako aktivátor ze skupiny organických sulfonátů například ligninový sulfonát nebo naftalfnový sulfonát v množství od 1 do 2 % hmotnostních, s výhodou 1,5 % hmotnostního.
• · · · • · • · 4
-3 Zvláště vysoké konečné pevnosti je možné dosáhnout podle dalšího výhodného provedení, u něhož je pucolán semlet na jemnost od 3000 do 6000 cm2/g.
Anionaktivní nebo aniontové tenzidy se mohou přidat principiálně už při zhotovování cementové směsi. Alternativně je možno zvláště jednoduše postupovat tak, že se anionaktivní nebo aniontové tenzidy už při přípravě betonu nebo malty přidají spolu s vodou.
Účinek aktivátorů je zvláště zřetelný u syntetických pucolánů s vysokým obsahem alkalických oxidů, přičemž se používají přednostně takové syntetické pucolány, jejichž obsah Na2O a K2O je zvolen větší než 2 % hmotnostní.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále blíže objasněn na měření pevnosti a podle nákresu znázorňujícím vlastnosti použitých vsázkových materiálů.
Na grafu podle obr. 1 je znázorněn povrchový náboj ESA v mPa m/V normovaného portlandského cementu v rozsahu pH od 10 do 11,5. Z grafu je zřejmé, že normalizovaný cement vykazuje ve zde uvažovaném rozsahu pH značně konstantní malý negativní povrchový náboj. Na obr. 2 jsou zobrazeny povrchové náboje syntetického pucolánu ze škváry po spálení odpadu s obsahem Na2O a K2O větším jak 2,5 % hmotnostního, přičemž je zřejmé, že v uvažovaném rozsahu pH od 9,5 do 12 je povrchový náboj nepatrně pozitivní a v zásadě konstantní.
V následující tabulce jsou znázorněny pro porovnání naměřené pevnosti v tlaku po jednom, dvou nebo dvaceti osmi dnech pro normovaný cement jako reference dvou laboratorních cementových směsí a cementové směsi podle vynálezu. Hodnoty v kolonce I pro referenční cement se vyznačují dobrou počáteční pevností a dobrou konečnou pevností.
Příklady provedení vynálezu
Laboratorní cement LZ1 (kolonka II) se skládal ze 60 % hmotnostních referenčního cementu, do kterého bylo přidáno 40 % hmotnostních mletého vápence. Extender má zde za následek, že při dobrých počátečních pevnostech je konečná pevnost značně nižší.
Laboratorní cement LZ2 (kolonka III) se skládal ze 30 % hmotnostních normovaného cementu uvedeného v první kolonce a ze 70 % hmotnostních pucolánové strusky, která byla získána částečnou redukcí ze strusek po spálení odpadu. Zvolený pucolán byl přidán v celkovém množství 70 % hmotnostních a měl poměr SiO2 / CaO > 1 a alkalické oxidy v množství větším než 1,5 % hmotnostního. Takto získané hodnoty ukazují, že počáteční pevnost při přidání takových pucolánových strusek se významně snížila.
V kolonce IV byl do laboratorního cementu LZ2 podle kolonky III přidán naftalinový sulfonát v celkovém množství 1,5 % hmotnostního, čímž bylo překvapivě dosaženo významného zvýšení počáteční pevnosti i značného zvýšení konečné pevnosti.
V kolonce IV následující tabulky jsou uvedeny hodnoty pevnosti syntetického pucolánu obsahujícího kysličník železa, a proto jen částečně redukovaného o složení podle analýzy A. Při použití silněji redukovaného, a proto kysličník železa neobsahujícího pucolánu podle analýzy B byla pozorována o asi 10% vyšší počáteční pevnost při celkem stejné konečné pevnosti.
Použitý kabřinec ke přípravě cementové směsi má následující složení: Blainovo číslo: 5600 cm2/g (Blaine).
ztráta žíháním 2,0 % hmot.
SÍO2 20,4 % hmot.
A12O3 5,0 % hmot.
Fe203 2,6 % hmot.
CaO 63,2 % hmot.
MgO 2,1 % hmot.
so3 3,0 % hmot.
K2O 1,1 % hmot.
Na2O 0,13 % hmot.
TÍO2 0,29 % hmot.
Cr2O3 0,0096 % hmot.
Mn2O3 0,04 % hmot.
p2o5 0,09 % hmot.
Cl 0,01 % hmot.
Celkem 99,97 %hmot.
Analýza A:
pucolán obsahující kysličník železa (Blainovo číslo = 5600 cm2/g a 12% zbytek na sítu 20pm
SiO2 43,6% hmot.
A12O3 13,7 % hmot.
Fe203 12,4 % hmot.
CaO 19,1 %hmot.
MgO 2,6 % hmot.
SO3 0,17 %hmot.
K2O 0, 84 % hmot.
Na2O 2,8 % hmot.
TiO2 1,7 % hmot.
Cr2O3 0,76 % hmot.
Mn2O3 0,47 % hmot
p2o5 0,33 % hmot.
Cl 0,03 % hmot.
Cu, Zn zbytek
Celkem 100 % hmot
• · · · • · • · «
-5Analýza Β:
silně redukovaný pucolán (Blainovo číslo = 5400 cm2/g a 16% zbytek na 20pm sítě)
SiO2 51 %hmot.
A12O3 16 %hmot.
CaO 22 % hmot.
MgO 3 % hmot.
SO3 0,2 % hmot.
K2O 1 % hmot.
Na2O 3,5 % hmot.
TÍO2 2 % hmot.
Celkem 98,7 % hmot
TABULKA
Pevnosti v tlaku po 1, 2 a 28 dnech
I II III IV
Referenční cement NORMO 4 Siggenthal LZ 1 LZ2 LZ2 Naftalinový sulfonát
W/Z 0,46 0,53 0,45 0,30
1 den (N/mm2) 14,3 15,6 6,4 10,0
2 dny (N/mm2) 27,8 21,8 9,3 24,7
28 dní (N/mm2) 55,4 28,1 32,9 75,7
W/Z = poměr voda/pojivo

