CZ294864B6 - Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi - Google Patents

Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi Download PDF

Info

Publication number
CZ294864B6
CZ294864B6 CZ19992001A CZ200199A CZ294864B6 CZ 294864 B6 CZ294864 B6 CZ 294864B6 CZ 19992001 A CZ19992001 A CZ 19992001A CZ 200199 A CZ200199 A CZ 200199A CZ 294864 B6 CZ294864 B6 CZ 294864B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
additive
polymer
water
cementitious
cement
Prior art date
Application number
CZ19992001A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ9902001A3 (cs
Inventor
Colin J. Mckenny
Mikhail Pildysh
Donald J. Shyluk
Original Assignee
Fording Coal Limited
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 Fording Coal Limited filed Critical Fording Coal Limited
Publication of CZ9902001A3 publication Critical patent/CZ9902001A3/cs
Publication of CZ294864B6 publication Critical patent/CZ294864B6/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
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • 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
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1029Macromolecular compounds
    • C04B20/1037Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • 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
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • C04B40/0633Chemical separation of ingredients, e.g. slowly soluble activator
    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0045Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
    • C04B2103/0052Hydrophobic polymers
    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/46Water-loss or fluid-loss reducers, hygroscopic or hydrophilic agents, water retention agents
    • C04B2103/465Water-sorbing agents, hygroscopic or hydrophilic agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Adornments (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)

Abstract

Popisuje se přísada, která je vhodná pro začlenění do neztvrdlé cementové směsi obsahující portlandský cement a vodu dříve než dojde k jejímu tuhnutí. Přísada obsahuje silikát vápenatý s povrchovou úpravou, obsahující polymer, přičemž polymer je povrchově aktivní činidlo a zahrnuje hydrofobní složku obsahující jednotky propylenoxidu a dále zahrnuje hydrofilní složku, která se nachází na jednom nebo více koncích polymeru. Přísada po dobu následující po začlenění přísady do cementové směsi je dočasně více hydrofobní tak, že voda obsažená ve směsi je během umísťování směsi méně přitahována přísadou, což umožňuje zpracovatelnost směsi, přičemž přísada po umístění do směsi znovu nabývá své přirozené vlastnosti, což ji umožňuje podílet se na tvrzení směsi. Dále se popisuje způsob přípravy cementové směsi obsahující přísadu.ŕ

Description

Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi
Oblast techniky
Vynález se týká přísady, která je vhodná pro přidání do cementových směsí obsahujících portlandský cement a vodu. Vynález se dále týká způsobu přípravy přísady a způsobu přípravy cementové směsi, která obsahují portlandský cement, vodu a přísadu.
Dosavadní stav techniky
Beton, což je cementová směs, se považuje za jeden z univerzálních a nejvíce produkovaných stavebních materiálů ve světě. Beton je gel, který je částečně zpevněn smíšeným materiálem s keramickou matricí, jenž obsahuje maltu a plnivo. Malta v typickém případě obsahuje hydraulický cement, jako je portlandský cementový slínek, spolu s vodou a pískem. V betonu tak písek a kámen tvoří disperzní částice matrice, svíce fázemi, portlandské cementové kaše, která obsahuje cementový slínek a vodu.
Portlandský cementový slínek je relativně bezvodý a vykazuje afinitu k vodě. Když se ke stínku přidá voda, slínek reaguje s vodou a vzniká cementová kaše. Chemické produkty této reakce, jejichž přítomnost se zjistila v cementové kaši, způsobují pevnost a soudržnost. S časem cement dále hydratuje a vzniká více reakčních produktů. Z toho důvodu se v typickém případě s časem zlepšuje pevnost a soudržnost cementové směsi nebo cementu.
Je známo, že ačkoli beton je relativně pevný při stlačení, ale vykazuje slabost v tahu a v ohybu. Ačkoli zvýšení množství cementového slínku nebo doplňkových cementových materiálů v betonu, jak se uvádí shora v textu, může zlepšit jeho pevnost v tahu a ohybu spolu s pevností při stlačení, může to způsobit problémy s vyššími náklady a s udržením požadovaného poměru cement/voda. Například je dobře známo, že u běžných betonů je pevnost v ohybu okolo 15 % nebo 1/7 pevnosti při stlačení. Z toho plyne, že při každém zvýšení pevnosti v ohybu o jednu jednotku pevnosti (například 1 MPa) se musí pevnost při stlačení zvýšit sedmkrát (7 MPa).
Výsledkem je snaha průmyslu najít jiné přístupy, které povedou k zesílení betonu za účelem zlepšit jeho pevnost, zvláště pevnost v tahu a v ohybu. Jedním způsobem je použití ocelových armatur, které zaručují požadovanou pevnost v tahu a v ohybu. Beton poskytuje jak vysoce alkalické prostředí, které je vhodné pro ocel, tak i fyzikální bariéru, která chrání ocel před působením prostředí.
V současné době se vyvinula řada přísad, které se mohou přidat nebo začlenit do betonu, čímž se zlepší různé vlastnosti betonu, které zahrnují pevnost v tahu, v ohybu a při stlačení. Přísady, které zlepšují pevnost, jsou pevné látky, které jsou buď inertní, což znamená, že pouze jejich přítomnost v betonu posiluje jeho pevnost, nebo relativní, což znamená, že přísada se podílí na tvoření reakčních produktů, které poskytují betonu jeho pevnost a jiné požadované vlastnosti.
Odpadní produkty, jako jsou úletový popílek, struska z vysokých pecí a kondenzovaný křemenný kouř, jsou jednou takovou skupinou častých přísad betonu, které zlepšují jeho pevnost na základě reakce. Přidání takových odpadních produktů vede ke snížení množství cementu ve směsi, z níž vzniká beton, což má za následek nižší náklady. Dále, tyto odpadní produkty, které nemají jiného velkého použití, se tak stávají použitelnými, což je výhodné i pro životní prostředí. Podstatné však je, že se zlepší vlastnosti betonu, zvláště jeho pevnost.
Rada přísad mezi něž patří odpadní produkty uvedené shora v textu, jsou tvořeny silikáty, které dosahují různých stupňů hydrofility. Výsledkem je, že použití těchto přísad často vyžaduje zvýšený obsah vody v betonu. Dále, odpadní produkty jsou v typickém případě ve formě jemného nebo
-1 CZ 294864 B6 velmi jemného prášku, což také zvyšuje nutné množství vody v betonu vzhledem k velké povrchové ploše. Proto, když se tyto přísady začlení do betonu, musí se v typickém případě přidat větší množství vody, což vede v betonu ke zvýšení poměru voda/cement. Za účelem správné hydratace cementu a zpracovatelnosti betonu se preferuje, aby poměr voda/cement byl minimální nebo se pohyboval preferovaném rozmezí. Preferuje se však, aby se obsah vody minimalizoval, protože příliš vysoký poměr voda/cement bude snižovat pevnost betonu a bude mít další nežádoucí vliv na jeho vlastnosti.
Poměr voda/cement (poměr hmotnosti vody/hmotnosti suchého cementu) je jeden z nej důležitějších parametrů pro stanovení vlastností ztvrdlého betonu. Hodnota poměru voda/cement odpovídající 0,23 je teoreticky nutná pro úplnou hydrataci slínku. Celkový objem vody obsažený v pórech gelu betonu však zvyšuje obsah požadované vody na hodnotu přibližně 0,19 krát, přičemž v případě úplné hydratace má nutný teoretický celkový minimální poměr voda/cement hodnotu 0,42. V praxi však v závislosti na mnoha faktorech je často nutné při produkci použitelné směsi další množství vody. Poměr voda/cement, který je nutný při produkci použitelné směsi, se musí velmi opatrně zvažovat ve smyslu známých nežádoucích účinků nadbytečné vody v betonu a vysokých poměrů voda/cement.
Ve směsi se nadbytečná voda vyskytuje v prostoru mezi původními částicemi cementu a mezi cementem a plnivem. Tyto prostory nejsou zcela vyplněny gelem, ale spíše se tvoří síť „kapilárních pórů“, které obsahují vodu. Je tedy nutné, zatímco se minimalizují kapilární póry, přidat do betonu dostatek vody, aby vznikla zpracovatelná směs. Je nutné najít rovnováhu mezi zpracovatelností betonu a nežádoucím účinkem kapilárních pórů na vlastnosti betonu. Avšak vzhledem k přirozeným účinkem kapilárních pórů na vlastnosti betonu. Avšak vzhledem k přirozeným hydrofílním vlastnostem mnoha přísad se problémy spojené z přítomností kapilárních pórů a problémy spojené s dosažením správné „rovnováhy“ zhoršují, se vzrůstajícím požadavkem vody přísad za účelem produkovat zpracovatelný beton. Se zvyšujícím se procentuálním zastoupením přísad s jemnými částicemi se také zvyšuje množství požadované vody za účelem produkce zpracovatelné směsi a tak roste hodnota poměru voda/cement.
Pro dosažení rovnováhy faktorů zpracovatelnosti směsi betonu a poměru betonu voda/cement se mohou použít činidla redukující vodu a činidla redukující vodu ve velkém rozsahu (superplastifikátor). Tato činidla se v typickém případě do betonové směsi přidávají v kapalné formě nebo ve formě prášku, před tím než se beton umístí. Uvedená činidla snižující množství vody způsobují, že složky betonové směsi se dočasně odpuzují a tak se snižuje požadované množství vody v betonové směsi. Naneštěstí tento účinek není selektivní a vede k výsledku, že velká část činidla redukujícího vodu, které se přidá do betonové směsi, ovlivňuje složky betonové směsi, jako je hrubý štěrk nebo písek, které nekladou požadavek velkého množství vody ve směsi. Protože tyto složky tvoří vysoké procento hmotnosti směsi, je zřejmé, že běžné použití činidel redukujících vodu není účinný způsob snížení množství požadované vody v betonové směsi. Tato skutečnost spolu s vysokou cenou některých činidel redukujících vodu (zvláště super-plastifíkátorů) a spolu s nežádoucími vedlejšími účinky (jako je zpomalení tuhnutí betonové směsi), které vyplývají z jejich použití, ukazuje, že je nutné najít jiný způsob pro snížení minimálního poměru voda/cement, aby vznikla zpracovatelná betonová směs.
Je proto nutné vytvořit přísadu, která je vhodná pro začlenění do cementové směsi obsahující portlandský cement a vodu, jako je beton, která dále zlepší vlastnosti směsi zvláště pevnost, ale která nezpůsobuje nežádoucí účinky nebo problémy, jenž jsou v typickém případě spojené s použitím běžné přísady (jako je například nutnost zvýšit hodnotu poměru voda/cement, aby se produkovala zpracovatelná směs). Jinými slovy je nutné, aby přísada zlepšila vlastnosti cementové směsi, ale podstatně nezvýšila požadovaný poměr voda/cement. Je nutné vytvořit přísady vhodné pro inkorporaci do cementové směsi, která je ve směsi méně přitahována vodou a je schopna se podílet na tuhnutí směsi při jejím ukládání. Navíc existuje potřeba vytvoření způsobu přípravy uvedené přísady a přípravy cementové směsi, která obsahuje portlandský cement, vodu a přísadu.
-2 CZ 294864 B6
Podstata vynálezu
Vynález popisuje přísadu, vhodnou pro začlenění do neztvrdlé cementové směsi obsahující portlandský cement a vodu, která obsahuje silikát vápenatý s povrchovou úpravou, obsahující polymer, přičemž je povrchově aktivní činidlo a zahrnuje hydrofobní složku obsahující jednotky propylenoxidu a dále zahrnuje hydrofílní složku, která se nachází na jednom nebo více koncích polymeru.
Přísada dále zlepšuje vlastnosti směsi, jako pevnost, ale při tom nevyvolává problémy spojené s použitím běžných přísad, jako je nutnost zvýšení poměrů voda/cement za účelem produkce zpracovatelné směsi. Jinými slovy přísada s výhodou zlepšuje vlastnosti tuhnutí cementové směsi, ale v podstatě nezvyšuje poměr voda/cement směsi. Přísada je upravená tak, že méně přitahuje vodu ve směsi během jejího uložení a je schopna podílet se na tuhnutí směsi, které následuje po uložení. Přísada se může podílet na tuhnutí směsi, jde-li o reaktivní přísadu, buď chemickou reakcí se složkami směsi, nebo zprostředkovává reakci produktů, které jsou obsaženy ve směsi. V případě inertní přísady vytvoří se směsí fyzikální vazbu. Dále vynález popisuje způsob přípravy přísady a způsob přípravy cementové směsi, která obsahuje portlandský cement, vodu a přísadu.
Vynález popisuje přísadu vhodnou pro začlenění do cementové směsi obsahující portlandský cement a vodu dříve než dojde k uložení směsi. Přísada obsahuje povrchově upravenou látku, která má dočasný hydrofobní účinek. Tento účinek činí přísadu po dobu, která následuje po přidání přísady do směsi, dočasně více hydrofobní. Voda, kterou obsahuje směs, je během uložení směsi méně přitahována přísadou, což umožňuje zpracovatelnost směsi. Po uložení směsi se přísadě vrací její přirozené vlastnosti a podílí se na tuhnutí směsi.
