CZ289502B6 - Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a pouľití tohoto expanzního cementu - Google Patents

Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a pouľití tohoto expanzního cementu Download PDF

Info

Publication number
CZ289502B6
CZ289502B6 CZ1996109A CZ10996A CZ289502B6 CZ 289502 B6 CZ289502 B6 CZ 289502B6 CZ 1996109 A CZ1996109 A CZ 1996109A CZ 10996 A CZ10996 A CZ 10996A CZ 289502 B6 CZ289502 B6 CZ 289502B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cement
expansion
type
formation
expanding
Prior art date
Application number
CZ1996109A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ10996A3 (en
Inventor
Peter Dr. Esser
Original Assignee
Anneliese Zementwerke 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7751569&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ289502(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Anneliese Zementwerke Ag filed Critical Anneliese Zementwerke Ag
Publication of CZ10996A3 publication Critical patent/CZ10996A3/cs
Publication of CZ289502B6 publication Critical patent/CZ289502B6/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
    • 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
    • C04B28/06Aluminous cements
    • C04B28/065Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • 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
    • C04B24/04Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof
    • C04B24/06Carboxylic acids; Salts, anhydrides or esters thereof containing hydroxy groups
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00715Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for fixing bolts or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

Zp sob regulace procesu tvrdnut expanzn ch cement typu M, jeho podstata spo v v tom, e se p°id n m kyseliny citronov nebo kyseliny vinn nebo jejich sol s alkalick²mi kovy vyvol takov² asov² odstup mezi tvorbou ettringitu a tvorbou f z CSH/CAH, e tvorba ettringitu je dalekos hle ukon ena v okam iku, kdy za n tvorba struktury CSH/CAH, jako i expanzn ch cement pro prov d n tohoto zp sobu a pou it t chto cement pro vypl ov n dut²ch prostor , zejm na p°i realizaci p dn ch nebo skaln ch kotev. Expanzn cement typu M pro prov d n tohoto zp sobu obsahuje alespo 50 % hmotn. portlandsk ho cementu, 7,5 a 20 % hmotn. s dry, 5 a 25 % hmotn. hlinitanov ho cementu a 0,2 a 2 % hmotn. plastifik toru zvolen ho z mno iny zahrnuj c kyselinu ligninsulfonovou a sulfon ty kondenza n ch produkt melaminu a naftalenu s formaldehydem, a 0,01 a 1 % hmotn. citr tu nebo v nanu alkalick ho kovu.\

Description

Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a použití tohoto expanzního cementu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzního cementu typu M pro provádění tohoto způsobu a použití tohoto expanzního cementu.
Dosavadní stav techniky
Expanzní cementy jsou cementy, ke kterým je přidána alespoň jedna expanzní složka. Tyto expanzní složky způsobují v průběhu hydratačního procesu a procesu tvrdnutí objemovou expanzi expanzního cementu. Tyto expanzní složky mohou být rozděleny do jednotlivých skupin podle toho, jakou chemickou reakcí se dosazuje rozpínání tvrdnoucí cementové kaše. Takto může být rozpínání cementu v průběhu hydratačního procesu v podstatě odvozeno od tvorby ettringitu (expanzní složka na hlinitosulfátové bázi), tvorby monosulfátu (expanzní složka na hlinitosulfátové bázi) nebo od tvorby hydroxidu (expanzní složka na oxidové bázi).
Nejčastěji se používají expanzní cementy typu M (tzv. Michajlovy cementy) na bázi portlandského cementu.
Expanzní složky se převážně používají ke kompenzaci smršťování cementové směsi v průběhu jejího tvrdnutí. Vzhledem ktomu, že lze míru expanze cementové směsi nastavit volbou množství a povahy expanzní složky, je možné relativně přesně dosáhnout rozměrové stálosti tvrdnoucí cementové směsi tvořené například hydratujícím portlandským cementem. V jiných případech se expanzní složky do cementových směsí přidávají za účelem zvětšení objemu cementové směsi v průběhu její hydratace, čehož se využívá při různých, zejména stavebních, aplikacích.
Tak například k utěsnění horkých vrtů, které vznikají při otevírání geotermálních studní, se používá hydratovatelná cementová kompozice, která je popsána v patentovém dokumentu US 4 328 036 a která obsahuje vápenatou složku, křemičitou složku a sodnou sůl kyseliny citrónové nebo kyseliny vinné. Zpracování tohoto expanzního cementu obsahujícího pektolit vyžaduje alespoň teplotu 150 °C, což je v souladu s uvedenou aplikací.
Cílem vynálezu je poskytnout čerpatelné a injiktovatelné expanzní cementy, které by vykazovaly objemovou expanzi 5 až 30 % obj., vztaženo na výchozí objem expanzního cementu, přičemž doba zpracovatelnosti těchto expanzních cementů by měla činit alespoň 15 minut, tyto cementy by měly být zpracovatelné při teplotě okolí, která je nižší než 50 °C, a měly by pokud možno brzy vykazovat vysokou pevnost a neměly by se rozkládat v důsledku přístupu vlhkosti.
Podstata vynálezu
Výše uvedeného cíle je dosaženo způsobem regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, jehož podstata spočívá v tom, že se přidáním kyseliny citrónové nebo kyseliny vinné nebo jejich solí s alkalickými kovy vyvolá takový časový odstup mezi tvorbou ettringitu a tvorbou fází CSH/CAH, že tvorba ettringitu je dalekosáhle ukončena v okamžiku, kdy začíná tvorba struktury CSH/CAH.
Předmětem vynálezu je rovněž expanzní cement typu M pro provádění výše uvedeného způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje alespoň 50 % hmotn. portlandského cementu, 7,5 až 20 % hmotn. sádry, 5 až 25 % hmotn. hlinitanového cementu, 0,2 až 2 %hmotn. plastifikátoru
- 1 CZ 289502 B6 zvoleného z množiny zahrnující kyselinu ligninsulfonovou a sulfonáty kondenzačních produktů melaminu a naftalenu s formaldehydem.
Citrátem alkalického kovu je výhodně citrát lithný nebo citrát sodný. Výhodně je portlandský 5 cement chudý na C3A a má podíl C3A nižší nebo rovný 3 % hmotnosti.
Předmětem vynálezu je rovněž použití uvedeného expanzního cementu pro vyplňování dutých prostorů, výhodně při realizaci půdních nebo skalních kotev.
Výrazy „portlandský cement“,,Jilinitanový cement“ a „sádra“ je třeba chápat tak, jak jsou tyto výrazy známé průměrnému odborníkovi v daném oboru z příslušné literatury. V tomto ohledu lze zejména odkázat na příslušné normy DIN (DIN 1164, DIN 1168 a DIN 51043).
V rámci výhodné formy provedení expanzního cementu podle vynálezu se použijí hlinitanové 15 cementy bohaté na A12O3, které jsou popsané v četných publikacích (např. v: J.Bensted, „High alumina cement“, Zement-Kalk-Gips, 46, 560-566). Obzvláště výhodné je rovněž použití portlandského cementu, který je v podstatě prostý C3A. Za v podstatě prostý podíl C3A je třeba považovat podíl C3A nižší než 3 % hmotnosti. Takový cement má podle definice normy DIN 1164, díl 1 vysokou odolnost proti působení síranů. Za použití tohoto typu cementu může 20 být dosaženo vysokých objemových expanzí při poměrně nízkém dávkování hlinitých tavných komponent.
Expanzní cement podle vynálezu se obzvláště dobře hodí pro vyplňování dutých prostorů, výhodně pro budování stavebních kotev v půdě nebo skále.
U expanzních cementů typu M podle dosavadního stavu techniky probíhá tvorba ettringitu a fází CSH/CAH bez zvláštních regulačních opatření (výklad uvedených zkratek je uveden v: F.Keil, Zement, Springer-Verlag Berlin 1971). V případě, že je hydratace portlandského cementu zodpovědná za pevnost tvořené betonové struktury rychlejší, než je tvorba ettringitu, potom se 30 tvoří pevná struktura zatvrdlé cementové kaše, která může být rozrušena později probíhající expanzní reakcí. Proto by měla být v použitelném expanzním cementu tvorba ettringitu výrazně potlačena v době, kdy začíná tvorba struktury CSH/CAH. Proto přídavek podle vynálezu kyseliny citrónové, kyseliny vinné nebo jejich solí způsobí časový odstup mezi tvorbou ettringitu a tvorbou fází CSH/CAH. Přídavek podle vynálezu kyseliny citrónové nebo jejích solí má za 35 následek objemovou expanzi o alespoň faktor 2 oproti expanzi nulové směsi během prvních tří dnů po přidání vody. Při vhodném dávkování kyseliny citrónové, popřípadě jejích solí nelze již po těchto třech dnech pozorovat žádnou další objemovou expanzi. Testovací tělesa vyrobená z expanzního pojivá podle vynálezu jsou potom také dlouhodobě stabilní při uložení pod vodou.
V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí konkrétních příkladů jeho provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků.
Příklady provedení vynálezu
V těchto příkladech jsou jednotlivé vlastnosti expanzního pojivá stanoveny následujícím způsobem:
50 čerpatelnost: míra rozlití 20 cm podle DIN 1060,
objemová expanze: stanovení přírůstku objemu na cementových hranolech podle DIN 1164, 4x4x16 cm3,
zpracovatelnost: počátek tuhnutí za použití Vicat-Nadelova přístroje (DIN EN 196, část 3),
-2 CZ 289502 B6
pevnost: pevnost v tlaku na hranolech 4x4x 16 cm3 (obroušení ploch po expanzi podle DIN EN 196, díl 1),
stabilita při přístupu vody: uložení ve vodě teplé 20 °C, vizuální vyhodnocení.
Příklad 1 (dosavadní stav techniky)
V mísiči DIN podle DIN EN 196, část 1 se připraví expanzní pojivo obsahující
64,5 hmotn. % 20 hmotn. % 15 hmotn.% 0,5 hmotn. % portlandského cementu PZ 35 F, hlinitanového cementu TSZ Secar 71 (Lafarge), sádry (beta-semihydrát), plastifikátoru LH 152/92L (LH Bau-Chemie GmbH und Co.KG, Pyrmonter Str.56, 32676 Liigde; sulfonát kondenzačního produktu melaminu a naftalenu s formaldehydem)
a mající hodnotu W/F (poměr vody k pevnému podílu) rovnou 0,25.
Zkušební těleso zhotovené z tohoto expanzního pojivá vykazuje objemovou expanzi 10% po prvním dnu a již se rozkládá po 4 denním uložení v prostředí s 80 % relativní vzdušnou vlhkostí a teplotou 20 °C. Další vlastnosti tohoto pojivá jsou uvedeny v dále zařazené tabulce 1.
Příklad 2
V mísiči DIN podle DIN EN 196, část 1 se připraví expanzní pojivo obsahující
64,3 hmotn. % 20 hmotn. %
14,5 hmotn. %
0,5 hmotn. %
0,2 hmotn. % portlandského cementu PZ 35 F, hlinitanového cementu TSC Secar 71 (Lafarge), sádry (beta-semihydrát), plastifikátoru (stejný jako v příkladu 1), citrátu sodného a mající hodnotu W/F rovnou 0,25.
Přidání 0,2 hmotn.% citrátu sodného má za následek výrazně zvýšenou objemovou expanzi (asi 20 obj.% po dvou dnech). Získaná struktura je také stabilní v přítomnosti vody. Cementová kaše je dobře zpracovatelná po dobu 20 minut a po tuto dobu má čerpatelnou konzistenci (viz tabulka 1).
Příklad 3
V mísiči DIN podle DIN EN 196, část 1 se připraví expanzní pojivo obsahující
81,8 hmotn. % portlandského cementu PZ 45 F-HS,
10,0 hmotn. % hlinitanového cementu TSC Secar 71 (Lafarge),
7,5 hmotn. % sádry (beta-semihydrát),
0,5 hmotn.% plastifikátoru (stejný jako v příkladu 1),
0,2 hmotn. % citrátu sodného a mající hodnotu W/F rovnou 0,28.
-3CZ 289502 B6
Za použití této receptury se při hodnotě W/F rovné 0,28 dosáhne objemové expanze asi 10 %.
Další vlastnosti tohoto expanzního pojivá jsou uvedeny v následující tabulce 1.
Tabulka 1
Příklad Hodnota W/F Objemová expanze /%/ Míra rozlití /cm/ Zpracovatelnost /min/ Pevnost po 28 d /kg/s2m/ Uložení v přítomnosti vody /kg/s2m/
1 0,25 asi 10 ihned zatuhlá konzistence 90 rozklad
2 0,25 asi 20 20 20 44.106 stabilní
3 0,28 asi 10 25 40 38.106 stabilní
Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že expanzní pojivo podle vynálezu vykazuje po přidání citrátu sodného při čerpatelné konzistenci a zpracovatelnosti mezi 20 a 40 minutami podle složení ío objemovou expanzi mezi 10 a 20 %, přičemž zkušební tělesa získaná z tohoto expanzního pojivá zůstávají v přítomnosti vody stabilní.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, vyznačený tím, že
    20 se přidáním kyseliny citrónové nebo kyseliny vinné nebo jejich solí s alkalickými kovy vyvolá takový časový odstup mezi tvorbou ettringitu a tvorbou fází CSH/CAH, že tvorba ettringitu je dalekosáhle ukončena v okamžiku, kdy začíná tvorba struktury CSH/CAH.
  2. 2. Expanzní cement typuM pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačený tím,
    25 že obsahuje alespoň 50 % hmotn. portlandského cementu, 7,5 až 20 % hmotn. sádry, 5 až 25 % hmotn. hlinitanového cementu a 0,2 až 2 % hmotn. plastifikátoru zvoleného z množiny zahrnující kyselinu ligninsulfonovou a sulfonáty kondenzačních produktů melaminu a naftalenu s formaldehydem, a 0,01 až 1 % hmotn. citrátu nebo síranu alkalického kovu.
    30
  3. 3. Expanzní cement podle nároku 2, v y z n a č e n ý tím, že citrátem alkalického kovu je citrát lithný nebo citrát sodný.
  4. 4. Expanzní cement podle některého z nároků laž3, vyznačený tím, že portlandský cement je chudý na C3A a má podíl C3A nižší nebo rovný 3 % hmotnosti.
    . 35
  5. 5. Použití expanzního cementu podle nároků 2 až 4 pro vyplňování dutých prostorů, výhodně při realizaci půdních nebo skalních kotev.
CZ1996109A 1995-01-16 1996-01-12 Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a pouľití tohoto expanzního cementu CZ289502B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19501074A DE19501074C2 (de) 1995-01-16 1995-01-16 Verfahren zur Steuerung des Erhärtungsprozesses von Expansionszementen, Expansionszement und seine Verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ10996A3 CZ10996A3 (en) 1996-07-17
CZ289502B6 true CZ289502B6 (cs) 2002-02-13

Family

ID=7751569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1996109A CZ289502B6 (cs) 1995-01-16 1996-01-12 Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a pouľití tohoto expanzního cementu

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0722915B2 (cs)
AT (1) ATE180243T1 (cs)
CZ (1) CZ289502B6 (cs)
DE (2) DE19501074C2 (cs)
ES (1) ES2134518T5 (cs)
PL (1) PL181896B1 (cs)
ZA (1) ZA96312B (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004030921B4 (de) * 2004-06-25 2008-07-17 Fels-Werke Gmbh Verwendung eines angemachten Mörtels aus einer mineralischen Trockenmörtelmischung
WO2011015508A1 (de) 2009-08-06 2011-02-10 Construction Research & Technology Gmbh Dispersionspulver-fliesenkleber
FR2949112B1 (fr) * 2009-08-17 2012-10-26 Lafarge Sa Additifs pour liant hydraulique a base de clinker belite - calcium - sulphoalumineux - ferrite (bcsaf)
DE102023117011A1 (de) * 2023-06-28 2025-01-02 Karlsruher Institut für Technologie, Körperschaft des öffentlichen Rechts Geotechnischer Anker mit Quellkörper, Ankersystem und Herstellung des Ankersystems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4328036A (en) * 1980-12-19 1982-05-04 The Dow Chemical Company High temperature expanding cement composition and use
JPS5957940A (ja) * 1982-09-29 1984-04-03 電気化学工業株式会社 膨張性高強度コンクリ−トの作業性改良法
JPS59213655A (ja) * 1983-05-14 1984-12-03 日曹マスタ−ビルダ−ス株式会社 モルタル材料
JPS61191552A (ja) * 1985-02-20 1986-08-26 日本油脂株式会社 超早強セメント組成物

Also Published As

Publication number Publication date
ATE180243T1 (de) 1999-06-15
EP0722915B1 (de) 1999-05-19
PL181896B1 (pl) 2001-10-31
ZA96312B (en) 1996-08-07
PL312288A1 (en) 1996-07-22
DE19501074A1 (de) 1996-07-18
EP0722915B2 (de) 2002-01-02
EP0722915A2 (de) 1996-07-24
DE59601911D1 (de) 1999-06-24
DE19501074C2 (de) 2000-01-05
ES2134518T5 (es) 2002-07-01
CZ10996A3 (en) 1996-07-17
EP0722915A3 (de) 1997-03-05
ES2134518T3 (es) 1999-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8858703B1 (en) Set retardant for hydraulic cement compositions and admixtures therefor
US4350533A (en) High early strength cement
RU2264362C2 (ru) Невыцветающие цементирующие материалы
US5556458A (en) Cementitious compositions
US4921537A (en) Shrinkage compensated mortar material
US6238474B1 (en) Quick-setting, hydraulic binding agent
DK164360B (da) Ikke-ekspanderende hurtigthaerdende cement og haerdet produkt fremstillet heraf
JPS6058183B2 (ja) 水硬性セメントの製造方法
US20150033989A1 (en) Fast Setting Portland Cement Compositions With Alkali Metal Citrates And Phosphates With High Early-Age Compressive Strength and Reduced Shrinkage
CA1300649C (en) Cementitious compositions
ZA200201641B (en) Gypsum-Rich Portland Cement.
US4011092A (en) Stannous sulfate and gypsum mixture as a retarder in grinding portland cement and blended hydraulic cement for improving the quality of the cement, mortar and concrete
CA2385606A1 (en) Masonry, mortar, and stucco cement compositions
US4762561A (en) Volume-stable hardened hydraulic cement
CZ289502B6 (cs) Způsob regulace procesu tvrdnutí expanzních cementů typu M, expanzní cement typu M pro provádění tohoto způsobu a pouľití tohoto expanzního cementu
RU2214376C1 (ru) Сухая строительная смесь
AU766242B2 (en) Gypsum-rich portland cement
CA1279332C (en) Volume-stable hardened hyraulic cement
CN110550903A (zh) 一种快速凝固的防水砂浆
Ramachandran Admixture interactions in concrete
JP2019099439A (ja) セメント組成物
CZ22922U1 (cs) Hydraulické pojivo na bázi fluidních popílků
SU1738784A1 (ru) Способ получени в жущего
Soroka Setting and hardening
JPH0541581B2 (cs)

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20070112