CZ306663B6

CZ306663B6 - Suchá prefabrikovaná směs multifunkčního silikátového kompozitu

Info

Publication number: CZ306663B6
Application number: CZ2015-591A
Authority: CZ
Inventors: Karel Kolář; Zdeňka Bažantová; Petr Konvalinka
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze, Fakulta stavebnĂ
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2017-04-26
Also published as: CZ2015591A3

Abstract

Popisuje se složení suché prefabrikované směsi pro přípravu multifunkčního silikátového kompozitu „in situ“, který by měl dobrou dobu zpracovatelnosti, regulované tuhnutí a který by bylo možno použít i při teplotách pod teplotou mrazu vody. Směs zahrnuje pojivovou matrici, která je tvořena umletým cementovým slínkem s měrným povrchem větším než 150 m.sup.2.n./kg s obsahem hlinitanové složky v rozmezí od 2 do 12 % počítáno na Al.sub.2.n.O.sub.3.n., s obsahem ferátové složky do 8 % vztaženo na obsah Fe.sub.2.n.O.sub.3.n.. Dále směs zahrnuje regulační systém, který obsahuje alespoň jeden plastifikátor v rozmezí 0,01 až 8 % počítáno na cementový slínek a alespoň jednu formu síranu vápenatého v rozmezí do 4 % počítáno na obsah SO.sub.3.n.v cementovém slínku. Součástí suché prefabrikované směsi jsou odpěňovač v množství do 1 % ve vztahu k množství cementového slínku, alkalické uhličitany v množství do 2 % hmotnosti cementového slínku, jemná frakce látek pucolánového charakteru v množství do 50 % hmotnosti cementového slínku, jemnozrnná a hrubozrnná inertní plniva v množství do šestinásobku pojivové matrice.

Description

Suchá prefabrikovaná směs multifunkčního silikátového kompozitu

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti stavebnictví, zejména oblasti multifunkčních kompozitů, které slouží k přípravě rychle tuhnoucích stavebních směsí „in sítu“.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známy prefabrikované směsi pro přípravu betonů pro stavební využití. Beton je buď na místo použití dovážen již připravený, čije přímo na místě připraven přidáním záměsové vody do prefabrikované směsi, případně přidáním dalších látek.

Základními součástmi suchých prefabrikovaných směsí jsou pojivová matrice zajišťující soudržnost tuhnoucího betonu, plniva a regulační systémy zajištující kontrolované tuhnutí a vytvrdnutí betonu.

Současný přístup k formulaci kompozitních materiálů využívá nejrůznějších zdrojů plniv zrnitého nebo vláknitého charakteru různého typu z přírodních či průmyslových zdrojů a pojivové matrice založené na dlouhodobě nej používanějším cementu silikátové báze. Ten je představován buď tzv. čistým portlandským cementem, nebo tzv. cementy směsnými obsahujícími z důvodů technických, ekonomických či ekologických různé příměsi. Použité příměsi mohou být latentně hydraulicky aktivní, nebo inertní, avšak musí být s výhodou takové granulometrie, která doplňuje granulometrii použitého pojivá, na získání plynulé granulometrie celého systému pevných složek při finální přípravě čerstvě připravované směsi ze záměsovou vodou.

Použití běžně vyráběných silikátových cementů deklarovaných jako čisté portlandské cementy, či cementy směsné a normované např. podle ČSN EN 197-1, nebo jiných normových předpisů, přináší pro formulaci speciálních cementových kompozitů překonání celé řady úskalí vyplývajících ze základních normových požadavků na fyzikálně - chemické parametry běžně vyráběných cementových pojiv. Jedná se především o spolehlivé řízení hydratačních a vytvrzovacích mechanismů použitého typu silikátového cementu označované jako časové průběhy tzv. procesů tuhnutí a tvrdnutí, dosažení přijatelné zpracovatelnosti čerstvě míchané navržené směsi, nenáročného způsobu zpracování a ukládání na místo spotřeby, objemové stability tvrdnoucího kompozitu a dosažení predikovaných parametrů a dlouhodobé stability v různých podmínkách použití. Jak je například uvedeno v autorském osvědčení AO 223 134.