Dále se popisuje způsob přípravy přísady vhodné pro začlenění do cementové směsi, která obsahuje portlandský cement a vodu. Tato přísada se začleňuje do cementové směsi před jejím umístěním. Způsob zahrnuje úpravu povrchu přísady látkou, který má přechodný hydrofobní účinek. Tento účinek činí přísadu po dobu, která následuje po přidání přísady do směsi, dočasně více hydrofobní. Voda, kterou obsahuje směs, je během uložení směsi méně přitahována přísadou a tak je umožněna zpracovatelnost směsi. Po uložení směsi se přísadě vrací její přirozené vlastnosti a podílí se na tuhnutí směsi.
Dále se popisuje způsob přípravy přísady vhodné pro začlenění do cementové směsi, která obsahuje portlandský cement, vodu a přísadu, zahrnující:
(a) úpravu povrchu přísady látkou, která má přechodný hydrofobní účinek, přičemž vzniká povrchově upravená přísada a (b) začlenění povrchově upravené přísady do portlandského cementu a vody za účelem vzniku směsi;
přičemž uvedený účinek činí přísadu po dobu, která následuje po začlenění povrchově upravené přísady do směsi portlandského cementu a vody, dočasně více hydrofobní. Voda, kterou obsahuje směs, je během uložení směsi méně přitahována přísadou a tak je umožněna zpracovatelnost směsi. Po uložení směsi se přísadě vrací její přirozené vlastnosti, což umožňuje přísadě podílet se spolu s portlandským cementem a vodou na tuhnutí směsi.
Ačkoli se může pro cementovou směs použít libovolná přísada, vynález přináší největší výhody, když přísada je přirozeně alespoň trochu hydrofílní. Přísada může dále obsahovat libovolnou látku nebo materiál, který je schopný provést určitou funkci přísady a specificky je schopný zlepšit vlastnosti cementové směsi. V preferovaném provedení vynálezu je přísadou „silikát“,
-3 CZ 294864 B6 který se pro účely vynálezu definuje jako libovolná minerální nebo jiná přirozená nebo syntetická pevná látka obsahující křemík a která je známa jako silikát.
Silikát může být tvořen reaktivním materiálem, jako je doplňkový cementový materiál. Upřednostňuje se, aby doplňkový cementový materiál se vybral ze skupiny zahrnující puzolán, hydraulický materiál a jejich směsi. Silikát může také být tvořen inertním materiálem. V preferovaném provedení vynálezu je silikát tvořen vláknitým materiálem, jenž je vhodný pro zesílení cementové směsi. Silikát je tvořen křemičitanem vápenatým a přednostně obsahuje metakřemičitan vápenatý. V preferovaném provedení podle vynálezu, kde silikát je tvořen wolastonitem, může dále směs obsahovat doplňkový cementový materiál vybraný ze skupiny zahrnující puzolán, hydraulický materiál a jejich směsi.
Substancí může být libovolná látka schopná upravit povrch přísady a má dočasný hydrofobní účinek. Upřednostňuje, aby látka obsahovala alespoň jeden organický oxid, který má alespoň tři atomy uhlíku. Látka může také obsahovat povrchově aktivní činidlo, které zahrnuje hydrofobní složku obsahující organický oxid alespoň se třemi atomy uhlíku.
Látka přednostně obsahuje polymer zahrnují alespoň jeden alkylenoxid, který má alespoň tři atomy uhlíku. Alkylenoxid přednostně obsahuje propylenoxid a polymer může dále obsahovat ethylenoxid. V preferovaném provedení vynálezu polymer obsahuje alkylenglykol, alkyletheramin, oxyalkylenamin nebo oxypropylendiamin. Polymer může také obsahovat směs libovolných uvedených chemikálií.
Látka upravuje povrch přísady tak, že ji předává dočasný hydrofobní účinek. Upřednostňuje se, aby látka potáhla přísadu, ale aby nevytvořila chemickou vazbu nebo jinak s ní chemicky nereagovala. Výsledkem je, že dočasný hydrofilní účinek činí přísadu po dobu, která následuje po začlenění přísady do směsi, dočasně více hydrofobní.
Může se použít libovolné množství látky, které je schopné účinně upravit nebo potáhnout povrch přísady, aby se dosáhlo dočasného hydrofobního účinku. Minimální nutné množství látky závisí na látce, na povaze určité přísady a na jemnosti a tvaru přísady. V preferovaném provedení vynálezu se přísada upracuje množstvím látky tak, aby výsledný povrch upravené přísady byl tvořen přibližně 2 až 5 hmotnostními procenty uvedené látky.
Vynález zahrnuje přísadu vhodnou pro začlenění do cementové směsi před jejím uložením, která obsahuje portlandský cement a vodu. V typickém případě se portlandský cement a voda mísí a vzniká cementová kaše. Dále se v typickém případě cementová kaše mísí s pískem za vzniku malty a dále se mísí s plnivem (jako je hornina, kámen nebo štěrk) za vzniku betonu. Pak podle vynálezu cementovou směsí může být cementová kaše, malta, beton nebo libovolná jiná směs, která obsahuje portlandský cement a vodu. Cementovou směsí je s výhodou beton.
Beton je zvláště pevný smíšený materiál s keramickou matricí. Písek a plnivo obsahuje disperzní částice v cementové kaši s vícefázovou matricí. Beton stejně jako všechny cementové směsi jsou gely, jde o intimní směsi pevných hydrátů a s mezivrstvou vody vyplňující prostor, který se zde nazývá prostor mezivrstvy nebo gelové póry. V typickém případě se póry gelu cementové směsi v podstatě vyplňují vysoce alkalickým roztokem, jehož hodnota pH se pohybuje mezi 12,6 a 13,8.
Termín „portlandský cement“ pro účely vynálezu zahrnuje to, co je běžně známo jako portlandský cementový slínek stejně jako libovolné jiné hydraulické cementy, které vykazují vlastnosti podobné těm, co má portlandský cementový slínek. V typickém případě portlandský cementový slínek zahrnuje několik bezvodých oxidů, primární metakřemičitan vápenatý a orthokřemičitan vápenatý, menší obsah hlinitanu vápenatého a ferit hlinito-vápenatý. Slínek může také zahrnovat malé množství hořčíku, sodíku, draslíku a sloučenin síry.
-4 CZ 294864 B6
Při smíchání cementového slínku s vodou se tvoří cementová kaše, přičemž slínek hydratuje. S hydratací se progresivně mění mikrostruktura. Z bezvodého cementového slínku, vzduchu a vody vzniká porézní matrice reakčních produktů hydratace, která se zde nazývá gelem. Hydratací slínku vzniká cementová kaše, která obsahuje několik reakčních produktů. Cementová kaše obsahuje hydratovaný křemičitan vápenatý. Hydratovaný křemičitan vápenatý primárně odpovídá za pevnost kaše a vlastnosti cementování. Cementová kaše také obsahuje hydroxid vápenatý a jiné reakční produkty, které se nijak podstatě nepodílí na pevnosti cementové kaše. Proces hydratace, který je znám jako tuhnutí, začíná přidáním vody ke slínku a nemusí být ukončen po dobu mnoha let nebo vůbec.
Přísada se začleňuje do cementové směsi před tuhnutím směsi. Před dosažením stadia tvrdosti cementová směs prochází postupným tuhnutím, které je spojeno s hydratačními reakcemi nebo s produkty reakcí v cementové kaši. Tento proces se označuje jako tvrzení.
Vynález popisuje přísadu, která se začleňuje do cementové směsi jako pevný materiál, jehož povrch je upraven látkou, která vykazuje dočasný hydrofobní účinek. Specifickou přísadou může být libovolná přísada, která se může přidat do cementové směsi za účelem zlepšit nebo zesílit jednu nebo více vlastností nebo charakteristik cementové směsi. Přísadou může být dokonce i portlandský cementový slínek.
V preferovaném provedení vynálezu se vybrala přísada, která zesílí nebo zvýší pevnost cementové směsi a s výhodou zvýší její pevnost v ohybu a v tahu. Přestože vynález popisuje přísadu, která je dočasně více hydrofobní, je vynález nejlépe použitelný a nej výhodnější, když je přísada alespoň trochu hydrofilní. Není však nezbytné, aby přísada byla alespoň částečně hydrofobní.
Upřednostňuje se, aby přísada obsahovala silikát vykazující přirozenou hydrofilní podstatu. Pro účely vynálezu termín „silikát“ obsahuje libovolnou minerální nebo jinou přirozenou nebo syntetickou pevnou látku, která obsahuje křemík a která je známa jako silikát.
Silikát může obsahovat reaktivní materiál, jako je doplňkový cementový materiál. Doplňkové cementové materiály jsou materiály, které buď reagují s produkty reakcí hydratace cementu, nebo které jsou samy hydraulickými materiály. Jinými slovy doplňkové cementové materiály jsou reaktivními přísadami. Doplňkové cementové materiály zahrnují dvě skupiny materiálů: puzolány a hydraulické materiály. Doplňkové cementové materiály se mohou vybrat ze skupiny zahrnující puzolán, hydraulický materiál nebo jejich směsi. Jestliže se do cementové směsi začlení doplňkové cementové materiály bez povrchové úpravy, je v typickém případě nutné přidat další vodu, aby byla cementová směs zpracovatelná a může často dojít k problémům, které jsou s tím spojeny.
Puzolány jsou křemičité nebo hlinitokřemičitanové materiály, které samotné vykazují pouze malou nebo žádnou hodnotu tvrzení. Reagují však s produkty reakce hydratace cementu. Puzolány mají tendenci reagovat s hydroxidem vápenatým (Ca(OH)2), který se nepodstatně podílí na pevnosti cementové směsi, přičemž vzniká hydratovaný křemičitan vápenatý, který se podstatně podílí na pevnosti a soudržnosti cementové směsi. Když se puzolán podílí na pevnosti a soudržnosti cementové směsi, může se tedy snížit množství cementu v cementové směsi. Dále puzolány jsou odpadní produkty ve formě jemného prášku. Puzolány například zahrnují popílek ze sopečné činnosti, úletový popílek (odpad produkovaný spalováním uhlí, které vnikají v tepelných elektrárnách) a křemenný kouř (odpad vznikající při výrobě křemíku nebo různých slitin křemíku).
Hydraulické materiály mají tendenci reagovat přímo s vodou, přičemž vzniká další hydratovaný křemičitan vápenatý, který se podstatně podílí na pevnosti a soudružnosti cementové směsi. Když se hydraulické materiály podílejí na pevnosti a soudružnosti cementové směsi, je možné snížit množství cementu v cementové směsi. Hydraulické materiály zahrnují portlandský cement, ale
-5 CZ 294864 B6 jinak je tvoří odpadní produkty ve formě jemného prášku. Hydraulické materiály například zahrnují strusku z vysokých pecí (odpad vznikající při produkci surového železa).
Každý z doplňkových cementových materiálů se s výhodou začleňuje do cementové směsi, a to buď přidáním do cementové kaše, nebo přimícháním do portlandského cementu. Účelem je částečně nahradit portlandský cement před tím, než se přidá voda, aby vznikla cementová kaše. Přestože tyto doplňkové cementové materiály jsou odpadní produkty, zaručují zlepšení a zesílení vlastností cementové směsi a jejich použití je přínosem pro životní prostředí.
Silikát může také obsahovat v podstatě inertní materiál, jako je běžný hrubý a jemný betonový štěrk, trypl (který může také vykazovat vlastnosti puzolánu a hydraulické vlastnosti a může být také reaktivní), křemenec a jiné přírodní nebo syntetické minerály nebo látky obsahující křemík, přičemž každá z nich se může začlenit do cementové směsi buď přidáním do cementové kaše, nebo smícháním s portlandským cementem před přidáním vody za účelem vzniku cementové kaše.
Upřednostňuje se, aby silikát z důvodu zesílení cementové směsi a zlepšení pevnosti v ohybu obsahoval inertní vláknitý materiál. Vláknitý materiál s výhodou obsahuje diskrétní vlákna, která snáší vlhké alkalické prostředí cementové kaše. Tato vlákna se začlenila do cementové směsi tak, že vlákna mohou zvýšit pevnost cementové směsi. Jak se uvedlo, tato vlákna jsou primárně nebo v podstatě inertní, což znamená, že nereagují chemicky s jinými složkami cementové směsi. Výsledkem je spíše než zlepšení vlastností cementové směsi, zvláště jeho pevnosti v ohybu, přítomnost vláken ve směsi. Specifický účinek libovolného vláknitého materiálu na vlastnosti cementové směsi je závislý na jedné nebo více přirozených vlastností určitých vláken, obsahu vláken (procento objemu cementové směsi) a způsobu začlenění vláknitého materiálu do cementové směsi.
Vláknitý materiál se může začlenit do cementové směsi v libovolném stadiu jejího tuhnutí nebo se může předem přimíchat do portlandského cementu. Upřednostňuje se, aby přísada se začlenila do směsi tak, že orientace vláken ve trojrozměrném prostoru je v podstatě náhodná a účinnost zesílení je ve všech třech rozměrech stejná. Vláknitý materiál se může začlenit do cementové směsi libovolným způsobem nebo postupem.
Upřednostňuje se, aby vláknitý materiál obsahoval křemičitan vápenatý, více se upřednostňuje metakřemičitan vápenatý. V preferovaném provedení vynálezu metakřemičitan vápenatý obsahuje wolastonit, což je přirozeně se vyskytující materiál. Wolastonit patří do skupiny pyroxenoidních minerálů. Čistý wolastonit má chemický vzorec CaSiO3. V typickém případě jeho složení odpovídá 48,3 % CaO a 51,7 % SÍO2. V řídkých případech se vyskytuje wolastonit ve své čisté formě, přičemž vápník může být nahrazen železem, hořčíkem, manganem nebo stronciem. Wolastonit je v podstatě chemicky inertní a vykazuje přirozeně vysokou hodnotu pH. Wolastonit díky své inertnosti a přirozené kyselosti je zvláště vhodným materiálem při použití v cementových směsích.
Protože se wolastonit má jedinečné vlastnosti lomu, štípe se během drcení a mletí na laťová, úlomkovitá a jehlicovitá vlákna nebo na částice různých jehlicových tvarů. Jehlicovitý tvar vláken nebo částic se definuje poměrem délky a šířky nebo poměrem délka a průměr (což je známo jako stranový poměr). Pro účely vynálezu se mohou použít vlákna s libovolnou velikostí a stranovým poměrem. Zjistilo se však, že nejlepších výsledků ve zlepšení pevnosti v ohybu cementové směsi se dosáhne minimalizací velikosti vláken wolastonitu a maximalizací jejich stranového poměru. Dále se zjistilo, že cementová směs, která například obsahuje vlákna wolastonitu s průměrnou šířkou 40 pm, vykazuje lepší pevnost v ohybu než cementová směs obsahující vlákna wolastonitu s průměrnou šířkou 100 pm. Dále wolastonit, který se během přípravy drtí na menší částice, umožňuje lepší separaci vláken wolastonitu od hlušiny, což vede k účinnějšímu procesu čištění. Na základě ekonomické rozvahy se zjistilo, že optimální šířka vláken wolastonitu je přibližně 75 pm. Důvodem je, že vlákna wolastonitu drcená na částice této
-6CZ 294864 B6 velikosti se v typickém případě separují od hlušiny relativně účinným způsobem. Optimální šířka však může kolísat v závislosti na zdroji wolastonitu, protože každý zdroj může vykazovat různé charakteristiky. Nejlepších výsledků se dosáhne, jestliže se při drcení wolastonitu na jeho požadovanou velikost zabezpečil co nejvyšší stranový poměr, pak vlákna zvýší pevnost cementové směsi.
Zjistilo se, že začleněním wolastonitu do cementové směsi způsobem, který popisuje vynález, se zlepšuje pevnost v ohybu, zvláště pak dlouhodobá pevnost v ohybu. Některé testy ukazují, že pevnost v ohybu cementové směsi, která obsahuje povrchově upravený wolastonit je lepší, než vykazují cementové směsi, jenž neobsahují povrchově upravený wolastonit, dokonce i v případech, kde se v obou případech přimíchávají činidla redukující vodu. Z některých testů je také zřejmé, že když se wolastonit použije v kombinaci s množstvím doplňkového cementového materiálu, jako je úletový popílek, může se u cementové směsi podstatně zvýšit pevnost v ohybu (aniž se odpovídajícím způsobem zvýší pevnost při stlačení, jak se diskutuje shora v textu), čehož se může dosáhnout pomocí látky obsahující povrchově upravený wolastonit, ale ne látkou obsahující doplňkový cementový materiál. Výsledky některých testů ukazují potenciál cementových směsí obsahujících povrchově upravený wolastonit a úletový popílek, jehož povrch není upraven, umožnit zvýšení pevnosti v ohybu až o 30 % a více ve srovnání s cementovými směsi, které nezahrnují zpevňující přísady nebo zahrnují pouze doplňkový cementový materiál. Ačkoli zlepšení pevnosti v ohybu lze dosáhnout úpravou povrchu pouze wolastonitu a nikoli doplňkového cementového materiálu, lepší pozitivní výsledky jsou možné, když se upraví povrch podle vynálezu jak wolastonitu, tak i doplňkovému cementovému materiálu. Zjistilo se, že kombinování wolastonitu s doplňkovým cementovým materiálem v některých případech zlepšuje konečné úpravy cementové směsi.
Jak se uvádí, přísada je povrchově upravená. Ve specifickém případě povrchy přísad jsou upraveny látkou, která má dočasný hydrofobní účinek. Látka se specificky vybrala tak, aby měla dočasný hydrofobní účinek na určitou přísadu, jejíž povrch se má upravovat. Jinými slovy přísada a látka musí být kompatibilní v tom, že vybraná látka musí být schopna přenést, po aplikaci na povrch přísady, na vybranou přísadu dočasný hydrofobní účinek.
V případě, že přísada je přirozeně hydrofilní, dočasným hydrofobním účinkem se míní učinit dočasně přísadu více hydrofobní tak, že její afinita k vodě je snížena nebo zmizí. Přísada nemusí být změněna na zcela hydrofobní tak, že nevykazuje žádnou afinitu kvodě, pokud je více hydrofobní než v jejím přirozeném stavu. Upřednostňuje se však, aby povrchově upravená přísada měla podstatný stupeň hydrofobity. Protože hydrofobní účinek by měl být dočasný, pro účely vynálezu by se neměla použít látka, která trvale mění hydrofilní vlastnosti přísady. Po uplynutí určité doby přísada musí nabýt zpět své přirozené vlastnosti, které zahrnují také její přirozenou hydrofilní podstatu.
Specifická látka a množství látky použité při úpravě povrchu přísady se vybírá tak, aby přísada byla více hydrofobní po dobu následující po začlenění přísady do cementové směsi. Čím větší množství látky se použije při úpravě povrchu přísady, tím delší časový úsek vydrží dočasný hydrofobní účinek. Délka nezbytné doby závisí na množství času, které je potřeba, aby došlo ke správnému promíchání a umístění cementové směsi. Jinými slovy správný časový úsek by měl odpovídat době, po kterou je cementová směs zpracovatelná. Během této doby je přísada více hydrofobní a méně přitahuje vodu, kterou obsahuje cementová směs. Upřednostňuje se, aby k tomuto účinku došlo během umístění cementové směsi, ale krátce poté začíná mizet, aby se přísada mohla vrátit ke svým přirozeným vlastnostem a začala se podílet na tuhnutí směsi, co nejdříve je to možné.
Účast přísady na tuhnutí cementové směsi může probíhat libovolným způsobem, módem nebo postupem, kterým přísada se podílí libovolným způsobem na vlastnostech cementové směsi.
V typickém případě je však přísada buď inertní, nebo reaktivní. Jestliže je přísada reaktivní, bude se v typickém případě podílet na tuhnutí cementové směsi reakcí s vodou, kterou obsahuje směs,
-7CZ 294864 B6 nebo s reakčními produkty, které vznikají nebo se tvoří předchozími reakcemi mezi portlandským cementem a vodou, za účelem vzniku dalších reakčních produktů. V případě, že přísada je inertní, je účast při tuhnutí cementové směsi v typickém případě limitována další složkou nebo elementem, jako je zpevňující materiál tak, že cementová směs tvrdne kolem přísady. Přítomnost samotné inertní přísady přispívá k vlastnostem směsi.
Povrch přísady se může upravit látkou libovolným způsobem za použití libovolného postupu nebo metody vhodné pro úpravu povrchu kompatibilní se specifickou aplikovanou látkou a přísadou, jejíž povrch má být upraven. Upřednostňuje se však látka, která upravuje přísadu způsobem, že potahuje její povrch, ale netvoří se chemická vazba ani jinak s přísadou chemicky nereaguje. Potahování povrchu přísady může proběhnout libovolným kompatibilním způsobem nebo metodou, která je schopna potáhnout v podstatě celý povrch přísady účinnou vrstvou.
Látka, která se chemicky váže na přísadu se může použít pouze v případě, že chemická vazba je dočasná, to znamená, že je vratná nebo že chemická vazba jinak neinterferuje s dočasným hydrofobním účinkem. Chemická vazba látky z přísadou může způsobit trvalou hydrofobitu přísady, tak i neutralizaci dlouhodobých výhodných účinků přísady v betonu, protože neumožní přísadě podílet se na tuhnutí cementové směsi. Výsledkem je, že látka, která se chemicky váže na přísadu není obecně vhodná při použití podle vynálezu. K tomuto výsledku se došlo při testech s určitými oxysilany, jako potenciálními látkami vhodnými pro povrchovou úpravu přísad. Výsledkem je, že látky obsahující oxysilanovou skupinu nejsou vhodné při použití podle vynálezu. Látka, která chemicky reaguje s přísadou může způsobit její rozpad nebo poškození nebo ji může učinit trvale hydrofobní a proto také nemůže být použitelná pro účely vynálezu.
Dočasného hydrofobního účinku látky se může dosáhnout libovolným mechanizmem nebo chemickou reakcí. Látka se například může s časem rozkládat tak, že elementy rozkladu látky nejsou dále schopny udržet hydrofobní účinek a proto hydrofobní účinek ustává. V jiném případě se může látka časem s přísady sama uvolnit tak, že přísada není dále potažena látkou a látka už dále nevykazuje hydrofobní účinek. V jiném případě rozklad nebo uvolnění látky může způsobit, zesílit nebo umožnit alkalické prostředí nebo podstata cementové směsi. V případě přísady, která se skládá z polymerů obsahující propylenoxid, se uvádí teorie, že silně alkalické prostředí cementového gelu způsobuje, že se polymer stává nerozpustným a tak se uvolňuje z povrchu přísady a přísada zůstává bez potahu.
Minimální množství látky, které je nutné pro úpravu přísady je množství, které je schopné produkovat hydrofobní účinek určité přísady. Jinými slovy je to množství, které je schopné účinně upravit v podstatě celý povrch přísady. Použití nadbytečného množství látky nebo množství, které je podstatně vyšší než je požadované minimum, je nežádoucí vzhledem k minimalizaci nákladů a povrchové úpravě přísady a doby trvání hydrofobního účinku.
Preferované je množství látky, které se používá k přípravě povrchově upravené přísady, a pohybuje se mezi 2 až 5 hmotnostními procenty látky. Množství menší než uvedená 2 hmotnostní procenta látky může být neúčinné při dosažení dočasného hydrofobního účinku, zatímco množství vyšší než 5 hmotnostních procent látky se může negativně odrazit na krátkodobé pevnosti cementové směsi a může činit manipulaci s přísadou před začleněním do cementové směsi obtížnější. V současné době minimální nutné množství látky závisí na podstatě a vlastnostech látky a na jemnosti a tvaru přísady. Upřednostňuje se, aby maximální použité množství látky bylo takové, že povrch upravené přísady byl ve všech charakteristikách podobný povrchu neupravené přísady.
Látka přednostně obsahuje jednu nebo více organických látek a zvláště s výhodou obsahuje alespoň jeden organický oxid alespoň se třemi atomy uhlíku. Zjistilo se, že v typickém případě organické oxidy, které obsahují méně než tři atomy uhlíku jsou svou podstatou více hydrofílní než hydrofobní, protože tyto oxidy zahrnuje relativně větší část hydrofílního kyslíku. Vyšší organické oxidy, které vykazují tři nebo více atomů uhlíku obsahují proporcionálně menší
-8CZ 294864 B6 množství kyslíku, a proto jsou svou podstatou více hydrofobní než hydrofílní. Látky obsahující pouze organické oxidy, které mají méně než tři atomy uhlíku, jsou vzhledem k jejich hydrofílní podstatě nevhodné pro použití podle vynálezu. Látka může však také obsahovat povrchově aktivní činidlo, který má jak hydrofobní tak hydrofílní složku. V takovém případě hydrofobní složka je tvořena organickým oxidem se třemi atomy uhlíku, zatímco hydrofílní složka může být libovolnou hydrofílní složku nebo část, jako jsou karboxyláty, fosforečnany, sírany, alkoholy, glykoly, aminy, polyaminy nebo organické oxidy, které obsahují méně než tři atomy uhlíku.
Organický oxid, který má alespoň tři atomy uhlíku se může získat ze saturovaných, nesaturovaných nebo aromatických uhlovodíků nebo z jejich derivátů. Látka může však být také schopna přísadě „odevzdat“ dočasný hydrofobní účinek. Některé organické oxidy mohou být pro tuto funkci nevhodné, protože není možné s nimi dosáhnout požadovaného účinku. Jak je uvedeno shora v textu, zjistilo se, že oxysilany činí přísadu trvale hydrofobní. Výsledkem je, že přísada upravená oxysilanem, zvláště pak wolastonit upravený oxysilanem, má malý požadavek vody, ale nezpůsobuje u cementové směsi dlouhotrvající zvýšení pevnosti v ohybu, což způsobuje, že wolastonit nemůže znovu nabýt své přirozené vlastnosti zahrnující hydrofilitu. Z toho důvodu organické oxidy obsahující oxysilanové skupiny nejsou vhodné pro použití jako látky pro úpravu přísad. Jiné organické oxidy mohou být nevhodné ze stejných důvodů.
Ačkoli některý z vyšších organických oxidů má samotný dostatečně vysokou molekulovou hmotnost, aby mohl tvořit látku, látkou může být s výhodou polymer, jelikož poskytuje dostatečně vysokou molekulovou hmotnost, což umožňuje ekonomickou a účinnou povrchovou úpravu přísady. V preferovaném provedení vynálezu je látkou polymer, který obsahuje jednotky propylenoxidu. V preferovaném provedení vynálezu polymer je povrchově aktivní činidlo, které dále obsahuje organický oxid vykazující méně než tři atomy uhlíku, jako jsou jednotky ethylenoxidu, nebo amin, polyamin nebo glykol.
V preferovaném provedení vynálezu, kde přísadou je wolastonit, polymer s výhodou obsahuje alespoň jeden že čtyř dále v textu popsaných polymerů, které zahrnují jejich směsi.
Látka může obsahovat polymer alkylenglykolu. Chemické složení polyalkylenglykolu je polyalkylenglykolmonobutylether následujícího chemického vzorce:
C4H9(OCH2CH2)x[OCH2CH(CH3)]yOH
Tento polymer vyrábí firma Union Carbide Canada lne. a je běžně dostupný pod ochrannou známkou UCON jako UCON Lubricant 50-HB-660.
Látku může tvořit polymer alkyletheraminu. Chemické složení polyalkyletheraminu je následující:
poly(oxy(methyl-l,2-ethandiyl)), alfa-hydro-omega-(2-aminomethylethoxy)-ether s 2-ethyl2-(hydroxymethyl)-l ,3-propandiol (3:1)
Tento polymer vyrábí firma Huntsman a je běžně dostupný pod ochrannou známkou JEFFAMINE jako JEFFAMINE T-403.
Látku může tvořit polymer oxyalkylenaminu. Chemické složení polyoxyalkylenaminu je:
oxiran, methylpolymer s oxiranem, bis(2-aminopropyl)ether
Tento polymer vyrábí firma Huntsman a je běžně dostupný pod ochrannou známkou JEFFAMINE jako JEFFAMINE ED-600.
-9CZ 294864 B6
Látku může tvořit polymer oxypropylendiaminu. Chemické složení polyoxypropylendiaminu je: poly(oxy(methyl-l-l,2-ethandiyl)), alfa-(2-aminomethylethyl)omega-(2-aminomethylethoxy)
Tento polymer vyrábí firma Huntsman a je běžně dostupný pod ochrannou známkou JEFFAMINE jako JEFFAMINE D-230.
V případě polymerů JEFFAMINE písmeno uvedené s ochrannou známkou (D nebo T) označuje funkční skupinu daného produktu (di- nebo tri-), zatímco číslice označuje přibližnou průměrnou molekulovou hmotnost. Označení D-230 například reprezentuje diamin s přibližnou molekulovou hmotností 230.
K úpravě povrchu přísady se může použít libovolná jiná shora v textu popsaná látka, která je schopna produkovat dočasný hydrofobní účinek. Takové látky mohou zahrnovat polymery obsahující pouze jednotky propylenoxidu, polymery nebo další látky obsahující jiné organické oxidy mající alespoň tři atomy uhlíku nebo povrchově aktivní činidla obsahující jako hydrofobní složku propylenoxid nebo jiné organické oxidy s alespoň se třemi atomy uhlíku a jako hydrofilní složku karboxyláty, fosforečnany, sulfonáty, sírany, alkoholy, glykoly, aminy, polyaminy, organické oxidy s méně než třemi atomy uhlíku, nebo jiné hydrofilní části.
Musí se poznamenat, že skutečná chemická podstata vynálezu není zcela známa. Proto praktické použití vynálezu není omezeno zde popsanými teoriemi.
Příklady provedení vynálezu
V příkladech se uvádí následující parametry směsí, které jsou konstantní:
1. obsah písku
2. obsah hrubého štěrku
3. obsah úletových popílků
4. obsah cementu
5. wolastonit (je-li obsažen)
6. příměsy unášené vzduchem
956 gramů není
119 gramů
306 gramů
42,5 gramů
0,5 mililitrů
-10CZ 294864 B6
Příklad 1:
Wolastonít upravený 5% UCON 50-HB- 660 7% 131 % 0,39 2,13 ml 2,98 ml co 07 04 43,2 34,5 x— í
Wolastonít upravený 5% Jeffamin ED-600 125 % 07 CO o 1,91 ml 2,51 ml ί l..... 07 x— CO 52,0 33,2 v* CD
Wolastonít upravený 5% Jeffamin T-403 7% 126% 0,39 1,91 ml 2,51 ml o- 04 CO 52,6 35,9 47,7
Wolastonít upravený 5% Jeffamin D-230 7% 124 % 0,40 1,91 ml 2,51 ml 04 CO co 46,2 35,0 07 xj-
Neupravený wolastonít *4» b·* 129 % o 1,91 ml E 5> 04* St 00 04 41,4 31,8 39,1
Kontrolní směs (neobsahuje wolastonít) •sp b> % Kí 0,37 1,91 ml 2,51 ml | CO tco co 00 xj· 30,9 36,8
Obsah vzduchu (%) 1 s* Cb č Poměr voda/cement (hmotn./hmotn.) Dávka činidla redukující vodu Dávka superplastifikátoru Pevnost při stlačení 7 dní (MPa) c Ό «r oo (χ^4 •*ť (Λ F O ® M rrt CL ©=;·*> O. »6 Pevnost v ohybu 7 dní (kg zatížení) Pevnost v ohybu 28 dní (kg zatížení)
- 11 CZ 294864 B6
Poznámky:
• wolastonitem je wolastonit je HAR-200 (s vysokým stranovým poměrem, 0,074mm x 0) vyráběný firmou Minera NYCO S.A. de C.V., Mexico • příměs unášená vzduchem je Daravair™ vyráběný firmou W.R. Grace and Co.
• činidlo redukující vodu je WRDA™, vyráběný firmou W.R. Grace and Co.
• Super-plastifikátor je WRDA-19™, vyráběný firmou W.R. Grace and Co.
• Vzorky, kde se testovala pevnost v ohybu jsou paprsky o rozměrech 12,7 mm x 19,1 mm x 152,4 mm.