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Cementová směs obsahující 10 až 35 % hmotnostních cementu, zvláště portlandského cementu, 65 až 90 % hmotnostních syntetického pucolánu, který byl získán alespoň částečnou redukcí ze zbytků po spalování s poměrem SiO2/CaO > 1, jako je například struska po spálení odpadu a obsahuje alkalické oxidy (Na2O a K2O) v množství větším než 1,5 % hmotnostního a aktivátor ke snížení kladného povrchového náboje syntetického pucolánu, jako jsou například, anionaktivní nebo aniontové tenzidy, zvláště sulfonáty.
  2. 2. Cementová směs podle nároku 1, vyznačující setím, že obsahuje přídavek aktivátoru v množství od 1 do 3 % hmotnostních.
  3. 3. Cementová směs podle nároku 1 nebo 2, vyznačující setím, že obsahuje přídavek pucolánů v množství 65 až 70 % hmotnostních.
  4. 4. Cementová směs podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se t í m, že obsahuje přídavek ligninových sulfonátů nebo naftalinových sulfonátů v množství od 1 do 2 % hmotnostních, přednostně 1,5 % hmotnostního.
  5. 5. Cementová směs podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, ž e pucolán je semlet na jemnost 3000 až 6000 cm2/g.
  6. 6. Cementová směs podle nároků laž5, vyznačující se tím, že anionaktivní nebo aniontové tenzidy jsou přidány spolu s vodou při výrobě betonu nebo malty, nebo již při míchání cementu.
  7. 7. Cementová směs podle nároků laž 6, vyznačující se tím, že obsah Na2O + K2O v pucolánech je 2 % hmotnostní.
CZ982685A 1996-11-29 1997-11-21 Cementová směs CZ268598A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT208296 1996-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ268598A3 true CZ268598A3 (cs) 1999-02-17

Family

ID=3527377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ982685A CZ268598A3 (cs) 1996-11-29 1997-11-21 Cementová směs