V obecně dostupné literatuře je popsána celá řada možností regulace výše uvedených vlastností pro použití různých pojiv silikátového typu sádrovcového i bezsádrovcového cementu a nutnost jejich úpravy, či doplnění, pro vytvářený cementový kompozit méněhodnotného, či vysokohodnotného, charakteru. Jsou uváděny rozmanité možnosti úpravy tzv. poměrů tuhnutí a procesu tvrdnutí, celou řadou zpomalujících či urychlujících přísad, použití plastifikátorů či superplastifikátorů a stabilizátorů nejrůznějšího složení, způsobu míchání pro potřebnou homogenizaci čerstvé směsi kompozitu s nutnou dávkou záměsové vody, případně s dalšími podmínkami pro dosažení deklarovaných parametrů např. z pohledu časové náročnosti přípravy kompozitu, potřebné techniky ukládání a zhutňování čerstvě připraveného kompozitu se záměsovou vodou apod.

Pro výběr superjemných příměsí jsou používány minerální a pucolánové složky z přírodních, či umělých, zdrojů jako jsou např. mikromletý vápenec, mikrosilika, mletá vysokopecní zásaditá struska popílky, různé aluminosilikáty a jiné. Při jejich použití musí být respektovány jejich základní fyzikálně — chemické parametry, aby nedošlo k nežádoucímu ovlivnění nejen použité regulace procesů tuhnutí a tvrdnutí, ale i k udržení dostatečné doby zpracovatelnosti použitým ztekucovačem a dosažení objemové stability vznikající pevné struktury kompozitu.

- 1 CZ 306663 B6

Další jemná plniva nad cca 0,1 mm bývají podle účelu finálního použití většinou inaktivní k základním vlastnostem čerstvé cementové matrice, jsou tvořena převážně pískovými frakcemi o různé čistotě (vysoký obsah čistého SiO₂), ale mohou být ve zdůvodnitelných případech i jiné mineralogie (korund, karborundum, šamot, čedič apod.) hutné či pórovité. Použití vyžaduje respektovat jejich fyzikální vlastností (nasákavost apod.), což vede k nutnosti pečlivé formulace uvažovaného kompozitu.

Hrubší frakce plniva, tj. nad 1 až 2 mm se používají hlavně z hlediska jejich snadnější ekonomické dostupnosti. V případě pórovitých kameniv ať přírodních, či umělých je třeba respektovat jejich vliv na technologii přípravy žádaného kompozitu o nižší objemové hmotnosti s výhodnými, tepelně izolačními vlastnostmi, či zvýšené odolnosti proti vysokým teplotám.

Rovněž je v současné době známo, že pro odstranění křehkého charakteru porušení na úrovni max. únosnosti při daném způsobu zatěžování se používá aplikace různého množství výztužných vláken v extrému 10 % až 15 % objemových, organických i anorganických, různého chemického složení, tvaru a velikosti jednotlivých vláken. V takových dávkách dochází nejen k neúměrnému zvýšení nákladů na takto formulovaný kompozit, ale i k nutnosti použití vysoce náročné technologie jeho výroby v podmínkách. Příkladem takové směsi je předmět přihlášky CN 104 058 695 A, který využívá polypropylenová vlákna.

Úkolem vynálezu je vytvoření suché prefabrikované směsi, která by byla charakterizována jako multifunkční silikátový kompozit. Kompozit by byl snadno aplikovatelný pro praktické použití s co nejširší škálou možných aplikačních schopností, s řízeným hydratačním procesem, jednoduchou a snadnou technologií přípravy, udržením dostatečné doby zpracovatelnosti, rychlým nárůstem počátečních mechanických vlastností a dosažením spolehlivé stability výsledného zatvrdlého kompozitu.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen vytvořením suché prefabrikované směsi multifunkčního silikátového kompozitu podle tohoto vynálezu.

Suchá prefabrikovaná směs multifunkčního silikátového kompozitu zahrnuje pojivovou matrici s obsahem aktivního hydraulického cementu na bázi cementového slínku. Dále zahrnuje regulační systém složený ze směsi alespoň jednoho plastifikátoru a z alespoň jedné z forem síranu vápenatého. Součástmi směsi jsou dále alespoň jedna odpěňovací přísada, alespoň jedna jemnozmná frakce pucolánového charakteru, a dále jemnozrnná a hrubozrnná inertní plniva.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že pojivová matrice je tvořena umletým cementovým slínkem s měrným povrchem větším než 150 m²/kg s obsahem hlinitanové složky v rozmezí od 2 do 12 %, vztaženo na obsah AI₂O₃ a dále s obsahem ferátové složky do 8 %, vztaženo na obsah Fe₂O₃. Směs regulačního systému obsahuje alespoň jeden plastifikátor v rozmezí od 0,01 do 8 % vztaženo na hmotnost cementového slínku, a alespoň jednu formu síranu vápenatého v množství do 4 %, vztaženo na obsah SO₃ v cementovém slínku. Dále je v suché prefabrikované směsi zamíchán odpěňovač v množství do 1 %, vztaženo na hmotnost cementového slínku, alkalické uhličitany v množství do 2 % vztaženo na hmotnost cementového slínku, jemná frakce látek pucolánového charakteru v množství do 50 %, vztaženo na hmotnost cementového slínku, jemnozrnná a hrubozrnná inertní plniva v množství až šestinásobku hmotnosti pojivové matrice.

Mezi výhody prefabrikované směsi patří snadná příprava „in šitu“, kdy je do směsi přidána záměsová voda. Multifunkční silikátový kompozit vykazuje dostatečně dlouhou dobu zpracovatelnosti. Po rozdělání se záměsovou vodou je snadno aplikovatelný pro praktické použití s co nejširší škálou možných aplikačních schopností. Poměr látek regulačního systému a síranu vápenatého se projevuje řízeným hydratačním procesem, což vede udržení dostatečné doby zpracovatelnosti,

-2CZ 306663 B6 a dále se složení směsi projevuje rychlým nárůstem počátečních mechanických vlastností a dosažením spolehlivé stability výsledného zatvrdlého kompozitu. Technologie přípravy suché prefabrikované směsi je jednoduchá a snadná.

Ve výhodném provedení suché prefabrikované směsi podle vynálezu jsou ve směsi vláknité výztuže organického a/nebo anorganického charakteru v množství do 10 % hmotnosti pojivové matrice. Přidáním vláken dochází k významnému zvýšení ohybových pevností zatvrdlého kompozitu a k výraznému zvýšení odolností vůči rázovému namáhání. Je výhodné, pokud jsou vláknité výztuže na alespoň jedné bázi ze skupiny organická vlákna, anorganická vlákna, či kovová vlákna, přičemž do báze organických vláken lze zařadit celulózu a plasty, do báze anorganických vláken lze zařadit umělá anorganická vlákna a přírodní anorganická vlákna. Materiál k výrobě vláken ovlivňuje pevnost v ohybu zatvrdlého kompozitu a například kovová ocelová vlákna velice výrazně zvyšují práh efektivní lomové energie.

V dalším výhodném provedení suché prefabrikované směsi podle vynálezu jsou plastifikátoiy tvořeny látkami na bázi ligninsulfonanu, sulfonovaných melaminformaldehydových, fenolformaldehydových, naftalénformaldehydových kondenzátů s výhodou polykarboxyléteru. Plastifikátory ve směsi s přidanou záměsovou vodou zpomalují, či zrychlují tuhnutí kompozitu, podle množství složky sádrovce ve směsi. Tím je ovlivňován hydratační proces, při kterém při vysokém obsahu sádrovce plastifikátory tuhnutí kompozitu zpomalují a při nízkém obsahu sádrovce plastifikátory tuhnutí urychlují. Výše uvedené plastifikátoiy rovněž mají pozitivní vliv na stabilizaci objemu kompozitu v průběhu tuhnutí, čímž je eliminováno pnutí a náchylnost k praskání.

V jiném dalším výhodném provedení suché prefabrikované směsi podle vynálezu jsou jemnou pucolánovou látkou přírodního a/nebo umělého původu složky ze skupiny křemičité úlety s vysokým obsahem amorfního SiO₂, aluminosilikátové jemné práškovité hmoty zahrnující materiály ze skupiny jemně mletá struska, popílky. Využití popílků a strusky je vhodné pro jejich vázání ve stavebním materiálu a pro ekologické snížení prašnosti v životním prostředí, či pro snížení množství skládkovaného prašného odpadu.

V jiném dalším výhodném provedení suché prefabrikované směsi podle vynálezu jsou inertní jemnozmná a hrubozmná plniva tvořena přírodními a/nebo umělými plnivy, které jsou hutné a/nebo pórovité, na alespoň jedné bázi ze skupiny čistý SiO₂, čedič, šamot, korund, karborundum, kovové částice, barviva. Plnivo je možné využít přírodní, či umělé, anebo jej lze získat mezi druhotnými surovinami. Rolí plnidla je vyplnění objemu pro snížení spotřeby množství pojivové matrice kompozitu a současně vlastnosti plniva ovlivňují mechanické vlastnosti kompozitu, takže i druhy aplikace kompozitní směsi. Vlastnosti plniva rovněž ovlivňují samotný proces tuhnutí směsi.

V jiném dalším výhodném provedení suché prefabrikované směsi podle vynálezu obsahuje směs alespoň jednu chemickou sloučeninu ze skupiny alkalické uhličitany v množství do 1,5 % z hmotnosti pojivové matrice. V případech, kdy je potřeba prodloužit dobu zpracovatelnosti, je přidáno do směsi malé množství např. Na₂CO₃. Tuhnutí je zpomaleno a doba zpracovatelnosti prodloužena.

Součástí je i způsob přípravy suché prefabrikované směsi multifunkčního silikátového kompozitu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň jedna složka regulačního systému se alespoň z části přidá ke slinku pojivové matrice v průběhu mletí. To je výhodné, protože karboxylové složky regulačního systému mají vedlejší výhodu, že slouží jako intenzifikátory mletí. Tím je docíleno vyšší jemnosti slinku. Vyšší jemnost slinku umožňuje kompozitní směsi tuhnutí i v teplotách pod bodem mrazu vody.

-3 CZ 306663 B6

Multifunkční kompozit připravený ze suché prefabrikované směsi podle vynálezu je snadno aplikovatelný pro praktické použití s co nejširší škálou aplikačních schopností, s řízeným hydratačním procesem, jednoduchou a snadnou technologií přípravy. Kompozit si udržuje dostatečnou dobu zpracovatelnosti, má rychlý nárůst počátečních mechanických vlastností a dosahuje spolehlivé stability po výsledném zatvrdnutí. Suchá směs je tvořena novou a velmi výhodnou kombinací běžně dostupných složek, které při kombinaci svých, někdy i protichůdných, parametrů vedou k výhodnému efektu. Směs se snadno zpracovává a potřebuje nízkou dávku záměsové vody.

Příklady uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech, kdy jednotlivé složky pro sestavení multifunkční suché prefabrikované směsi jsou běžně dostupné od komerčních dodavatelů. Pojivové složky jsou výrobky českých cementářských firem z lokalit Čížkovice, Lochkov, Prachovice, Mokrá, Hranice, přísadové systémy v práškovém stavu potřebné po sestavení předkládaného kompozitu jsou k dispozici na domácím trhu od firem SIKA, BASF, STACHEMA, CHRYSO,RADKA a dalších. Mikroplniva i hrubší součásti plniv, případně výztuže vláknité inertního, či latentně hydraulicky aktivního typu, jsou též běžně dostupné v různých cenových úrovních.

Pro snadnost srovnání některých výhodných variant byla testována suchá prefabrikovaná multifunkční kompozice následujícího složení:

Množství složka hmotnostní díl pojivové složky

0,1 hmotnostního dílu aktivní formy S1O2 tzv. mikrosiliky

0,25 hmotnostního dílu křemičité moučky se střední velikostí zrna d50 okolo 6 pm

1,6 hmotnostního dílu čistého křemičitého písku plynulé granulometrie 0,1 až

1,2 mm střední velikosti zrna d50 okolo 500 pm

0,01 hmotnostního dílu plastifikační přísady

0,001 hmotnostního dílu odpěňovací přísady

Jednotlivé složky této suché prefabrikované směsi byly 1,5 min. míchány na pomalu-otáčkových míchačkách s nuceným oběhem o různých objemech míchacích nádob. Získaná zhomogenizovaná suchá směs byla míchána po dobu 1,5 min. s 0,1 hmotnostního dílu záměsové vody, počítáno na množství vzniklé suché prefabrikované směsi.

Získaná směs se záměsovou vodou vykazovala v prvních fázích zpracování samozhutnitelnou konzistenci, doba zpracovatelnosti byla závislá na poměru pojivové složky s různým obsahem síranu vápenatého a dávce plastifikační přísady v rozmezí několika minut až několika hodin.

Příklad č. 1

Pojivová složka byla tvořena portlandským cementem CEM 1 42,5R Mokrá o měrném povrchu 370 m²/kg a obsahu SO₃ v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce.

-4CZ 306663 B6

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 5,5 h. Po 10 hodinách od počátku smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 0,8 MPa, po 15 h vykazovala pevnost v tlaku 9,5 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 45,5 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 95,5 MPa, ohybová pevnost byla 19 MPa.

Příklad č. 2

Pojivová složka byla tvořena směsí portlandského cementu CEM I 42,5R Mokrá o měrném povrchu 370 m²/kg a obsahu SO3 v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce a mletého slínku z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg. Celkový obsah SO3 0,375 % hmotn.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 70 min. Po 5,5 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 8,4 MPa, po 8,5 h vykazovala pevnost v tlaku 21,3 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 48,5 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech 115 MPa, ohybová pevnost byla 18,4 MPa.

Příklad č. 3

Pojivová složka byla tvořena směsí portlandského cementu CEM I 42,5R Mokrá o měrném povrchu 370 m²/kg, a obsahu SO3 v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce a mletého slínku z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg. Celkový obsah SO3 0,345 % hmotn.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 28 min. Po 2 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 2,4 MPa, po 5 h vykazovala pevnost v tlaku 13,3 MPa, po 6 h vykazovala pevnost v tlaku 17,8 MPa a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 51 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 112 MPa, ohybová pevnost byla 19,7 MPa.

Příklad č. 4

Pojivová složka byla tvořena směsí portlandského cementu CEM I 42,5R Mokrá o měrném povrchu 370 m²/kg, a obsahu SO3 v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce a mletého slínku z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg. Celkový obsah SO3 0,15 % hmotn..

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti 7 min. Po 1 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 1,9 MPa, po 4,5 h vykazovala pevnost v tlaku 5 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 56 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 98 MPa, ohybová pevnost byla 19,5 MPa.

-5 CZ 306663 B6

Příklad č. 5

Pojivová složka byla tvořena portlandským cementem CEM I 52,5R Čížkovice o měrném povrchu 410 m²/kg, a obsahu SO₃ v množství 1,7 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 4,5 h. Po 6 hodinách od počátku smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 0,9 MPa, po 15 h vykazovala pevnost v tlaku 11,5 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 57,2 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 105 MPa, ohybová pevnost byla 20,7 MPa.

Příklad č. 6

Pojivová složka byla tvořena portlandským cementem CEM I 52,5R Prachovice o měrném povrchu 510 m²/kg, a obsahu SO₃ v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 6,5 h Po 22 hodinách od počátku smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 48,8 MPa a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 51 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 100 MPa, ohybová pevnost 16,9 MPa.

Příklad č. 7

Pojivová složka byla tvořena směsí portlandského cementu CEM 1 52,5R Prachovice o měrném povrchu 510 m²/kg, a obsahu v množství SO3 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce a mletého stínku z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg. Celkový obsah SO3 0,75 % hmotn.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsí, doba zpracovatelnosti byla 130 min. Po 3,5 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 0,8 MPa, po 7,5 h vykazovala pevnost v tlaku 23,3 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 50 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 95,6 MPa, ohybová pevnost byla 16,2 MPa.

Příklad č. 8

Pojivová složka byla tvořena směsí portlandského cementu CEM 1 52,5R Prachovice o měrném povrchu 510 m²/kg, a obsah SO3 v množství 1,5 % hmotn. počítáno z obsahu regulační přísady sádrovce a mletého slínku z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg. Celkový obsah SO3 0,375 % hmotn.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 5 min. Po 1 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 2,8 MPa, po 5 h vykazovala pevnost v tlaku 10 MPa, po 8 h vykazovala pevnost v tlaku 24,5 MPa a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 48,3 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

-6CZ 306663 B6

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 98,8 MPa, ohybová pevnost byla 18,3 MPa.

Příklad č. 9

Pojivová složka byla tvořena mletým slínkem z cementárny Prachovice o měrném povrchu 390 m²/kg.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 3 min. Pro dosažení delší doby zpracovatelnosti k výrobě zkušebních vzorků, bylo k suché směsi přidáno 1 % hmotn. Na₂CO3 z hmotnosti pojivá.

Směs po této úpravě vykazovala dobu zpracovatelnosti, 20 min. Po 1 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 5,8 MPa, po 5 h vykazovala pevnost v tlaku 22,2 MPa, a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 48,1 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 105 MPa, ohybová pevnost byla 19,2 MPa.

Příklad č. 10

Pojivová složka byla tvořena mletým slínkem z cementárny Prachovice s mlecí přísadou 0,3 % hmotn. na bázi karboxyléteru na měrný povrch 790 m²/kg.

Směs vykazovala po zpracování se záměsovou vodou parametry samozhutnitelné směsi, doba zpracovatelnosti byla 2 min. Pro dosažení delší doby zpracovatelnosti k výrobě zkušebních vzorků, bylo k suché směsi přidáno 0,5 % hmotn. Na₂CO3 z hmotnosti pojivá.

Směs po této úpravě vykazovala dobu zpracovatelnosti, 15 min. Po 1 h od smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 2,2 MPa, po 3 h vykazovala pevnost v tlaku 5,3 MPa, po 8 hodinách vykazovala pevnost v tlaku 42,5 MPa a po 24 h vykazovala pevnost v tlaku 65 MPa. Ohybová pevnost se pohybovala v rozmezí 1/5 až 1/6 pevnosti v tlaku.

Pevnost v tlaku po 28 dnech byla 107,5 MPa, ohybová pevnost byla 19,7 MPa.

Příklad č. 11

Do suché prefabrikované směsi podle příkladu č. 1 byla během míchání se záměsovou vodou přidávána vysokopevnostní ocelová vlákna o délce 12 mm a průměru 0,15 mm v množství 1 % objemu kompozitu.

Směs vykazovala po 2 min. míchání přijatelné hodnoty zpracovatelnosti. Po 24 hodinách od počátku smíchání směsi s vodou vykazovala pevnost v tlaku 46 MPa a pevnost v ohybu 23 MPa. Po 28 dnech vykazovala směs pevnost v tlaku 101,2 MPa a pevnost v ohybu 32 MPa.

Přídavkem vláken dochází k významnému zvýšení ohybových pevností zatvrdlého kompozitu a k výraznému zvýšení odolnosti vůči rázovému namáhání, nebo výraznému zvýšení efektivní lomové energie v závislosti na použitém obsahu ocelových vláken, jak vyplývá z následujícího přehledu.

Obsah vláken	Efektivní lomová energie
%	J/m²
0	80
0,5 1	3000 11 000
2	17 000
3	22 000

Průmyslová využitelnost

Suchá prefabrikovaná směs multifunkěního silikátového kompozitu podle vynálezu nalezne uplatnění pro jednoduchou a snadnou přípravu hydraulicky vytvrzovaných materiálů poskytujících zatvrdlý cementový kompozit s vysokými užitnými různorodými parametry, zejména odolnosti proti rázu. Jedná se o směs vhodnou pro využití ve stavebnictví, např. pro opravy poruch cementobetonových konstrukcí nenáročnou technologií aplikace předmětné směsi, regulovaným procesem tuhnutí a tvrdnutí, umožňující opravené místo během několika hodin plně zatížit.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Suchá prefabrikovaná směs multifunkěního silikátového kompozitu, zahrnující pojivovou matrici s obsahem aktivního hydraulického cementu na bázi cementového slínku, regulační systém složený ze směsi alespoň jednoho plastifikátoru a z alespoň jedné z forem síranu vápenatého, a dále alespoň jednu odpěňovací přísadu, alespoň jednu jemnozrnnou frakci pucolánového charakteru, ajemnozmná a hrubozrnná inertní plniva, vyznačující se tím, že pojivová matrice je tvořena umletým cementovým slínkem s měrným povrchem větším než 150 m²/kg s obsahem hlinitanové složky v rozmezí od 2 do 12 %, vztaženo na obsah AI₂O₃, s obsahem ferátové složky do 8 %, vztaženo na obsah Fe₂O₃, směs regulačního systému obsahuje alespoň jeden plastifikátor v rozmezí 0,01 až 8 %, vztaženo na hmotnost cementového slínku a alespoň jednu formu síranu vápenatého v rozmezí do 4 %, vztaženo na obsah SO₃ v cementovém slínku, dále je v suché prefabrikované směsi zamíchán odpěňovač v množství do 1 %, vztaženo na hmotnost cementového slínku, alkalické uhličitany v množství do 2 % hmotnosti cementového slínku, jemná frakce látek pucolánového charakteru v množství do 50 % hmotnosti cementového slínku, jemnozmná a hrubozrnná inertní plniva v množství až šestinásobku hmotnosti cementového slínku.
2. Suchá prefabrikovaná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve směsi jsou vláknité výztuže organického a/nebo anorganického charakteru v množství do 10 % hmotnosti poj ivové matrice.
3. Suchá prefabrikovaná směs podle nároku 2, vyznačující se tím, že vláknité výztuže jsou na alespoň jedné bázi ze skupiny organická vlákna, anorganická vlákna, kovová vlákna.
4. Suchá prefabrikovaná směs podle 3, vyznačující se tím, že do báze organických vláken patří celulóza a plasty a do báze anorganických vláken patří umělá anorganická vlákna a přírodní anorganická vlákna.
5. Suchá prefabrikovaná směs podle alespoň některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že plastifikátory jsou tvořeny látkami na bázi ligninsulfonanu, sulfonovaných melaminformaldehydových, fenolformaldehydových, naftalénformaldehydových kondenzátů s výhodou polykarboxyléterů.
6. Suchá prefabrikovaná směs podle alespoň některého z nároků 1 až 5, vy z n a č u j í c í se tím, že jemnou pucolánovou látkou přírodního a/nebo umělého původu jsou složky ze skupiny křemičité úlety s vysokým obsahem amorfního SiO₂, aluminosilikátové jemné práškovité hmoty zahrnující materiály ze skupiny jemně mletá struska, popílky.
7. Suchá prefabrikovaná směs podle alespoň některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tí m , že inertní jemnozmná a hrubozrnná plniva jsou tvořena přírodními a/nebo umělými plnivy, které jsou hutné a/nebo pórovité, na alespoň jedné bázi ze skupiny čistý SiO₂, čedič, šamot, korund, karborundum, kovové částice, barviva.
8. Suchá prefabrikovaná směs podle alespoň některého z nároků 1 až 7, vy z n ač u j í c í se tím, že obsahuje alespoň jednu chemickou sloučeninu ze skupiny alkalické uhličitany v množství do 1,5 % z hmotnosti pojivové matrice.
9. Suchá prefabrikovaná směs podle nároku 8, vyznačující se tím, že alkalickým uhličitanem je Na₂CO₃.