Claims (16)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Přísada vhodná pro začlenění do neztvrdlé cementové směsi obsahující portlandský cement a vodu, vyznačující se tím, že obsahuje silikát vápenatý s povrchovou úpravou obsahující polymer, přičemž polymer je povrchově aktivní činidlo a zahrnuje hydrofobní složku obsahující jednotky propylenoxidu a dále zahrnuje hydrofilní složku, která se nachází na jednom nebo více koncích polymeru.
  2. 2. Přísada podle nároku 1, vyznačující se tím, že silikát obsahuje metakřemičitan vápenatý.
  3. 3. Přísada podle nároku 2, vyznačující se tím, že silikát vápenatý obsahuje wolastonit.
  4. 4. Přísada podle nároku 3, vyznačující se tím, že polymer obsahuje kopolymer obsahující jednotky propylenoxidu a ethylenoxidu.
  5. 5. Přísada podle nároku 4, vyznačující se tím, že hydrofilní složka polymeru obsahuje aminoskupinu, která se nachází na jednom nebo více koncích polymeru.
  6. 6. Přísada podle nároku 5, vyznačující se tím, že polymer je polyoxyalkylenamin a hydrofilní složka polymeru obsahuje dvě aminoskupiny, které se nachází na dvou koncích polymeru.
  7. 7. Přísada podle nároku 4, vyznačující se tím, že hydrofilní složka polymeru obsahuje hydroxylovou skupinu umístěnou na jednom nebo více koncích polymeru.
  8. 8. Přísada podle nároku 7, vyznačující se tím, že polymer je polyalkylenglykol a hydrofilní složka polymeru obsahuje jednu hydroxylovou skupinu, která se nachází na jednom konci polymeru.
  9. 9. Přísada podle nároku 3,vyznačující se tím, že polymer je polyoxypropylenamin a hydrofilní složka polymeru obsahuje aminoskupinu, která se nachází na jednom nebo více koncích polymeru.
    - 12 CZ 294864 B6
  10. 10. Přísada podle nároku 9, vyznačující se tím, že polymer je polyalkyletheramin a hydrofílní složka polymeru obsahuje tři aminoskupiny, které se nachází na třech koncích polymeru.
  11. 11. Přísada podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se tí m , že polymer je polyoxypropylendiamin a hydrofílní složka polymeru obsahuje dvě aminoskupiny, které se nachází na dvou koncích polymeru.
  12. 12. Přísada podle nároku 3, vy z n a č uj í c í se tím , že polymer je prostý oxysilanových skupin.
  13. 13. Přísada podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se t í m , že ji tvoří přibližně 2 až 5 hmotnostních procent polymeru.
  14. 14. Způsob přípravy cementové směsi obsahující portlandský cement, vodu a přísadu podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že přísada je začleněna do cementu a vody před ztvrdnutím cementové směsi.
  15. 15. Způsob přípravy cementové směsi podle nároku 14, vyznačující se tím, že obsahuje začlenění doplňkového cementového materiálu do směsi portlandského cementu a vody před nebo po začlenění přísady a před ztvrdnutím cementové směsi.
  16. 16. Cementová směs obsahující portlandský cement a vodu, vyznačující se tím, že obsahuje přísadu podle nároků 1 až 13.
CZ19992001A 1996-12-10 1997-12-09 Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi CZ294864B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/763,088 US5948157A (en) 1996-12-10 1996-12-10 Surface treated additive for portland cement concrete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ9902001A3 CZ9902001A3 (cs) 2000-11-15
CZ294864B6 true CZ294864B6 (cs) 2005-04-13

Family

ID=25066848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19992001A CZ294864B6 (cs) 1996-12-10 1997-12-09 Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi

Country Status (21)

Country Link
US (1) US5948157A (cs)
EP (1) EP0952971B1 (cs)
JP (1) JP3431635B2 (cs)
KR (1) KR100342323B1 (cs)
CN (1) CN1109006C (cs)
AT (1) ATE288409T1 (cs)
AU (1) AU713940B2 (cs)
BR (1) BR9713900A (cs)
CA (1) CA2272408C (cs)
CZ (1) CZ294864B6 (cs)
DE (1) DE69732427D1 (cs)
HU (1) HU223303B1 (cs)
ID (1) ID27683A (cs)
NO (1) NO992829D0 (cs)
NZ (1) NZ336554A (cs)
PL (1) PL333913A1 (cs)
RU (1) RU2167839C2 (cs)
SK (1) SK74899A3 (cs)
UA (1) UA54477C2 (cs)
WO (1) WO1998025865A1 (cs)
YU (1) YU26099A (cs)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2771406B1 (fr) * 1997-11-27 2000-02-11 Bouygues Sa Beton de fibres metalliques, matrice cimentaire et premelanges pour la preparation de la matrice et du beton
ATE548339T1 (de) * 1999-01-29 2012-03-15 Sika Technology Ag Verfahren zur reduzierung des schwindens von hydraulischen bindemitteln
US6213415B1 (en) 1999-09-13 2001-04-10 W.R. Grace & Co.-Conn. Process for improving grinding of cement clinker in mills employing rollers
US6613424B1 (en) * 1999-10-01 2003-09-02 Awi Licensing Company Composite structure with foamed cementitious layer
FI115046B (fi) * 2001-11-01 2005-02-28 Kautar Oy Hydraulisesti kovettuva sideaineseos ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP5024782B2 (ja) * 2003-03-19 2012-09-12 ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー 吸音パネルの作成方法および吸音パネル
DE10315270A1 (de) * 2003-04-03 2004-10-14 Construction Research & Technology Gmbh Pulverförmige Baustoffzusammensetzung
RU2233814C1 (ru) * 2003-04-23 2004-08-10 Общество с ограниченной ответственностью строительное научно-техническое малое предприятие "Экологические защитно-изоляционные покрытия" Бетонная смесь
US7178597B2 (en) 2004-07-02 2007-02-20 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions comprising high aspect ratio materials and methods of use in subterranean formations
DE10341393B3 (de) 2003-09-05 2004-09-23 Pierburg Gmbh Luftansaugkanalsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
US6990698B2 (en) * 2004-05-12 2006-01-31 Wall Sr Daniel P UPS shippable adjustable articulating bed
US7537054B2 (en) * 2004-07-02 2009-05-26 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions comprising high aspect ratio materials and methods of use in subterranean formations
US20060157244A1 (en) * 2004-07-02 2006-07-20 Halliburton Energy Services, Inc. Compositions comprising melt-processed inorganic fibers and methods of using such compositions
US7174961B2 (en) * 2005-03-25 2007-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of cementing using cement compositions comprising basalt fibers
JP5079266B2 (ja) * 2005-06-20 2012-11-21 旭化成建材株式会社 水硬性組成物及び調湿建材の製造方法
CN100457413C (zh) * 2006-01-24 2009-02-04 浙江工业大学 一种混凝土砂浆界面处理剂及处理方法
RU2331600C1 (ru) * 2007-01-17 2008-08-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Способ изготовления заполнителя для бетонов
JP5122390B2 (ja) * 2007-08-10 2013-01-16 花王株式会社 水硬性粉体の製造方法
US20100286312A1 (en) * 2009-05-06 2010-11-11 Boral Material Technologies Inc. Amine Sacrificial Agents and Methods and Products Using Same
RU2471843C1 (ru) * 2011-05-11 2013-01-10 Лонест Холдинг Корп. Сероводородостойкий тампонажный раствор
EP2567946A1 (en) 2011-09-08 2013-03-13 Lafarge Surfactant-treated particulate material for the production of cement foam
RU2473494C1 (ru) * 2011-09-30 2013-01-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Сырьевая смесь для получения штукатурки
KR101335033B1 (ko) * 2011-11-24 2013-12-02 윤성원 광물 미분쇄를 위한 고기능성 분쇄조제 및 이를 포함하는 시멘트 조성물
DK3262012T3 (da) * 2015-02-27 2020-06-29 Photocat As Et fotokatalytisk betonprodukt og en fremgangsmåde til fremstilling af et fotokatalytisk betonprodukt
CN108218352A (zh) * 2018-03-23 2018-06-29 四川汇源钢建装配建筑有限公司 水泥聚合物涂料及墙体补缝方法

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA335732A (en) * 1933-09-19 Ouimet Arthur School bench and desk
US1160295A (en) * 1910-11-07 1915-11-16 Pressed Steel Car Co Car-truck.
US1601295A (en) * 1923-12-11 1926-09-28 Collings William Arthur Plastic and process of making the same
US2336723A (en) * 1941-03-11 1943-12-14 John V Drummond Concrete, cement, and the like, and the process of making the same
US2443081A (en) * 1944-07-01 1948-06-08 Pierce John B Foundation Adhesive cements
US2556156A (en) * 1948-11-26 1951-06-12 Coprox Inc Cementitious material and method of making
US2695850A (en) * 1950-07-31 1954-11-30 Lorenz John Plastic composition
US2760876A (en) * 1952-11-25 1956-08-28 Siliphane Corp Of America Water resistant coating compositions
US2876123A (en) * 1956-10-15 1959-03-03 James J Shanley Concrete additives, concrete mixtures and processes for producing such mixtures
US2835602A (en) * 1957-11-22 1958-05-20 Roland G Benner Cementitious mixes
US3021225A (en) * 1958-08-27 1962-02-13 Ziak Erna Emilie Waterproofing compositions
US3139351A (en) * 1962-08-28 1964-06-30 Sr Neville A Hammer Waterproofing preparation
US3335081A (en) * 1966-02-02 1967-08-08 El-Naggar Ahmed Sami Method of treatment of sewage by biooxidation and apparatus therefor
US3590018A (en) * 1968-05-29 1971-06-29 Interpace Corp Organophilic clay
GB1375832A (cs) * 1970-12-01 1974-11-27
US3902911A (en) * 1972-05-01 1975-09-02 Mobil Oil Corp Lightweight cement
GB1465059A (en) * 1973-07-03 1977-02-23 Pilkington Brothers Ltd Glass fibres
US4017322A (en) * 1973-11-20 1977-04-12 Japan Inorganic Material Method for reinforcing aqueous hydraulic cement
DE2358913A1 (de) * 1973-11-27 1975-06-05 Chemotechnik Ges Fuer Baustoff Poroeser zuschlagstoff fuer leichtbeton
DE2403751B2 (de) * 1974-01-26 1975-11-20 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Verfahren zur Erhöhung der Zementbeständigkeit von Glasprodukten, insbesondere von Glasfasern, die als Zuschlagstoff für Zement dienen
CA1018191A (en) * 1974-04-09 1977-09-27 Marcel A.L. Marre Process of manufacture of an ahydrous concrete
US4015994A (en) * 1974-11-13 1977-04-05 Owens-Corning Fiberglas Corporation Coated glass fibers
GB1521030A (en) * 1974-12-23 1978-08-09 Nat Res Dev Cementitious composites
GB1519041A (en) * 1975-01-02 1978-07-26 Pilkington Brothers Ltd Glass fibres for use as reinforcement in cementitios products
US4050948A (en) * 1976-03-23 1977-09-27 Bj-Hughes Inc. Method of making lightweight cement slurries and their uses
US4090883A (en) * 1977-05-23 1978-05-23 Dyckerhoff Zementwerke Aktiengesellschaft Building material reinforced with fibers of glassy calcium silicate
US4101334A (en) * 1976-12-23 1978-07-18 Owens-Corning Fiberglas Corporation Coated glass fibers
DE2704929B1 (de) * 1977-02-07 1978-05-24 Hoechst Ag Verfluessigerkombination fuer Baustoffe
US4170564A (en) * 1977-10-06 1979-10-09 Milliken Research Corporation Refrigerants colored for leak indication with substituted anthraquinone dyes
DE2801932A1 (de) * 1978-01-18 1979-07-19 Akzo Gmbh Baustoff-zusatzmittel
US4293343A (en) * 1978-02-03 1981-10-06 Owens-Corning Fiberglas Corporation Mortars and cements having improved freeze-thaw properties and method of achieving same
FR2432489A1 (fr) * 1978-08-03 1980-02-29 Kraszewski Richard Composition hydrofuge en poudre a base de ciment et son application
US4256501A (en) * 1979-08-02 1981-03-17 General Electric Company Rock treating method and compositions
US4341824A (en) * 1979-08-02 1982-07-27 General Electric Company Method of upgrading rock and treated rock obtained therefrom
US4402749A (en) * 1979-08-10 1983-09-06 Chemtree Corporation Cementitious compositions with early high strength development and methods for controlling setting rate
DE3105407A1 (de) * 1981-02-14 1982-09-02 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt "wasserabweisender gipsmoertel"
US4473406A (en) * 1982-06-21 1984-09-25 National Starch And Chemical Corporation Cementiferous compositions
US4478640A (en) * 1983-01-27 1984-10-23 The Dow Chemical Company Well treating process and composition
US4455170A (en) * 1983-03-16 1984-06-19 General Electric Company Method of upgrading rock and treated rock obtained therefrom
US4482379A (en) * 1983-10-03 1984-11-13 Hughes Tool Company Cold set cement composition and method
SE453181B (sv) * 1983-10-05 1988-01-18 Bengt Hedberg Sett att framstella lettballastbetong
US4501830A (en) * 1984-01-05 1985-02-26 Research One Limited Partnership Rapid set lightweight cement product
US4827028A (en) * 1984-04-23 1989-05-02 Olin Corporation Anionic surfactants
US4760465A (en) * 1984-11-29 1988-07-26 Ricoh Company, Ltd. Electronic blackboard which detects an abnormal operating condition by reading a non-image section of a writing surface at power-up
US4619775A (en) * 1985-05-16 1986-10-28 Colgate-Palmolive Company Antistatic agents which are multiamides of trialkylacetic acids and multiamines
US4655837A (en) * 1985-04-26 1987-04-07 Jong Slosson B Building material and manufacture thereof
CA1254588A (en) * 1985-08-22 1989-05-23 Louis E. Wagner Method and composition for waste disposal
US4657959A (en) * 1985-11-15 1987-04-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hydrophilic silicones
US4753679A (en) * 1986-06-11 1988-06-28 Pfizer, Inc. Cement products containing surface treated inorganic particulates
US4888058A (en) * 1986-09-29 1989-12-19 W. R. Grace & Co.-Conn. Silica fume slurry
JPS63123847A (ja) * 1986-11-14 1988-05-27 清水建設株式会社 コンクリ−ト用吸水性骨材及びそれを使用するコンクリ−ト強化施工法
US4814014A (en) * 1986-12-09 1989-03-21 W. R. Grace & Co. Hydraulic cement additives and hydraulic cement compositions containing same
US4792360A (en) * 1987-06-30 1988-12-20 The Dow Chemical Company Workable cement composition of low water content containing a hydroxyalkyl (meth)acrylate polymer
US4923517A (en) * 1987-09-17 1990-05-08 Exxon Research And Engineering Company Glass fiber reinforced cement compositions
GB8818113D0 (en) * 1988-07-29 1988-09-01 Blue Circle Ind Plc Reinforced cementitious compositions
US4940770A (en) * 1988-11-14 1990-07-10 Texaco Chemical Co. Novel compositions from polyoxyalkylene amines and epoxides
JP2506208B2 (ja) * 1988-12-28 1996-06-12 株式会社アスク 無石綿無機質硬化体及びその製造方法
RU2093490C1 (ru) * 1990-12-20 1997-10-20 Юрий Рахимович Исамухамедов Способ приготовления вяжущего, бетонной или растворной смеси
US5085694A (en) * 1991-03-04 1992-02-04 Dow Corning Corporation Polish compositions
WO1992020757A1 (en) * 1991-05-14 1992-11-26 Krogh Steen M A photo-luminescent calcium silicate material, concrete and gravel material containing it and a method of producing a photo-luminescent calcium silicate material
US5348578A (en) * 1991-10-23 1994-09-20 Ppg Industries (France) S.A. Products obtained from the reaction of amine-diol and a polyfunctional substance and application of such products to electroapplicable cationic paint compositions
RU2070171C1 (ru) * 1992-07-01 1996-12-10 Колбасов Валентин Михайлович Способ приготовления комплексной добавки к цементным составам
RU2057098C1 (ru) * 1992-11-16 1996-03-27 Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона Бетонная смесь
CN1095732A (zh) * 1993-05-25 1994-11-30 新疆维吾尔自治区建筑科学研究所 硅灰石粉的改性方法
DE4325797A1 (de) * 1993-07-31 1995-02-02 Edgar Himsel Verfahren zur Herstellung eines nahezu wasserfreien Verpressmörtels
US5429675A (en) * 1994-08-22 1995-07-04 W. R. Grace & Co.-Conn. Grinding aid composition and cement product
EP0736556B1 (de) * 1995-04-04 2003-05-07 Vantico AG Wollastonit enthaltendes, härtbares Epoxidharzgemisch
US5634966A (en) * 1995-07-19 1997-06-03 W.R. Grace & Co.-Conn. Nitrite-based corrosion inhibitors with improved anodic and cathodic inhibiting performance
US5728209A (en) * 1995-11-13 1998-03-17 Mbt Holding Ag Unitized cement admixture
US5731367A (en) * 1997-02-04 1998-03-24 Bayer Corporation Injection molded parts having improved surface gloss

Also Published As

Publication number Publication date
ATE288409T1 (de) 2005-02-15
NZ336554A (en) 2000-02-28
EP0952971B1 (en) 2005-02-02
CZ9902001A3 (cs) 2000-11-15
YU26099A (sh) 2001-07-10
NO992829L (no) 1999-06-10
CN1239937A (zh) 1999-12-29
JP3431635B2 (ja) 2003-07-28
US5948157A (en) 1999-09-07
BR9713900A (pt) 2000-02-29
CA2272408C (en) 2003-07-01
EP0952971A1 (en) 1999-11-03
AU5219898A (en) 1998-07-03
HU223303B1 (hu) 2004-05-28
JP2000511869A (ja) 2000-09-12
HUP0001820A2 (hu) 2001-01-29
HUP0001820A3 (en) 2003-05-28
WO1998025865A1 (en) 1998-06-18
DE69732427D1 (de) 2005-03-10
AU713940B2 (en) 1999-12-16
CN1109006C (zh) 2003-05-21
NO992829D0 (no) 1999-06-10
SK74899A3 (en) 2000-07-11
RU2167839C2 (ru) 2001-05-27
KR20000069381A (ko) 2000-11-25
PL333913A1 (en) 2000-01-31
KR100342323B1 (ko) 2002-07-02
ID27683A (id) 2001-04-19
UA54477C2 (uk) 2003-03-17
CA2272408A1 (en) 1998-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ294864B6 (cs) Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi
Fu et al. Cellulose nanomaterials as additives for cementitious materials
Rashad An overview of pumice stone as a cementitious material–the best manual for civil engineer
US6645289B2 (en) Complex admixture and method of cement based materials production
KR20080014865A (ko) 시멘트계 조성물에 동결 및 해동 저항성을 제공하는 방법
KR102662384B1 (ko) 작업성 및 재료분리에 대한 저항성이 우수한 저수축 중유동 콘크리트 조성물
WO2012084401A1 (de) Zusammensetzung für baustoffe mit verbesserter frost-tau-beständigkeit und verfahren zu deren herstellung
Maravelaki et al. RILEM TC 277-LHS report: additives and admixtures for modern lime-based mortars
CA2814361C (en) Clay-bearing manufactured sands for hydratable cementitious compositions
Arum et al. Making of strong and durable concrete
AU8222498A (en) Aqueous suspensions of metakaolin and a method of producing cementitious compositions
WO2022262985A1 (en) Robust polycarboxylate with polyalkylene oxide-based sacrificial sidechain linkage as milling aid for cementitious materials
KR100516758B1 (ko) 고강도 시멘트 조성물 및 이를 이용한 패널의 제조방법
JP7474627B2 (ja) 耐塩性グラウト組成物及び耐塩性グラウト
JP2023149566A (ja) モルタル組成物及びモルタル
JPH0748159A (ja) セメント混和剤及び水硬性セメント組成物
Yurdakul et al. Role of chemical admixtures in improving wet-mix shotcrete performance for ground support
KR20060112748A (ko) 실란계를 주성분으로 하는 고강도 수중콘크리트 혼화제
CS254248B1 (en) Method of building material production

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: 19971209