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6036768A (cs)
EP (1) EP0879216A1 (cs)
JP (1) JP2000504301A (cs)
CA (1) CA2244259A1 (cs)
CZ (1) CZ268598A3 (cs)
HU (1) HUP9902284A2 (cs)
NO (1) NO983479L (cs)
WO (1) WO1998023550A1 (cs)
ZA (1) ZA9710609B (cs)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7442248B2 (en) * 2003-11-18 2008-10-28 Research Incubator, Ltd. Cementitious composition
US7156174B2 (en) * 2004-01-30 2007-01-02 Halliburton Energy Services, Inc. Contained micro-particles for use in well bore operations
US7341105B2 (en) * 2006-06-20 2008-03-11 Holcim (Us) Inc. Cementitious compositions for oil well cementing applications
US7799128B2 (en) * 2008-10-10 2010-09-21 Roman Cement, Llc High early strength pozzolan cement blends
FR2943662B1 (fr) 2009-03-24 2015-01-16 Lafarge Sa Beton a faible teneur en clinker
US9169159B2 (en) 2013-03-15 2015-10-27 Jerry Setliff Cementitious composition
CN112940188B (zh) * 2021-02-25 2022-04-29 深圳市台钜电工有限公司 用于数据线的抗弯折橡胶材料及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU654567A1 (ru) * 1977-12-13 1979-03-30 Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Цемента Добавка в сырьевой цементный шлам
GR68405B (cs) * 1979-05-31 1981-12-29 Flowcon Oy
DE3105054A1 (de) * 1980-02-14 1982-02-04 FLH-Versicherungsagentur GmbH, 7000 Stuttgart Mischung und verfahren zu ihrer herstellung
DE3412357A1 (de) * 1984-04-03 1985-10-10 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Hydraulisch haertbare, anorganische bindemittelzusammensetzung
DE3437680C2 (de) * 1984-10-15 1996-04-11 Tubag Trass Zement Stein Bindemittel für Restaurierungsmörtel und dessen Verwendung
CA2110658A1 (en) * 1992-12-16 1994-06-17 Theodor A. Burge Thixotroping and set-accelerating additive for mixtures containing a hydraulic binder, process using the additive, apparatus for preparing the mixtures containing a hydraulic binder as well as the additive
US5346012A (en) * 1993-02-01 1994-09-13 Halliburton Company Fine particle size cement compositions and methods
JPH07124535A (ja) * 1993-11-02 1995-05-16 Yonemi Sano 燃焼灰の硬化凝結剤、及び建築材の製造方法
FR2714316B1 (fr) * 1993-12-29 1996-03-15 3F Procédé de traitement des cendres de déchets toxiques par incorporation dans un béton avec lequel on forme des blocs que l'on stocke.

Also Published As

Publication number Publication date
CA2244259A1 (en) 1998-06-04
WO1998023550A1 (de) 1998-06-04
US6036768A (en) 2000-03-14
ZA9710609B (en) 1998-06-23
JP2000504301A (ja) 2000-04-11
NO983479D0 (no) 1998-07-28
HUP9902284A2 (hu) 2001-06-28
NO983479L (no) 1998-09-25
EP0879216A1 (de) 1998-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Douglas et al. Alkali activated ground granulated blast-furnace slag concrete: preliminary investigation
US7459020B2 (en) Cement admixture, cement composition, and cement concrete made therefrom
EP0640062B2 (en) Cement composition
US5484480A (en) Use of alumina clay with cement fly ash mixtures
US20180327308A1 (en) Hyaloclastite pozzolan, hyaloclastite based cement, hyaloclastite based concrete and method of making and using same
PL152876B1 (en) Mineral clinker composition
EP3647295B1 (en) Concrete composition and production method therefor
US20240190771A1 (en) Binder composition comprising pozzolanic material and fine filler
CZ20031121A3 (cs) Struskový cement
CZ268598A3 (cs) Cementová směs
EP4067321A1 (en) Cement comprising cement clinker and a pozzolanic-type supplementary cementitious material
JPH07267697A (ja) 水硬性組成物
JPH06100338A (ja) 高流動性セメント
Malhotra et al. Blended cements in North America—a review
EP1382584A1 (en) Aqueous slurries of ground bottom ash from incineration of municipal solid wastes for cement mixes
JP3936776B2 (ja) 混和材及びコンクリート組成物
US20050051058A1 (en) Chemical admixture for cementitious compositions
JPH11130499A (ja) 吹付材用セメント組成物とその吹付施工方法
JP2000302491A (ja) セメント組成物
Chaturvedi et al. Performance of Multi blend Cement containing Fly ash, granulated blast furnace Slag and Limestone
JP3180417B2 (ja) ノンエフロレッセンスセメント
EP4574788A1 (en) High-fluidity cementitious composition with a reduced water demand
JP7185509B2 (ja) セメント組成物
JP7185508B2 (ja) セメント組成物
CZ20022505A3 (en) Binding agent based on cement clinker and with controllable start of setting

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic